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序批式活性污泥法SBR处理工艺技术常见问题

2020/10/9

序批式活性污泥法（SBR—Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。

70年代初，美国在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。

SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、曝气（反应）、沉淀、排水、闲置。

SBR工艺的构造和原理

SBR工艺优点

1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。

2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。

3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。

4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。

7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。

8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。

9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。

SBR工艺的适用范围

就目前的技术条件，SBR系统适合以下情况：

1、中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。

2、需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。

3、水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。

4、用地紧张的地方。

5、对已建连续流污水处理厂的改造等。

6、非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。

SBR工艺设计要点

1、运行周期（T）的确定

SBR的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定。充水时间（tv）应有一个最优值。

如上所述，充水时间应根据具体的水质及运行过程中所采用的曝气方式来确定。当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时，充水时间应适当取长一些；当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时，充水时间可适当取短一些。充水时间一般取1～4ｈ。

反应时间（tR）是确定SBR 反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因素。对于生活污水类易处理废水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的废水，反应时间可适当取长一些。

一般在2～8h。沉淀排水时间（tS+D）一般按2～4h设计。闲置时间（tE）一般按2h设计。一个周期所需时间tC≥tR﹢tS﹢tD ，周期数 n﹦24／tC

2、反应池容积的计算

SBR反应池容积，可按下列公式计算（重点）：

▲《室外排水设计规范》公式6.6.36（关注本站，届时发布链接）

对于这个公式，需要注意的有7点：

（1）Q的意义，按照我们的一般理解，肯定要把Q当成设计流量来带入的，其实这里面的Q指的是每个周期进水量，并非设计流量。

（2）按照公式6.6.36求出来的容积V应为SBR池的有效容积。

（3）SBR的总容积=有效容积+死水容积+超高容积。

（4）SBR反应池的超高一般取0.5~1.0m。

（5）SBR的有效容积指的是反应池最高水位和最低水位之间的容积。

（6）死水容积指的是排水最低水位以下容积部分，保留一部分微生物量的容积。

（7）SBR池有效容积V和进水Q的关系是什么？如果Q是单个池子的每周期进水量，则求出的V是单个池子的容积，如果Q代入的是每组全部池子每周期的进水量，则求出的V就是每组全部池子的总容积。

3、曝气系统

序批式活性污泥法中，曝气装置的能力应是在规定的曝气时间内能供给的需氧量，在设计中，高负荷运行时每单位进水BOD为0.5～1.5kgO2/kgBOD，低负荷运行时为1.5～2.5kgO2/kgBOD。

在序批式活性污泥法中，由于在同一反应池内进行活性污泥的曝气和沉淀，曝气装置必须是不易堵塞的，同时考虑反应池的搅拌性能。常用的曝气系统有气液混合喷射式、机械搅拌式、穿孔曝气管、微孔曝气器，一般选射流曝气，因其在不曝气时尚有混合作用，同时避免堵塞。

4、排水系统

上清液排除出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置。在上清液排出装置中，应设有防浮渣流出的机构。

序批式活性污泥的排出装置在沉淀排水期，应排出与活性污泥分离的上清液，并且具备以下的特征：

（1）应能既不扰动沉淀的污泥，又不会使污泥上浮，按规定的流量排出上清液。（定量排水）

（2）为获得分离后清澄的处理水，集水机构应尽量靠近水面，并可随上清液排出后的水位变化而进行排水。（追随水位的性能）

（3）排水及停止排水的动作应平稳进行，动作准确，持久可靠。（可靠性）

排水装置的结构形式，根据升降的方式的不同，有浮子式、机械式和不作升降的固定式。

5、排泥设备

设计污泥干固体量=设计污水量×设计进水SS浓度×污泥产率／1000 ，在高负荷运行（0.1～0.4 kg-BOD/kg-ss·d）时污泥产量以每流入1 kgSS产生1 kg计算，在低负荷运行（0.03～0.1 kg-BOD/kg-ss·d）时以每流入1 kgSS产生0.75 kg计算。

在反应池中设置简易的污泥浓缩槽，能够获得2～3%的浓缩污泥。由于序批式活性污泥法不设初沉池，易流入较多的杂物，污泥泵应采用不易堵塞的泵型。

SBR工艺设计主要参数

序批式活性污泥法的设计参数，必须考虑处理厂的地域特性和设计条件（用地面积、维护管理、处理水质指标等）适当的确定。

用于设施设计的设计参数应以下值为准：

项目参数：

BOD-SS负荷(kg-BOD/kg-ss·d) 0.03～0.4

MLSS(mg/l) 1500～5000

排出比(1/m) 1/2～1/6

安全高度ε(cm)(活性污泥界面以上的最小水深) 50以上

序批式活性污泥法是一种根据有机负荷的不同而从低负荷（相当于氧化沟法）到高负荷（相当于标准活性污泥法）的范围内都可以运行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS负荷，由于将曝气时间作为反应时间来考虑，定义公式如下：

QS：污水进水量（m3/d）

CS：进水的平均BOD5(mg/l)

CA：曝气池内混合液平均MLSS浓度(mg/l)

V：曝气池容积

e：曝气时间比 e=n·TA/24

n:周期数 TA:一个周期的曝气时间

序批式活性污泥法的负荷条件是根据每个周期内，反应池容积对污水进水量之比和每日的周期数来决定，此外，在序批式活性污泥法中，因池内容易保持较好的MLSS浓度，所以通过MLSS浓度的变化，也可调节有机物负荷。进一步说，由于曝气时间容易调节，故通过改变曝气时间，也可调节有机物负荷。

在脱氮和脱硫为对象时，除了有机物负荷之外，还必须对排出比、周期数、每日曝气时间等进行研究。

在用地面积受限制的设施中，适宜于高负荷运行，进水流量小负荷变化大的小规模设施中，最好是低负荷运行。因此，有效的方式是在投产初期按低负荷运行，而随着水量的增加，也可按高负荷运行。

SBR调试程序及注意事项

1、活性污泥的培养驯化

SBR反应池去除有机物的机理与普通活性污泥法基本相同，主要大量繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。

活性污泥处理系统在正式投产之前的首要工作是培养和驯化活性污泥。活性污泥的培养驯化可归纳为异步培驯法、同步培驯法和接种培驯法，异步法为先培养后驯化，同步法则培养和驯化同时进行或交替进行，接种法系利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当的培驯。

培养活性污泥需要有菌种和菌种所需要的营养物。对于城市污水，其中的菌种和营养都具备，可以直接进行培养。

对于工业废水，由于其中缺乏专性菌种和足够的营养，因此在投产时除用一般的菌种和所需要营养培养足够的活性污泥外，还应对所培养的活性污泥进行驯化，使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统，具有某种专性。

2、试运行

活性污泥培养驯化成熟后，就开始试运行。试运行的目的使确定最佳的运行条件。

在活性污泥系统的运行中，影响因素很多，混合液污泥浓度、空气量、污水量、污水的营养情况等。活性污泥法要求在曝气池内保持适宜的营养物与微生物的比值，供给所需要的氧，使微生物很好的和有机物相接触，全体均匀的保持适当的接触时间。

对SBR处理工艺而言，运行周期的确定还与沉淀、排水排泥时间及闲置时间有关，还和处理工艺中所设计的SBR反应器数量有关。

运行周期的确定除了要保证处理过程中运行的稳定性和处理效果外，还要保证每个池充水的顺序连续性，即合理的运行周期应满足运行过程中避免两个或两个以上的池子同时进水或第一个池子和最后一个池子进水脱节的现象。

同时通过改变曝气时间和排水时间，对污水进行不同的反应测试，确定最佳的运行模式，达到最佳的出水水质、最经济的运行方式。

3、污泥沉降性能的控制

活性污泥的良好沉降性能是保证活性污泥处理系统正常运行的前提条件之一。如果污泥的沉降性能不好，在SBR的反应期结束后，污泥难以沉淀，污泥的压密性差，上层清液的排除就受到限制，水泥比下降，导致每个运行周期处理污水量下降。

如果污泥的絮凝性能差，则出水中的悬浮固体（SS）含量将升高，COD上升，导致处理出水水质的下降。

导致污泥沉降性能恶化的原因是多方面的，但都表现在污泥容积指数（SVI）的升高。SBR工艺中由于反复出现高浓度基质，在菌胶团菌和丝状菌共存的生态环境中，丝状菌一般是不容易繁殖的，因而发生污泥丝状菌膨胀的可能性是非常低的。

SBR较容易出现高粘性膨胀问题。这可能是由于SBR法是一个瞬态过程，混合液内基质逐步降解，液相中基质浓度下降了，但并不完全说明基质已被氧化去除，加之许多污水的污染物容易被活性污泥吸附和吸收，在很短的时间内，混合液中的基质浓度可降至很低的水平，从污水处理的角度看，已经达到了处理效果，但这仅仅是一种相的转移，混合液中基质的浓度的降低仅是一种表面现象。

可以认为，在污水处理过程中，菌胶团之所以形成和有所增长，就要求系统中有一定数量的有机基质的积累，在胞外形成多糖聚合物（否则菌胶团不增长甚至出现细菌分散生长现象，出水浑浊）。在实际操作过程中往往会因充水时间或曝气方式选择的不适当或操作不当而使基质的积累过量，致使发生污泥的高粘性膨胀。

污染物在混合液内的积累是逐步的，在一个周期内一般难以马上表现出来，需通过观察各运行周期间的污泥沉降性能的变化才能体现出来。为使污泥具有良好的沉降性能，应注意每个运行周期内污泥的SVI变化趋势，及时调整运行方式以确保良好的处理效果。

常见问题以及应对措施

1、可怕，今天来了高浓度NH3-N废水

总体思路是降低氨氮浓度，可以通过：

（1）调节进水周期，比如说2个周期进一次水或不进水，降低SBR池内NH3-N浓度，将SBR反应池调到硝化功能，多余的污水储存在事故水池中，等出水正常后再做处理。

（2）通过将SBR池处理过的水倒入进水池或给进水池加水的方法稀释进水NH3-N浓度。

2、高浓度COD冲击SBR池

同样，我们要降低COD值，可以通过：

（1）调节好氧曝气及厌氧搅拌时的甲醇投加量，降低SBR池内COD值。

（2）增大鼓风机风量，维持好氧曝气时SBR池内溶解氧在指标范围内。

3、高浊度生产废水冲击SBR池

（1）调大PAC加药量，使大量无机物在预处理部分进行处理。

（2）启动各池排泥泵向污泥储池排泥，增大预处理的功能。

4、高温废水来了

（1）降低运行负荷，减少曝气量，使活性污泥活性慢慢恢复活性。

（2）降低SBR池进水温度，用处理过的SBR出水、消防水、生活水给进水“泼一盆冷水”。

5、冬季极端低温冲击SBR池

（1）汇报生产调度，在SBR池的前工序就把温度升起来。

（2）开启蒸汽，为SBR池进水提温。

（3）向SBR池内通过临时管线加入采暖水。

6、SBR池发生污泥膨胀怎么办

这个情况不常见，就算发生了，也比活性污泥法好搞一些。处理措施:

（1）降低污泥负荷，提高曝气充氧量；

（2）增加污泥浓度MLSS；

（3）减少进水量，必要时停进水，闷曝，增加曝气量；

（4）混合其它水降温或增加冷却塔降温；

（5）根据分析结果增加营养元素N、P；

（6）通过进加碱调整进水 pH。

7、显微镜观察丝状菌大量出现

SBR反应池内存在有机物的浓度梯度，而且是好氧、缺氧（或厌氧）状态交替出现，会抑制丝状菌的繁殖。一般丝状菌大量繁殖是进水低负荷引起的。此时可以降低MLSS浓度，及时排泥，提高负荷。

8、SBR池异常发泡

原因有2个：

（1）运行初期出现的大量白色泡沫。

（2）放线菌造成，难以消泡。

此时应该：

（1）减少排泥量，增加污泥浓度。

（2）加大污泥抽出量，降低池内PH，分离放线菌。

9、正常运行时处理水质突然恶化，DO浓度异常高

这是因为毒性物质、有害物质的流入，导致活性污泥菌种死亡。此时应该降低负荷，恢复或补充新鲜的活性污泥。

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