sbr工艺流程（SBR污水处理工艺详解）

Sbr工艺流程(SBR污水处理流程详解)

SBR(sequencing batch reactor activated sludge process)是序批式反应器活性污泥法的简称，是一种采用间歇曝气方式运行的活性污泥废水处理技术，也称为序批式活性污泥法。

与传统污水处理工艺不同，SBR工艺采用分时代替空，采用不稳定生化反应代替稳定生化反应，采用静态理想沉淀代替传统动态沉淀。其主要特点是有序间歇运行。SBR技术的核心是SBR反应池，它集均化、一次沉淀、生物降解、二次沉淀功能于一池，无污泥回流系统。

SBR的优点

理想的推流式工艺增加了生化反应的驱动力，提高了效率，池内厌氧和好氧条件处于交替状态，净化效果好。

运行效果稳定，污水沉降处于理想的静态，要求时间短、效率高、出水水质好。

抗冲击负荷，池内有停滞的处理水，可以稀释和缓冲污水，有效抵抗水量和有机污染物的冲击。

工艺中各工序可根据水质水量进行调整，操作灵活。

处理设备少，结构简单，操作维护管理方便。

反应池内存在DO和BOD5的浓度梯度，可以有效控制活性污泥的膨胀。

SBR系统本身也适合采用组合建造方式，有利于污水处理厂的扩建和改造。

脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧和厌氧状态的交替，脱氮除磷效果好。

工艺简单，成本低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，没有二沉池和污泥回流系统。调节池和初沉池也可省去，因此布局紧凑，占地面积小。

SBR系统的适用范围

中小城市生活污水和厂矿工业废水，特别是间歇排放和流量变化大的地方。

景区、湖泊、港湾等需要高泉水质的地方，不仅要去除有机物，还要摸清水中的磷、氮去除情况，防止河湖富营养化。

水资源匮乏的地方。SBR系统可以在生物处理后进行物化处理，不需要额外的设施，便于水的循环利用。

土地短缺的地方。

改造已建成的连续流污水处理厂等。

非常适合处理水量小、间歇排放、点源污染分散的工业废水。

SBR设计中应特别注意的问题

主要设施和设备

1.设施成本法原则上不设初沉池。这种方式应用于小型污水处理厂的主要原因是设施相对简单，维护管理相对集中。为了适应流量的变化，应预留反应罐的容积或设定运行周期。但对于客流量变化较大的场所，如旅游景点，应根据维护管理和经济条件研究调流池的设置。

2.反应池反应池是完全混合式的，非常紧凑，占地面积小。以长方形为准，池宽与池长之比约为1: 1 ~ 1: 2，水深4 ~ 6m。

反应池的水太深，这是不经济的，原因如下:

①如果反应池的深度较大，排出水的深度相应增加，固液分离所需的沉淀时间也会增加。

②专用上清液排放装置受结构限制，上清液排放水深度不能太深。

反应池中的水太浅，这是不可取的，原因如下:

①排水期间，由于活性污泥界面以上最小水深的限制，上清液排放深度不宜过深。

②与相同BOD-SS负荷的其他处理相比，具有占地面积少的优点。

反应罐的数量，考虑到清洗和维护，原则上至少应设置两个。生产初期规模小或污水量少时也可建池。

3.排水装置

排水系统是SBR处理工艺设计的重要组成部分，也是其设计中最具特色的部分，关系到系统运行的成败。

目前国内外报道的SBR排水装置大致可以归纳如下:

(1)潜水泵单点或多点排水。这种方法耗电量大，容易吸出沉淀的污泥；

⑵利用池端(侧)多点固定阀门排水，阀门自上而下开启。缺点:操作不方便，排水容易淤渣；

⑵专用设备滗水器。滗水器是一个出口堰，可以随着水位的变化进行调节。出口浸没在水面下一定深度，可以防止浮渣进入。

理想的排水装置应满足以下条件:

(1)单位时间产水量大，流量小，沉淀的污泥不会再翻上来；

(2)随着水位下降，排水时集水口在反应中始终保持静止沉淀状态；

③排水设备经久耐用，排量可无级调节，自动化程度高。

当设定一个循环的排水时间时，必须注意以下事项:

①上清液排放装置的溢流负荷——确定所需设备数量；

②活性污泥界面最小水深——主要是防止污泥上浮，由上清液排放装置和溢流负荷决定。性能方面，水深尽量小；

③随着上清液排放装置溢流负荷的增加，单位时间处理水的排放量会增加，可缩短排水时间，相应的后续处理构筑物的容量必须扩大；

④排水期间，沉淀活性污泥的上浮发生在排水结束时，从沉淀过程的中间排水符合SBR工艺的运行原理。

SBR工艺中的需氧量和供氧量

SBR工艺中有机物的降解规律与推流曝气池相似。推流式曝气池是长度为空的推流式，而SBR反应池是时间意义上的推流式。由于SBR工艺中有机物的浓度是逐渐变化的，反应初期池中有机物的浓度较高。如果供氧速率小于耗氧速率，则混合溶液中的溶解氧为零。对于单个微生物来说，供氧速率可能是间歇性的，供氧速率决定了有机物的降解速率。随着好氧过程的深入，有机物浓度降低，供氧速率开始高于耗氧速率，溶解氧开始出现，微生物可以得到充足的供氧。有机物的浓度成为影响有机物降解速率的重要因素。

从耗氧量和供氧量的关系来看，在反应初期维持SBR反应池内充足的供氧量，可以提高有机物的降解率。随着溶解氧的出现，逐渐减少供氧量可以节省运行费用，缩短反应时间。通过对SBR反应池曝气系统的设计，采用渐减曝气更为经济合理。

SBR排放比的选择(1/m)

SBR工艺的排放比(1/m)决定了SBR工艺反应初期的有机物浓度。当排放比较小时，初始有机物浓度较低，反之则较高。根据微生物降解有机物的规律，有机物浓度高时，有机物降解率高，可减少曝气时间。

而有机物浓度高时，耗氧率也高，供氧耗氧矛盾可能更大。此外，不同废水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能较好，沉降后上清液会较多，宜选择较小的排放比，否则宜采用较大的排放比。排放比的选择还与污泥负荷率和混合液的污泥浓度有关。

SBR反应池中混合液的污泥浓度

根据活性污泥法的基本原理，生化反应器的容积由混合液的污泥浓度决定。SBR工艺也是如此。当混合液的污泥浓度较高时，所需的曝气反应时间较短，SBR反应池的容积较小，而SBR反应池的容积较大。而当混合液污泥浓度较高时，生化反应初期耗氧速率增大，供氧耗氧矛盾较大。

此外，池中混合液的污泥浓度也决定了沉淀时间。高污泥浓度需要长的沉降时间，反之亦然。当污泥沉降性能好、排放比小、有机物浓度低、供氧速率高时，可选择较大的值，反之则应选择较小的值。SBR工艺混合液中污泥浓度的选择应综合考虑各种因素。

污泥负荷率的选择

污泥负荷率是影响曝气反应时间的主要参数，污泥负荷率与SBR反应器最终出水有机物浓度有关。当所需的出水有机物浓度较低时，污泥负荷率应较低；当废水易于生物降解时，污泥负荷率增加。污泥负荷率的选择应根据废水的可生化性和所需的出水水质来确定。

SBR工艺与调节水解酸化工艺的结合

SBR工艺采用间歇进水，间歇排水，SBR反应池具有一定的调节功能，可以在一定程度上平衡水质水量。通过供气系统和搅拌系统的设计、自动控制方式的设计和闲置时间的选择，将SBR工艺与调节和水解酸化工艺结合起来，使它们合建在一起，从而节省投资和运行管理费用。

进水期采用水下搅拌器搅拌，通过液位控制关闭进水电动阀，根据水解酸化所需时间确定曝气开始时间，使调节、水解酸化工艺和SBR工艺有机结合。进水开始进入反应池作为闲置期的结束，可以使整个系统正常运行。具体操作方式如下:

进水的开始是闲置的结束，由之前SBR池进水的结束时间控制；

进水结束时，可通过液位控制改变整个进水时间。

水解酸化时间是从进水开始到曝气反应开始，包括进水期。这个时间可以根据水量的变化和所需的水解酸化时间来确定，不少于在最小流量下注满SBR反应池所需的时间。

曝气开始即水解酸化搅拌结束，可以计算曝气反应时间。

沉降时间取决于污泥的沉降性能和混合液的污泥浓度，它的开始是曝气反应的结束。

排水时间由滗水器的性能决定，滗水结束可由液位控制。

空闲时间的选择是调节、水解酸化和SBR工艺组合的关键。

闲置时间的长短应根据废水的变化而定。在实际操作中，空闲时间经常变化。

通过闲置期的调节，合理安排SBR反应池的进水，使整个系统能够正常运行，避免整个运行过程的紊乱。

SBR污水处理工艺的操作要点

一、辅助设施的运行和管理

SBR工艺按时间顺序完成，一个运行过程分为进水、反应、沉淀、滗水和闲置五个阶段。这五个阶段都是单池操作。当污水处理量较大时，需要采用单池分组处理，在交替运行的过程中，仅靠人工操作难以充分发挥其优势。多个池和组的交替运行必须有一个高度灵活和结构良好的中央控制系统，这需要高度的自动化。

因此，在运行过程中要保证中控系统的正常运行，防止因人为操作不当、雷击、内部管理不善等原因造成仪器、仪表等设施损坏，影响系统正常工作。这就需要在污水处理厂的设计过程中对仪表进行防雷装置的设计，以提高日常运行人员的管理水平。

预处理系统是污水处理的前端。生活污水中含有大量的漂浮物和悬浮物，包括无机物和有机物。由于这些垃圾和悬浮物会降低主反应的效果，对污水处理设备造成磨损和损坏，因此在污水进入主反应区之前必须进行必要的预处理，以提高整个过程的去除率，减少设备的磨损，保证整个处理系统的正常运行。所以在运行过程中，要加强巡查，防止垃圾堵塞粗细格栅和进水泵。

二、SBR生化池的运行管理

SBR生物反应池是污水处理厂的核心部分。进水方式的推流过程使池内厌氧和好氧条件交替进行，运行效果稳定。污水在相对静止的状态下沉降，所需时间短，出水水质好，耐冲击负荷。此外，池内有停滞的处理水，可以稀释和缓冲污水，有效抵御水量和有机污染物的冲击。反应池内存在DO和BOD5的浓度梯度，可有效控制活性污泥膨胀和脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧和厌氧状态的交替，脱氮除磷效果好。对于实际运行过程中因季节性进水差异或其他因素引起的污泥膨胀和脱氮除磷效果不佳，可通过适当调整运行参数来解决。主要控制因素如下:

1.适度调整运行周期

SBR的运行周期由进水时间、反应时间、沉淀时间、滗水时间、排泥时间和闲置时间决定。进水时间有一个相对稳定的最大值和最优值。如上所述，进水时间要根据具体的进水水质和曝气方式来确定。当采用控制量曝气方式，进水污染物浓度较高时，进水时间应适当延长；当采用无限制曝气，进水污染物浓度较低时，可适当缩短进水时间(一般进水时间为4 ~ 6h)。在作业过程中，尽量根据实际涌水量调整作业的循环时间。反应时间(Tf)是决定SBR反应器容积的一个非常重要的工艺设计参数，其数值还取决于污水的性质、反应器中污泥的浓度、曝气方式等因素。对于容易处理的生活污水，反应时间可以短一些，而对于含有难降解或有毒物质的废水，反应时间可以适当长一些(一般为2 ~ 4小时)。沉淀和排水时间(Ts+D)一般设计为2 ~ 4h。空闲时间(Tx)一般设计为0.5~1h。a循环时间T≥Tf+Ts+D+Tx。在调整运行方式的过程中，要尽可能按照设计允许的运行范围进行修正，最大限度地保证良好的出水水质。

2.生物系统的诊断调节

好氧处理是活性污泥中的微生物在有氧的情况下，将污水中的有机污染物氧化、分解、转化为CO2、NH4+-N、NO-x-N、PO43-和SO42-，然后随出水排出的过程。

活性污泥中的微生物是污水中有机物混凝、吸附和氧化分解的主力军。提高处理系统的效率与改善污泥性质和污泥微生物的活性有关。因此，需要不断检查活性污泥中微生物的组成和活性。活性污泥看起来像棉花絮状物，也叫絮状物或絮状物，正常的活性污泥沉降性能好。在显微镜下可以发现，每一个絮体都是由成千上万的细菌、少数微型动物和一些无机杂质组成的。有时候，污泥中会出现真菌、藻类等生物。

我们可以定期检查生物处理系统，考察各个反应池的运行情况，利用各种手段和方法了解活性污泥的性能，借助显微镜观察活性污泥的结构和生物种群的组成。此外，污水生物处理系统的运行状态可以通过水质的化学测定来了解。系统正常运行时，应保持适当的运行参数和运行管理条件，以保证长期达标运行；发现异常现象，要找出症结所在，及时调整，使之恢复。巡视是发现问题的主要途径，所以运行管理人员必须每班定期观察反应池几次，了解系统的运行状况。

其主要内容如下:

(1)颜色和气味。普通城市污水处理厂的活性污泥一般为黄褐色。当曝气池内溶解氧不足时，厌氧微生物会相应繁殖，含硫有机物会在厌氧时间释放出H2S，污泥会变黑发臭。当曝气池溶解氧过高、进水过轻、负荷过低时，污泥中的微生物会因缺乏营养而自我氧化，污泥的颜色会变淡。好的新鲜活性污泥有轻微的土味。

(2)观察反应池的曝气状态和污泥特性。在检查曝气池时，应注意曝气池液面的搅动。如果曝气池中间有一簇簇气泡上升，说明液面下的曝气管道堵塞，应该清洗或更换。如果液面不均匀，说明有死角，尤其要注意四角是否有泥。此外，还要注意泡沫的特性:一是泡沫量。当污泥负荷合适，运行正常时，泡沫量少，泡沫外观为新鲜的乳白色泡沫。当污泥负荷过高，水质发生变化时，泡沫量有增加的趋势。比如污泥龄过短或者污水中含有大量洗涤剂，就会出现大量泡沫。第二是泡沫的颜色。泡沫呈白色，泡沫量增多，说明水中洗涤剂的量较多；泡沫是棕色和灰色的。这是因为污泥太老或者已经破碎吸附在气泡上。此时，应增加污泥排放量。当气泡以其他颜色出现时，往往是污水中染料等发色物质吸附的结果。第三是气泡的粘性。用手触摸一些气泡，检查它们是否容易破裂。负荷过高，有机物分解不完全时，气泡发粘，不宜破裂。

(3)观察反应池中的沉淀状态和污泥特性。活性污泥的质量可以从沉淀状态和曝气过程中的运行状态中反映出来。因此，在管理中，应加强现场检查，定期观察活性污泥处理系统的“面貌”。沉降的液位状态与整个系统的正常运行密切相关。应注意泥面的高低、上清液的透明度、浮泥的存在、浮泥颗粒的大小等。沉淀期间；上清液清澈透明；表明运行正常；污泥性质良好；上清液浑浊说明负荷过高，污泥没有完全氧化分解有机物；污泥表面上升，SVI高，说明污泥膨胀，污泥沉降性差；污泥分层漂浮说明污泥中毒；大块污泥上浮说明反应池部分厌氧，导致出水污泥腐败；细泥上浮说明水温过高，C/N比不合适，营养不足，导致污泥絮凝。

对于生物系统中活性污泥异常现象的主要原因和对策，我们可以根据运行中的经验总结进行初步判断:

1)污泥膨胀。污泥膨胀的现象可能有以下几种情况:活性污泥变白，不协调；沉淀分离差，不密实；污泥指数SVI在200以上；活性污泥从反应池溢出，处理后水质差。造成上述情况的可能原因有:污泥提取不足导致微生物异常繁殖；由于曝气不足、混合液MLSS浓度过高或过低、进水BOD浓度过高、进水中含有有毒有害物质、PH值降低等原因，导致丝状菌异常增殖。根据现象和可能的原因，需要采取的对策是:增加剩余污泥的排放量；合理调节溶解氧浓度，投加混凝剂提高活性污泥的粘结性或投加氧化剂杀灭丝状菌。当出现污泥膨胀时，通过显微镜确认原因。由于丝状菌繁殖异常，需要很长时间才能恢复，有时甚至需要更换反应池中的所有污泥。

2)污泥的分解。污泥崩解现象是污泥被破坏成细小的凝胶状羽毛，而不是絮状物，影响污泥的沉降性能。污泥解体的可能原因是:暴气量过大，活性污泥表面的粘性物质被氧化，或进水中有机物含量低；特定微生物的异常繁殖，如小鞭毛虫；进水含有有害物质。污泥解体的对策是:适当降低曝气量，增加进水，使负荷合适；减少剩余污泥的排放；控制有害物质的进入；降低搅拌机的搅拌强度。

3)污泥腐烂。在生物反应池中，经常可以看到大块的污泥漂浮，悬浮的污泥黑臭，与正常的棕黄色污泥有很大区别，带有土腥味。污泥腐败的原因是:沼气不足；污泥长期堆积在反应池中；反应罐结构有缺陷，如死角。如果发现污泥腐败现象，应采取以下对策加以解决:停止污水流入，增加曝气量，根据恢复程度调整流入量；增加污泥回流量，加强污泥排放；改善结构。

4)生化池表面出现气泡。由于进水中大量洗涤剂的流入，容易造成反应池内起泡，因此需要提高混合液悬浮物浓度或添加消泡剂或消泡设备来消除气泡。

3.剩余污泥系统

剩余污泥系统一直被操作人员所忽视，认为只要进行常规生产就不会有问题的想法是错误的。准确地说，剩余污泥的产量应该根据进水水质来确定。所谓剩余污泥产量，是指最终沉淀池的污泥量，扣除一部分回流到曝气池的污泥后，剩余部分需要排放处理。单位污水的剩余污泥量取决于污水中悬浮固体的浓度和去除BOD后污泥的增殖情况。

。

悬浮固体剩余污泥量

X1=Q(MO-MF)×10-3=QMOηS×10-3

污泥增殖剩余污泥量

X2=aY-bMV×10-3

其中:X1:悬浮固体产生的剩余污泥量(kg/d)

X2:生物扩散产生的剩余污泥(千克/天)

ηS:悬浮固体的沉降效率

q:处理水量(m3/d)

MO:进水悬浮物的质量(mg/L)

MF:流出沉淀池的悬浮物质量(mg/L)

Y:BOD去除量(毫克/升)

m:曝气池中混合液的平均MLSS浓度(mg/L)

v:曝气池容积(m3)

a:去除BOD的污泥转化率(0.5~0.8)

b:体内自氧化率(0.01~0.1)(天-1)

曝气池中BOD的去除率为ηA，进水BOD为So(mg/L)

Y=QSoηA×10-3

剩余污泥总量

X=(MOηS+aSoηA-bMOt)Q×10-3

式中t:曝气池停留时间V/Q(d)

当然，在实际操作过程中，并不一定要机械地按照公式去做，而是要对田间操作有详细科学的了解，控制整个生物系统的相对平衡。由于SBR工艺本身具有很强的抗负荷冲击能力，维持剩余污泥系统的动态平衡是搞好运行的关键。

4.氮磷去除的控制

脱氮除磷是污水处理工艺的重要环节，也是容易出现问题的地方。传统SBR工艺在脱氮除磷方面存在一些困难，主要是厌氧硝化时间的问题。污水不经厌氧硝化直接进入主反应区。虽然主反应阶段存在厌氧和好氧交替消耗的过程，但仍存在一些问题，对于进水中含氮量较高的水，很难去除。

但是经过大量的改进，在传统SBR工艺的基础上有了很大的进步。前段增加了兼性(厌氧)回流等措施，在一定程度上解决了SBR工艺的脱氮除磷问题。在实际运行过程中，应注意污泥回流比、进水速率、进水流量等。

5.污泥沉降性能的控制

活性污泥良好的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的反应期后，污泥的密实性差，上清液的去除会受到限制，水泥比下降，导致每个运行周期处理的污水减少，出水ss较高。如果污泥絮凝性能差，出水COD会增加，导致处理后出水水质下降。污泥沉降性能恶化的原因很多，但都表现为污泥体积指数(SVI)的增加。在SBR工艺中，由于高浓度底物的反复出现，丝状菌一般不容易在微生物群和丝状菌共存的生态环境中繁殖，所以污泥丝状菌膨胀的可能性很低。SBR容易出现高粘度膨胀的问题，这可能是由于SBR工艺本身的处理过程是一个动态的瞬时过程。混合溶液中的基质逐渐降解，液相中的基质浓度降低，但并不完全意味着基质已经被氧化去除。此外，许多污水污染物容易被活性污泥吸附和吸收，混合溶液中的基质浓度可以在短时间内降低到很低的水平。

从污水处理的角度来看，达到了处理效果，但这只是相转移，混合溶液中基质浓度的降低只是表面现象。可以认为，在污水处理过程中，细菌胶团的形成和生长需要系统内一定量的有机基质的积累和细胞外多糖聚合物的形成(否则细菌胶团不会生长甚至细菌会分散生长，出水浑浊)。

在实际运行过程中，由于进水时间或曝气方式选择不当或操作不当，往往导致基质堆积过多，造成污泥粘度膨胀过高。污染物在混合液中的积累是渐进的，一般很难在一个周期内立即表现出来。只能通过观察每个运行周期中污泥沉降性能的变化来显示。为了使污泥具有良好的沉降性能，应注意每个运行周期中污泥SVI的变化趋势，及时调整运行方式，保证良好的处理效果。