序批式活性污泥法原理与应用

序批式活性污泥法原理与应用第一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第一节SBR技术的发展第二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六活性污泥法是目前应用最为广泛的污水处理技术，据报道，目前美国约有9000余座活性污泥法污水处理厂，日处理能力9.08×107m3，我国已经活性建成的污水处理厂60%以上在建的污水处理厂几乎全部采用活性污泥法。第三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六但对一些分散排放污水的生活小区、星罗棋布的大小工厂来讲，传统的活性污泥流程未必是最为合理的选择，因为即使是一个小型活性污泥物水处理厂，也需要较大的占地面积和较大规模的设备设施投资，这对土地日益紧张的城区和经营商几乎是一个昂贵的投资，而且远离大型污水处理厂所带来的长距离污水输送成本也使得人们的理念很快转向那些投资较小、占地面积节约、自动化程度较高的小型污水处理设备。SBR（SequencingBatchReactor,简称SBR,间歇式活性污泥法,又称序批式活性污泥法）便成为一种很好的选择。第四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

SBR

SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。由于在运行中采用间接操作的形式，每一个反应池是一批批地处理废水，因此而得名。第五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。在用地紧张、处理量大的城市具有很高的使用价值。

第六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

SBR工艺早在1914年即已开发，70年代末期美国教授R.L.Irvine等人为解决连续污水处理法存在的一些问题首次提出，并于1979年发表了第一篇关于采用SBR工艺进行污水处理得论著。继后,日本、美国、澳大利亚等国的技术人员陆续进行了大量的研究。并发展出很多的衍生工艺如ICEAS、CASS等。

1980年在美国国家环保局的资助下，印第安纳州Culver城投建了世界上第一个SBR工艺的污水处理厂。第七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

我国在80年代中期也开始了这方面的应用研究,我国第一座应用SBR工艺的污水处理设施（上海吴淞肉联厂)——上海市政工程设计院设计的SBR处理系统于1985年投入使用，设计处理水量2400t／d，运行效果良好。

此后陆续在城市污水及工业废水领域得以推广应用，同时，在全国也掀起了研究SBR的热潮，近年来成为国内外学者研究的热点。

第八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR法已成为城市污水处理的主导工艺之一。近10年来我国已建成SBR污水处理厂近600座。随着国内的广泛应用，国内SBR专用设备的研究一也取得了长足的进步、开发出了一系列的滗水器及其他专用设备。第九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR的发展过程总结20世纪70年代初Irvine教授开发了传统SBR；80年代初出现了连续进水的ICEAS工艺；Goranzy教授开发了CASS和CAST工艺；90年代比利时的SEGHERS公司开发了UNITANK工艺；我国于80年代中期开始对SBR进行研究。第十页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

目前，SBR主要应用于以下几个领域：城市污水、工业污水（主要有石油、化工、食品、制药等工业污水处理）、有毒有害废水和营养元素的废水。在生活污水处理中也日趋广泛。由于它具有工艺流程简单、运行一方式灵活、脱氮除磷效果好、可控性好等优点，已经成为中小城镇污水和工业废水的首选处理工艺。目前，国内40%左右的中小城镇污水和20%左右的工业废水处理都采用SBR法。第十一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第十二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六1反应器结构SBR是一种按时间序列间歇反应的活性污泥反应器，结构紧凑，占地面积很小，装置的自动化程度较高。

第十三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR周期循环过程：即进水、反应、沉淀、排放和待机都是可控的。每个过程与特定的反应条件相联系（混合、静止、好氧、厌氧），这些反应条件促进污水物理和化学特性有选择的改变。SBR是传统活性污泥法的一种变形，它的反应机制以及污染物质的去除机制和传统活性污泥法基本相同，仅运行操作不一样。第十四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六工艺流程第十五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第十六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第十七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六由于反应器周期性运行所兼具的好氧、缺氧和厌氧等特征，污泥中各种特征微生物种类、含量丰富，反应器对很多来源的污水都具有很好的脱氮除磷效果，尤其对高浓度有机废水，处理效果更好。SBR工艺具有一系列连续流系统无法比拟的优点。

第十八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

SBR法的产生及发展

SBR法的工作原理与操作

SBR法的理论分析及工艺特点

SBR工艺的工程应用

SBR法的变形工艺SBR污水生物处理技术第十九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第二十页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第三节SBR法的工作原理与操作第二十一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

什么是SBR？

SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR法的工作原理与操作第二十二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六空间上是按序排列、间歇的

如下图（处理生活污水的三池SBR系统）1时间上是按次序列的、间歇的

如右图（SBR一个周期操作过程）2SBR

法的工作原理与操作第二十三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR

法的工作原理与操作SBR处理示意图第二十四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六进水曝气曝气/不曝气曝气静置/不曝气排水/排泥进水期反应期沉淀期排水排泥期闲置期污泥活化传统SBR的操作过程第二十五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

限制性曝气：充水结束再曝气非限制性曝气：边进水边曝气半限制性曝气：充水后期曝气

进水期三种运行方式：传统SBR的操作过程第二十六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR

法的工作原理第二十七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR法的工作原理

进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。

SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。第二十八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR法的工作原理

反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。第二十九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR法的工作原理

沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。第三十页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR法的工作原理

排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。第三十一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR

法的工作原理

闲置期上清液排放后，反应器处于停滞状态，等待下一个操作周期。在此期间，应轻微或间断的曝气，避免污泥的腐化。经过闲置的活性污泥处于内源代谢阶段，当进入下个运行周期的流入工序时，活性污泥就可以发挥较强的吸附能力增强去除作用。闲置期的长短应根据污水的性质和处理要求而定。第三十二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第三十三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第三节SBR工艺的技术特征

现行的研究认为Monod公式能较好地反映SBR中有机物的降解规律，以下以Monod公式为基础对DBR法的动力学进行分析。为了应用动力学模式和简化计算，有必要引入以下假设：（1）污水已经过良好的初次沉淀处理，进入曝气池的污水中，可生化基质是可溶性的；（2）在一个周期内，合成的微生物量与总的生物量相比可以忽略不计，即反应器中微生物总量近似不变；（3）一个运行周期开始前，反应器中底物浓度（即上一周期出水浓度）与原水浓度相比可以忽略不计；（4）在进水期，进水底物浓度积累占主导地位，Monod公式中KS＜＜S，反应期KS＞＞S；（5）以恒定的流量进水。

SBR工艺废水的降解主要发生在进水期和反应期，联系这两个阶段的中间变量是进水期末或反应期初的底物浓度SF，这是一个关键的变量。第三十四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第三节SBR工艺的技术特征1．进水期由Monod公式可知：（3-1）式中——底物去除速度；X——反应器中混合液活性污泥浓度；t——时间；S——反应器中底物浓度；K——反应速率常数；Ks——半速度常数。根据基质物料平衡可得：（3-2）式中Q——进水流量；SO——进水底物浓度。第三十五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第三节SBR工艺的技术特征式中Q——进水流量；SO——进水底物浓度。由假设可知，生物总量XV=定值，即（3-3）式中XV——混合液体积最大时污泥浓度以MLVSS计；VO——混合液最大体积或反应器有效容积；由假设，进水期KS＜＜S，式（3-2）可化为：

（3-4）刚开始进水时（t=0），由假设（3）得：（3-5）式中VF——充水期结束时进水的体积；Se——出水底物浓度。当进水结束时（t=tF），（3-6）式中SF——进水期结束或反应期开始时底物浓度。第三十六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第三节SBR工艺的技术特征将上述两个边界条件代入议程式（3-4），积分可得：（3-7）由流量Q=VF/tF，定义充水比λ=VF/VO，则式（3-7）变为（3-8）引入“进水期污泥负荷”的概念，它的含义为“进水期单位活性污泥生物量在单位时间内所承受的有机物数量”，用公式表示即为：（3-9）则式可表示为：（3-10）2．反应期在反应期，进水Q=0，V恒为VO，则Monod模式可以表示为：（3-11）令k=K/(Ks+S)≈K/Ks=常数。用反应期始、末浓度表示式（3-11）可近似为：（3-12）第三十七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第三节SBR工艺的技术特征

式中tR——反应期时间由于Se为——数值很小的目标值，不妨设Se＜＜SF，且Se为一定值，则式可近似表达为：（3-13）引入“反应期污泥负荷”的概念，它的含义是“反应期单位活性污泥微生物量在单位时间内所承受的有机物数量”，用公式表示即为：（3-14）式（3-14）的意义是，对于不同的运行条件，如果处理要求一样，那么选择的反应期污泥负荷是一样的。第三十八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR法的理论分析及工艺特点

SBR法的理论分析（1）流态理论由于SBR时间的不可逆性，根本不存在反混现象，所以SBR在时间上属于理想推流式反应器。（2）理想沉淀理论经典的SBR反应器在沉淀过程没有进水的扰动，属于理性沉淀流。（3）推流反应器理论假设在推流和完全混合式反应器中，有机物降解服从一级反应，推流式反应器与完全混合反应器在第三十九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

相同的污泥浓度下，达到相同的去除效率下所需反应器容积比，有下式成立：

其中η为去除率。从数学上可以证明当去除率趋近于零时等于1，其他情况下始终大于1，就是说达到相同的去除率推流式反应器要比完全混合式反应器所需要的反应器体积小，推流式的处理效果要比完全混合式的好。

第四十页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

（4）选择性准则这个理论是基于不同种属的微生物的Monod方程中参数Ks和∪max

是不同的并对于不同基质，其生长速度常数也是不同的。Monod方程可以写成下列形式

式中X－生物体浓度，mg/L;S－生长限制性基质浓度，mg/L;

∪，∪max－实际和最大生长速率，t-1;Ks－饱和或半速率常数，mg/L;

第四十一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

按此理论，具有低的Ks和∪max值的微生物，在混合培养的曝气池中，当基质浓度很低时，将具有高的生长速率，并占有优势。而在高基质浓度下，则恰好相反。大多数丝状菌的Ks和∪max值较低，而菌胶团结菌Ks和∪max值较高。（5）微生物环境的多样性，提供多样性的生态环境SBR反应器对有机物去除小果好；对难降解有机物降解性能好，使其在生态环境上提供了多样性的条件。具体讲可以形成厌氧、缺氧和好氧多种生态条件，有利于有机物的降解。第四十二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六传统SBR工艺

在一个池子中依时间顺序完成进水、曝气、沉淀、排水、排泥全过程,所有的工序都是间歇的；在操作上,需对各工序进行时序控制；至少需要两个池子交替进水；如果要求脱氮除磷,就必须在运行周期中增加缺氧、厌氧时段,因而必须相应延长运行周期。SBR法的理论分析及工艺特点第四十三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式

非稳定生化反应替代稳态生化反应

静置理想沉淀替代传统的动态沉淀SBR与传统污水处理工艺不同点:SBR法的理论分析及工艺特点第四十四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六进水曝气沉淀排水SBR特征及特点：

主要特征：是在运行上的有序和间歇操作。技术的核心：SBR反应池，该池集调节、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。特点：处理工序不是连续的,而是间歇的、周期性的,污水一批一批地顺序经过进水、曝气、沉淀、排水,然后又周而复始。流程：SBR法的理论分析及工艺特点第四十五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六为什么要采用SBR工艺？

只需用一个反应池就能完成全部反应、沉淀工序省去了连续流工艺中的二沉池无回流污泥设施,使处理构筑物大大简化节省占地降低基建投资SBR法的理论分析及工艺特点第四十六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六工艺简单，节省费用理想的推流过程使生化反应推力大运行方式灵活，脱氮除磷效果好

防止污泥膨胀的最好工艺

耐冲击负荷、处理能力强

SBR的五大优点SBR工艺的优点SBR工艺的优点第四十七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

工艺简单，节省费用采用SBR法处理小城镇污水，要比用普通活性污泥法节省基建投资30%多。此外，采用如此简洁的SBR法工艺的污水处理系统还有布置紧凑、节省占地面积的优点。

生化反应推动力大虽然反应器内的混合液呈完全混合状态，但是其底物与微生物浓度的变化在时间上是一个推流过程，并且呈现出理想的推流状态（即：从进水的最高逐渐降解至出水时的最低浓度，整个反应过程底物浓度没被稀释，尽可能地保持了最大的推动力）。SBR工艺的优点SBR工艺的优点第四十八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

脱氮除磷效果好容易实现好氧、缺氧与厌氧状态交替的环境条件。容易在好氧条件下增大曝气量、反应时间与污泥龄，来强化硝化反应与脱磷菌过量摄取磷过程的顺利完成。可以在缺氧条件下方便地投加原污水(或甲醇等)或提高污泥浓度等方式，提供有机碳源作为电子供体使反硝化过程更快地完成。可以在进水阶段通过搅拌维持厌氧状态，促进脱磷菌充分地释放磷。SBR工艺的优点SBR工艺的优点第四十九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

防止污泥膨胀最好的工艺底物浓度梯度大(也是F/M梯度)，是控制膨胀的重要因素。缺氧好氧状态并存,绝大多数丝状菌，如球衣菌属等都是专性好氧菌,且SBR法中限制曝气比非限制曝气更不易膨胀。反应器中底物浓度较大。丝状菌比絮凝菌胶团的比表面积大,在低底物浓度的环境中(如完全混合式曝气池)往往占优势。泥龄短、比增长速率大。使剩余污泥的排放速率大于丝状菌的增长速率，丝状菌无法大量繁殖。SBR工艺的优点第五十页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

耐冲击负荷能力强

SBR工艺对水质变化并不敏感，一般在生化反应可接受范围内均能适应。水量变化对工艺的影响则较大，因为水量的变化会带来系统曝气的不均匀性问题，或是影响到单系列的运行周期从而影响处理效果。SBR工艺的优点第五十一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

需处理水量较大时，对于单一SBR反应池要较大的容积。对于多个SBR反应池，其进水和排水的阀门自动切换频繁。设备的闲置率较高。污水提升耗能较大。对自动化控制有一定的要求。SBR工艺的缺点第五十二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第四节工艺的主要性能特点及影响因素第五十三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六经典SBR与连续流活性污泥法(CFS)的比较-1参数SBR反应器CFS工艺备注概念同一池体，时序控制方式多池体中，顺序控制方式SBR时序可调，CFS顺序可变流量间歇连续排水周期性连续SBR滗水时间可调有机负荷周期性连续均可调，SBR可周期性调节曝气间断连续SBR可较精确调节曝气强度和时间，混合液无回流通过沉淀池回流SBR无二沉池和回流泵第五十四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六参数SBR反应器CFS工艺备注流态理想推流完全混合或相当推流SBR理想推流，CFS需要HRT较长抗冲击能力较好一般总容积大小SBR较紧凑设备要求自动控制要求高一般出水水质多数情况下好很好微生物稳定性及适应性较好，极端微生物多好，正常代谢好第五十五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六工艺流程简单、基建与运行费用低SBR系统的主体工艺设备是一座间歇式曝气池，与传统的连续流系统相比，无须二沉池和污泥回流设备，一般也不需调节池。许多情况下，还可省去初沉池。这样SBR系统的基建费用往往较低。根据Ketchum等人的统计结果，采用SBR法处理小城镇污水比用传统连续流活性污泥法节省基建投资30%以上。SBR法无须污泥回流设备，节省设备费和常规运行费用。此外，SBR法反应效率高，达到同样出水水质所需曝气时间较短。反应初期溶解氧浓度低，氧转移效率高，节省曝气费用。第五十六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六生化反应推动力大、速率快、效率高SBR法反应器中底物浓度在时间上是一理想推流过程，底物浓度梯度大，生化反应推动力大，克服了连续流完全混合式曝气池中底物浓度低，反应推动力小和推流式曝气池中水流反混严重，实际上接近完全混合流态。Irvine等人的研究还表明：SBR法中微生物的RNA含量是传统活性污泥法中的3～4倍。因RNA含量是评价微生物活性的最重要指标，所以这也是SBR法有机物降解效率高的一个重要原因。第五十七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六有效防止污泥膨胀SBR法底物浓度梯度大，反应初期底物浓度较高，有利于絮体细菌增殖并占优势，可抑制专性好氧丝状菌的过分增殖。此外，SBR法中好氧、缺氧状态交替出现，也可抑制丝状菌生长。第五十八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六操作灵活多样SBR法不仅工艺流程简单，而且根据水质、水量的变化，通过各种控制手段，以各种方式灵活运行，如改变进水方式、调整运行顺序、改变曝气强度及周期内各阶段分配比等来实现不同的功能。例如在反应阶段采用好氧、缺氧交替状态来脱氮、除磷，而不必象连续流系统建造专门的A/O，A/A/O工艺。第五十九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六耐冲击负荷能力较强SBR法虽然对于时间来说是理想推流过程，但就反应器中的混合状态来说，仍属于典型的完全混合式，也具有完全混合曝气所具有的优点，一个SBR反应池在充水时相当于一个均化池，在不降低出水水质的情况下，可以承受高峰流量和有机物浓度上的冲击负荷。此外，由于无须考虑污泥回流费用，可在反应器内保持较高的污泥浓度，这也在一定程度上提高了它的耐冲击负荷能力。第六十页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六沉淀效果好沉淀过程中没有进出水水流的干扰，可避免短流和异重流的出现，是理想的静止沉淀，固液分离效果好，具有污泥浓度高、沉淀时间短、出水悬浮物浓度低等优点。第六十一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六去除碳源有机物为目标的操作过程。

SBR系统的一个重要优点是操作者通过控制有关条件可保持微生物的选择性。对丝状菌的控制是系统性能评价的一个重要指标。不同目标的SBR操作过程第六十二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六去除悬浮物为目标的操作过程。

通过调整SBR系统的中各个进期的时间分配，停止进水、出水、停止曝气，使系统处于理想的沉淀工作状态，使悬浮得到更有效的分离。第六十三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六脱氮-硝化与反硝化为目标的操作过程。

污水中氨氮转化为N2的过程分为硝化和反硝化过程。硝化过程是在溶解氧充足的条件下进行，反硝化过程是在缺氧的情况下发生。为去除SBR系统中的N，通过对SBR系统运行进行简单的调节（调节周期和曝气时间）可实现这一目标第六十四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六以生物除磷为目标的操作过程。

污水生物除磷首先需要一个厌氧期（没有溶解氧和氧化态的氮），同时存在易降解的有机质，在好氧阶段（高溶解氧浓度）促使污泥摄取过量的磷。在下一个厌氧期开始前从反应器中排除一定量的剩余污泥。SBR的灵活性表现在可通过改变运行模式来满足这些条件。第六十五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六以生物除磷脱氮为目标的操作过程。

同时满足生物除磷和硝化与反硝化脱氮的操作方式，控制厌氧/缺氧、好氧的交替运行。第六十六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六序号指标传统活性污泥法氧化沟SBR1直接费用154132.4120.12总投资费用250.3225.2235.13年运行维护费用16.615.015.51900t/d污水处理厂投资费用分析第六十七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR工艺缺点单一SBR反应器需要较大的调节池和中间水池；多个串并联SBR反应器，进水和排水阀自动切换频繁，设备故障率高；对巨量废水的处理，单个SBR反应器处理能力较低无法解决大型污水处理连续进水、连续出水的要求；污水提升的水头损失较大。特种微生物不能实现最优化生长代谢第六十八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第四节工艺的主要性能特点SBR工艺是一种简易、快速且低耗的废水生物处理工艺。1984~1985年，美国环保局与日本下水道理事会分别通过了对SBR法的技术评价报告书，充分肯定了其特有的优点。

1．工艺简单、造价低

SBR工艺的主体工艺设备只有一个SBR反应器，它与普通活性污泥法工艺流程相比(如图3-3)，不需要另设二沉池及污泥回流设备，一般情况下不需设调节池，多数情况下可省去初沉池。1985年Arora等人对加拿大、美国和澳大利亚等国的8个SBR法污水处理厂调查，其中只有一个处理厂设置调节池，另两个处理厂设初沉池。由于流程简单，相应地节省了基建费用和运行费用，而且布置紧凑，节省了占地面积。Ketchum等人的统计结果表明：采用SBR法处理小城镇污水，要比用普通活性污泥法节省基建投资30%多。

2．时间上具有理想的推流反应器的特性这是SBR工艺的主要优点之一。SBR反应器的运行是一个典型的非稳定过程，在整个反应过程中，其底物（BOD）和微生物（MLSS）浓度的变化是不连续的。但是在连续曝气的反应阶段，其底物（BOD）和微生物（MLSS）浓度的变化是连续的。在此期间，虽然反应器内的混合液呈完全混合状态，但是底物与微生物浓度的变化在时间上是一个推流过程，并且呈现出理想的推流状态。第六十九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第四节工艺的主要性能特点

在连续流反应器中，有完全混合式（CSTR）与椎流式(PF)两种极端的流态。在连续流完全混合式曝气池中的底物浓度等于出水底物浓度，底物流入曝气池的速度即为底物降解速率。根据生化反应动力学，由于曝气池中的底物浓度很低，其生化反应推动力也很小，反应速率与去除有机物效率都低。在理想的推流式曝气池中，污水与回流污泥形成的混合液从池首端进入，呈推流状态沿曝气池流动，至池末端流出，此间在曝气池的各断面上只有横向混合，不存在纵向的“返混”。作为生化反应推动力的底物浓度，从进水的最高浓度逐渐降解至出水时的最低浓度，整个反应过程底物浓度没被稀释，尽可能地保持了最大的推动力。完全混合式曝气池所需要的水力停留时间Tc或有效容积Vc一般要比间歇反应器相应的Tc和Vc大3倍。Ngwwn-Jem指出：如果为了去除生活污水中的有机物，用SBR法曝气15min就够了。用SBR法处理啤酒废水的试验，经2h的曝气便将反应器中的COD2000mg/L降到150mg/L左右。第七十页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第四节工艺的主要性能特点3、运行方式灵活，脱氮除磷效果好

SBR法为了不同的净化目的，可以通过不同的控制手段，灵活地运行。由于在时间上的灵活控制，为其实现脱氮除磷提供了极有利的条件。它不仅很容易实现好氧、缺氧与厌氧状态交替的环境条件，而且很容易在好氧条件下增大曝气量、反应时间与污泥龄，来强化硝化反应与脱磷菌过量摄取磷过程的顺利完成，也可以在缺氧条件下方面地投加原污水（或甲醇等）或提高污泥

浓度等方式，提供有机碳源作为电子供体使反硝化过程更快地完成，还可以进水阶段通过搅拌维持厌氧状态，促进脱磷菌充分地释放磷。上述复杂的脱氮除磷过程只有在A-A/O工艺中才能完成，而SBR法的单一反应器一个运行周期即可完成。搅拌（厌氧状态释放磷）→反应阶段，曝气（好氧状态降解有机物、硝化与摄取磷）、排泥（除磷）、搅拌与投加少量有机碳源（缺氧状态反硝化脱氮）、再曝气（好氧状态去除剩余的有机物）→排水阶段→闲置阶段，然后进水再进入另一个运行周期。并曾做过进水与反应阶段用曝气与搅拌交替进行的运行方式脱氮的试验研究，其脱氮效率更高。如果原污水中的P：BOD值太高，用普通厌氧/好氧法难以提高除磷率时，可以根据Phostrip法除磷的原理在SBR法中实现，只增加一个混凝沉淀池即可。可见，SBR法很容易满足脱氮除磷的工艺要求，在时间上控制的灵活性又能大大提高脱氮除磷的效果。第七十一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第四节工艺的主要性能特点

应当指出，由于SBR法污泥泥龄短，微生物的比增长速率大，其内源呼吸作用较弱，微生物细胞的合成代谢相对于其分解代谢占主导地位，因此用于合成细胞所需要的氮、磷量也较多，为BOD：N：P=100：6.2：1.1这个值高于传统的理论值100：5：1，更高于普通活性污泥法的需要量。这就是说，SBR法通过同化作用去除废水中的氮、磷也是不可忽视的。

4．良好的污泥沉降性能污泥膨胀问题是传统活性污泥法运行过程中经常发生且难以杜绝的令人棘手的问题。污泥膨胀绝大多数是由丝状菌的过度生长所造成的。按照发生膨胀难易程度的排列顺序是：间歇式、传统推流式、阶段曝气式和完全混合式，同时发现其降解有机物（对易降解污水）速率或效率的高低，也遵循这个排列顺序。SBR法能有效地控制丝状菌的过量繁殖，可从四个方面说明。（1）反应器中存在较大的浓度梯度。提高底物浓度梯度（或F/M梯度）是控制污泥丝状菌生长的重要因素。完全混合式反应器中基本上不存在这种浓度梯度，极易发生污泥的膨胀；推流式反应器中底物的浓度梯度较大；不易发生膨胀：而SBR反应器在反应阶段处于时间上的理想推流状态，F/M梯度达到了理想的最大，因此它比普通推流式还不易膨胀。研究进一步表明，缩短SBR法的进水时间，反应前底物浓度更高，其后的梯度更大，SVI值更低，更不易膨胀。第七十二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第四节工艺的主要性能特点

（2）缺氧(或厌氧)和好氧状态并存。绝大多数丝状菌，如球衣菌属等都是专性好氧菌，而活性污泥中的细菌有半数以上是兼性菌。与普通活性污泥法不同的是，SBR法中进水与反应阶段的缺氧（或厌氧）与好氧状态的交替，能抑制专性好氧丝状菌的过量繁殖，而对多数微生物不会产生不利影响。正因为如此，SBR法中限制曝气比非限制曝气更易膨胀。基制浓度s/(mg/L)图3-4混合培养微生物的选择竞争1—丝状菌Ks=(mg/L)，μ=0.2(L/h)；2—菌胶团菌Ks=50(mg/L)，μ=0.5(L/h)第七十三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第四节工艺的主要性能特点

（3）反应器中有较高的底物浓度，丝状菌比絮凝菌胶团的比表面积大，摄取低浓度底物的能力强，所以在低底物浓度的环境中（如完全混合式曝气池）往往占优势。这两类竞争微生物的增殖曲线如图3-4所示，从图可知，由于丝状菌的饱和常数KS很小，使底物浓度对其比增殖速率的影响很小，即在很低的底物浓度下也具有较高的增殖速率，底物浓度达到一定程度之后，其比增殖速率就按近了最大值并不随底物浓度的最大而继续提高。在SBR法的整个反应阶段，不仅底物浓度较高、梯度也大，只有在反应进入沉淀阶段前夕，其底物浓度才与完全混合式曝气池怕相同。因此，所以说SBR法没有利于丝状菌竞争的环境。（4）泥龄短、比增长速率大。一般丝状菌的比增长速率比其他细菌小，在稳定状态下，污泥龄的倒数数值等于污泥比增长速率，故污泥龄长的完全混合法易于繁殖丝状菌。由于SBR法具有理想推流状态与快速降解有机物的特点，使它在污泥龄泥的条件下就能满足出水质量要求，而污泥龄又使剩余污泥的排放速度大于丝状菌的增长速率，丝状菌无法大量繁殖。第七十四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第四节工艺的主要性能特点5．对进水水质水量的波动具有较好的适应性在一般的废水生物处理构筑物中，由于微生物对其生存环境条件要求比较严格，当进入处理系统的废水水质水量发生较大的波动时，处理效果将受到明显的影响。所以，在一般的废水生物处理工艺中，都要设置调节池以均化进水的水质水量。SBR反应器是集调节池、曝气池和沉淀池于一体的污水处理工艺，能承受较大的水质水量的波动，具有处理效果稳定的特点。完全混合式曝气池比推流式曝气池具有更强的耐冲击负荷和抗有毒物质的能力。如上所述，虽然SBR法对于时间来说是一个理想的推流过程，但反应器本身的混合状态又保持了典型的完全混合特性。因此，它具有较强的耐冲击负荷能力。此外，SBR工艺在沉淀阶段属于静止沉淀，污泥沉降性能好且不需要进行污泥回流，使反应器中维持较高的MLSS浓度。在同样条件下，较高的MLSS浓度能降低F/M值，显然更具有良好的抗冲击负荷能力。若采用一边进水一边曝气的非限量曝气运行方式，则更能大幅度地增强SBR工艺承受废水的毒性和高有机物浓度的能力。第七十五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第四节工艺的主要性能特点

（1）进水期具有储存污水和混合的作用。在充水期内，污水进入SBR反应器后与存留的污泥混合。当采用非限量曝气方式时，即在充水期内就已经开始生物氧化降解作用。当采用限量曝气方式时，即使在充水期不产生含碳有机物的生物氧化作用，在整个充水期内所进入反应器的污水同样都集中在一个池内而得到充分的混合。实际上，充水容积成了调节池容积，充水时间越长，污水的调节时间就越长，因此，即使在充水时间里的污水浓度发生急剧波动，最终池内容纳的污水将处于充水时间内的平均浓度水平上，对于短时间（比充水时间短）的浓度冲击负荷，其峰值得到了消减。另外，如果污水量短期内突然增大，仅仅缩短了充水时间而对反应过程并无多大的影响。（2）对高峰污染物浓度持续时间的分割作用。由于SBR工艺与一般的连续式活性污泥法不同。一般的连续式活性污泥法在污水高峰浓度的情况下全部污水进入曝气池，高峰浓度的持续时间就是曝气池受冲击负荷的时间。SBR是半连续时间就是曝气池受冲击负荷的时间，SBR是半连续式进水的，在实现多池并联工作的情况下，每个池都按预定的顺序依次进水，每一池充满水后，污水将转入第二池，第三池等，对每一个池子而言，只进入连续进水的一段，整个并联池系统将连续污水分割为若干段。如果污水出现高峰负荷形成冲击作用，其最大连续时间将水超过充水时间。持续时间长于充水时间的部分高负荷污水将转入另一个池子，从而人为地减少了对第一池的冲击负荷。充水时间越短，反应当受高峰负荷冲击的持续时间越短。第七十六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第四节工艺的主要性能特点

（3）运行周期间污泥活性的补偿作用。活性污泥之所以能去除污水中的有机污染物，其直接作用在于生物污泥对于有机物的吸附和吸收作用以及随之而发生的生物降解作用。有机物被微生物氧化降解的程度取决了污染物被处理的程度。提高生物氧化程度，污泥活性越高，其吸附和吸收能力也越强；反之则弱。在SBR工艺系统中，同一曝气池同一运行周期内由于经一定时间的闲置过程，使污泥的活性得到了充分的恢复，而使其在下一个运行周期内具有较强的上述吸附和吸收能力。此外，同一曝气池在不同运行周期间，若上一周期的污染物负荷较高，而下一个周期的污染物负荷较低，则污泥的活性也可得到良好的恢复而保持其稳定的处理效果。第七十七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR法处理工艺的影响因素

溶解氧（DO）反应器中溶解氧的高低对除磷脱氮效果有较大的影响。若溶解氧偏低，出水中的NH4+-N值将会升高，若DO过低，在沉淀阶段就会出现厌氧状态，而有磷释放出来，致使出水中的磷含量升高。反应器中DO亦不可过高，DO过高会使污泥絮体变得细小而分散，出水混浊，而且将导致缺氧阶段溶解氧降不下来，反硝化反应受到抑制，而反应器中NO3--N浓度高又将影响缺氧阶段磷的释放，降低除磷效果。第七十八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR法处理工艺的影响因素pH值微生物活性与水中pH值关系密切，pH为6～9时生物活性最强。在硝化过程中，会产生部分H+，消耗反应器中混合液的碱度。很多工艺都向系统中加碱以维持pH稳定，保证氨氮的硝化程度，采用同步硝化反硝化脱氮也可解决这一问题。反应初期，微生物对有机物和含氮化合物的降解，引起水中pH值下降，随着氨氮经硝化作用转化为亚硝酸盐氮进入反硝化阶段，由于反硝化不断产生碱度，pH值下降过程很快结束然后快速上升。第七十九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR法处理工艺的影响因素

污泥龄污泥龄短，排放污泥量大，可除去较多的磷。而为了提高氮的脱除量，就需要采用较长的污泥龄，因为硝化菌增殖速度较慢，没有足够长的污泥龄，就难以保证硝化菌有足够的数量。所以，若要同时达到较好的除磷脱氮效果，需选择合适的污泥龄.第八十页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR法处理工艺的影响因素

营养物活性污泥系统中，微生物生长所需要的营养物要呈一定比例，通常所需有机物与氮、磷的比BOD∶N∶P=100∶5∶1。第八十一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第五节SBR工艺的设备和装置第八十二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第五节SBR工艺的设备和装置

序批（间歇）式活性污泥法，是在20世纪80年代随着各种新型的不堵塞曝气器、新型浮动式出水堰（滗水器，撇水器）和自动监控硬设备和软件技术的出现而发展的。特别是在计算机和生物量化技术的支持下，才真正显示出优势，并陆续得到开发和应用。所以，新型的设备、仪表是SBR工艺的关键组成部分。SBR工艺的主要设备介绍如下：一、鼓风设备在污水生物处理工艺中主要有两种曝气类型：鼓风曝气和机械曝气，SBR工艺多采用鼓风曝气系统。鼓风机是鼓风曝气系统的重要设备，为曝气系统提供压缩空气，常用的有罗茨和离心鼓风机。

1．罗茨鼓风机罗茨鼓风机是容积式气体压缩机中的一种。其特点是：在最高设计压力范围内，管网阻力变化时，流量变化很小，工作适应性较强，故在流量要求稳定而阻力变动幅度较大的工作场合，可予自动调节，且叶轮与机体之间具有一定间歇而不直接接触，结构简单，制造维护方便。风机壳体制成气冷和水冷两种结构。静压力≤49000Pa（5000mmH2O）的为气冷结构，静压力＞49000Pa(5000mmH2O)的为水冷结构。常用的罗茨鼓风机有三叶和低噪声两种。第八十三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第五节SBR工艺的设备和装置2．离心式鼓风机离心式鼓风机是一种叶片式气体压缩机，与定容式鼓风机相比，具有空气动力性能稳定，振动小，噪声低的特点，离心式鼓风机分为低速多极、离速多级和高速单级等形式。在结构上，多级高速和多次低速离心鼓风机采用电机直接驱动下，通过多级叶轮串联的方式逐级增压，单级高速和多级高速离心鼓风机需通过增速机构传动的方式提高风压。二、曝气装置曝气设备是活性污泥处理法的核心部分，SBR法采用的是时间控制上的厌氧—好氧操作，要求厌氧搅拌和好氧曝气在一个区间内完成。有一些SBR法采用曝气和搅拌设备分区域分排交替布置，但这对曝气和搅拌均有影响，设备利用率低，能耗也较大。

SBR工艺常用的曝气设备是微孔曝气器。微孔曝气器也称多孔性空气扩散装置，采用多孔性材料如陶粒、粗瓷等掺以适当的如酚醛树脂一类的粘合剂，在高温下烧结成扩散板、扩散管及扩散罩的形式。它的主要性能特点是产生微小气泡，气、液接触面大，氧利用率高；缺点是气压损失大，易堵塞。第八十四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第五节SBR工艺的设备和装置

按照安装的形式，微孔曝气器可分为固定式和提升式两大类。近年来，在射流曝气器的基础上，同相射流和异相射流（厌氧搅拌和好氧曝气）两用曝气器的研究有了很大发展，并成功地应用于SBR法处理城市污水中，尤其在除磷脱氮的深度污水处理中，更发挥出了它的作用。两用曝气器是在异相射流（水-气）曝气器的基础上又增加了同相射流的功能，因此具有好氧曝气和厌氧搅拌的双重功能。两用曝气器是最适合SBR法的专用设备。由于各国对各种控制参数和氧吸收率的研究不断发展，两用曝气器的形式也在不断的变化。美国最先进的空穴式曝气机甚至能达到气浮要求的微气泡直径。日本已有直径达到25mm以上的新型喷嘴在SBR法污水处理厂中使用，运行良好。实践证明，两用曝气器用在SBR法反应池吕，能灵活地实现A/O、多段A/O、A2/O等工艺操作完成脱碳、脱磷、脱氮的任务，并能起到抑制污泥膨胀的作用。第八十五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第五节SBR工艺的设备和装置

三、滗水器

SBR工艺的最根本特点是单个反应器的排水形式均采用静止沉淀、集中排水的方式运行，排水时池中的水位是变化的，为了保证排水时不会扰动池中各水层，使排出上清液始终位J：最上层。这就要求使用一种能随水位变化而可调节的出水堰，又叫滗水器或撇水器，为了防止浮渣进入，现在都要求将排水口淹没在水面下一定深度，所以叫滗水器比较合适。滗水器是随着SBR而发展起来的。早期的SBR系统采用手动形式进行滗水，如采用在反应器不同高度上安装排水阀门或排水泵，根据反应的周期要求定时、定量排出处理后的污水。这种滗水方式仅适用于小型的污水处理设施，其滗水效果不理想，大型的污水处理系统无法采用。滗水器的形式有很多。从传动形式上可分为机械式、自动式及两种方式的组合；从运行方式上分有虹吸式、浮筒式、套筒式、旋转式；从堰口形式上分有直堰式和弧堰式等。除虹吸式滗水器只有自动式一种传动方式外，其余三种运行方式的滗水器都有机械、自动和组合的传动方式。滗水器的工作形式如图3-9所示。第八十六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第五节SBR工艺的设备和装置

从应用效果来看，单纯的机械式调节堰，由于动力消耗大，机械部分多，寿命较短，使用有一定的限制。自动式滗水器由寸：堰的浮力很难于出水流量、水位变化的水流达到动态平衡，且反应灵敏度低，不易控制。所以只适用于一些较小规模的SBR法污水处理厂。组合式滗水器，由于集中了机械式准确、易控制和自动式节能的优点。目前，国外大型污水厂多采用这种形式的滗水器。组合式滗水器在设计时，尽量使滗水器在各个运动位置时的重力与水的浮力相平衡，又采用小功率的机械装置，按—．定的程序，控制出水口移动的速率，这样既利用了水的浮力，又能实行滗水器的随机控制。滗水器堰口以厂都要求有一段能变形的特殊管道。浮筒式采用胶管、波纹管等实现变形；套筒式靠粗细两段管道之间的伸缩滑动来适应堰口的升降：而旋转式则是靠回转密封接头来联结两段管道以保证堰口的运动。滗水器的组成一般分为收水装置、连接装置及传动装置。收水装置设有挡板、进水口及浮子等，其主要作JH足将处理好的上清液收集到滗水3S中，再通过导管排放，由于滗水叫瞬时流量较大，在滗水时，既要使水顺利通过，又要使反应器中的沉淀不受扰动，更不能使污泥随水流出。因此收水装置的设计是十分重要的，特别是在虹吸式、自流式滗水器中尤为重要。滗水器的连续装置是滗水器的又一关键部位，滗水器在排水中需要不断地转动，其连接装置既要保证运转自由，同时又要保证密封性。滗水器的传动装置是保证滗水器正常动作的关键，不论是采用液压式还是机械式的传动，均需要同自控和污水处理系统进行有机的结合，通过自动的程控滗水动作。滗水器的工作原理及特点如表3—2所示。第八十七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第五节SBR工艺的设备和装置

四、水下推进器水下推进器的作用主要是搅拌和堆流，与鼓风机系统相结合应用于SBR，一方面使混合搅拌均匀；另一方面，在曝气供氧停止、系统转至兼氧状态下运行时，能使池中活性污泥处于悬浮状态。这利应用主要是由于射流曝气器一般适用于较小水量的曝气，而在较大水量的应用上有局限性。水下推进器的构造与性能参数可分别见图3—10和表3—9。五、溶解氧（DO）自动连续快速在线分析仪

SBR法的底物（MLSS）变化是随时间的变化呈理想推流过程，耗氧速率（OVR）也应和底物浓度同步变化。即要求DO浓度尽可能维持一个常数，一般认为曝气阶段DO浓度应维持在1.5～2mg/L比较经济合理，这就要求在曝气阶段进行非均匀渐减供气。必须设置能自动连续快速在线监测DO浓度的分析仪表，反馈控制同风机和水泵的开度，通过两用喷嘴实现非均匀渐减曝气并可大量节能。

DO的测定一般用薄膜法和碘量法，而这种晨线分析仪就是利用了薄膜电极法。薄膜电极法可以克服碘量法无法克服的元素干扰，又适合电极法测量。它是利用水中深解氧与扩散电流呈正比的关系不则量电流或电压，从而获得DO的浓度。目前，DO浓度在线分析仪国内外均有产品，但国内产品在测量精度和可靠性上不如国外产品，DO浓度随温变化而变化，选用仪器时必须有温度自动补偿装置，另外，还需有探头自动清扫装置。第八十八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第五节SBR工艺的设备和装置

六、自动控制系统

SBR采用自动控制系统来达到复杂的控制要求，把用人工操作难以实现的控制通过计算机、软件、仪器设备的有相结合自动完全，并创造满足微生物生存的最佳环境。SBR的自动控制主要是以时间为基础参数的SBR正常运转，控制过程中所需要的指令信息及反馈信息均利用各种水质、水量监测仪器仪表获得。SBR自动控制的硬件设施包括计算机控制系统和仪器仪表系统。仪器仪表系统包括一次仪表的各种形式，如污泥浓度计、溶解氧仪、PH计、ORP计、液位计、流量计以及需要控制的各种电动气动阀门、水泵、风机、滗水器等。计算机控制系统也就是狭义上的自动控制系统，是自控系统的核心部分。

SBR工艺的计算机控制系统主要有PLC和DCS两种，最常见的是PLC控制系统。PLC系统主要由控室主站和现场场子站构成，利用网络相连，实现集中管理和分散控制。自动控制系统包括控制设备和控制对象两部分，控制设备由主机、打印机、可编程序控制器等组成，控制对象包括主反应池、风机及变配电间、污泥浓缩池、污泥池、沉砂池、提升泵站、脱水机房等。PLC的核心控制处理器对系统的多个开关量和模拟量进行控制。第八十九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第五节SBR工艺的设备和装置SBR主反应池的控制内容主要包括：（1）按时间原则控制进水闸门；（2）按时间原则控制进气电动蝶阀；（3）按时间原则控制出水滗水器；（4）按时间原则控制水下推流器；（5）按时间原则控制排泥阀门；（6）采集主反应池的溶解氧、污泥浓度、污泥界面参数；（7）采集主反应池设备的运行工况和异常情况的报警信号。配电及鼓风机房的控制内容包括：（1）采集风量、风压、风温参数；（2）由主反应池溶解氧浓度反馈作用于控制风量；（3）可根据阀位信号，灵活控制鼓风机出口阀门的开度，用于风量输出的调节；（4）采集设备的运行工况和异常情况的报警信号。第九十页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六自动控制系统工控机PLC单片机继电器模糊智能控制第九十一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六自控必须是包括进出水、泥、气的电磁阀门在内自动运行的总体解决方案。第九十二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第九十三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六出水进水排泥图2-1.SBR反应工艺流程图曝气SBR反应器自控装置液控探针进水反应排水沉淀闲置继电器继电器继电器继电器继电器液控器图2-SBR反应器自控装置原理图电路板第九十四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六主要是解决有机物降解、硝化与反硝化、生物除磷四个生化过程的在线模糊控制问题。采用DO,ORP，pH等指标作为控制参数。第九十五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第六节SBR法的工艺设计计算第九十六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第六节SBR法的工艺设计计算SBR的设计迄今为止还没有一种可被广泛接受的标准和简单的方法，而且时间参数的选用和确定是经验的或基本上套用连续流系统的设计方法，设计者的随意性很大。SBR的设计方法主要可分为负荷设计法和动力学设计法两大类，其中负荷设计法基本与传统活性污泥的负荷设计法相同。

SBR设计方法的简化计算

SBR动力学设计方法大部分涉及到进水时间、反应时间等运行方面的参数，但计算复杂，应用不便。为此，综合以上的设计方法，可按反应期污泥负荷进行简化设计。对于限制曝气（3-22）

式中Q——进水流量，m3/h；

N——反应器个数；

CO——进水有机物浓度，mg/L；

Ce——出水有机物浓度，mg/L；

X——污泥浓度，mg/L；

V——反应器总体积，m3；

tf——进水时间，h；

tr——反应时间，h。第九十七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第六节SBR法的工艺设计计算

对于非限制曝气为（3-23）对于半限制曝气则为

（3-24）式中t——从进水开始到开始曝气的延迟时间，一般不超过3h。对于连续进水的SBR系统有下列关系式：（3-25）

式中——充水比；

ts——沉淀时间，h；

td——滗水时间，h；

ti——闲置时间，h。这样给出一个负荷就可以计算出进水时间，反应时间、周期以及反应器容积等。第九十八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第九十九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六第七节运行管理第一百页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六SBR工艺的工程应用

适用规模尽管SBR在大、中、小型污水处理厂中均有应用，但受工艺特点和设备性能参数的限制，SBR工艺反应池数量较多，监控、调节较复杂，对系统控制、设备维护保养要求较高。目前，从我国滗水器的性能质量、自控系统及运行管理水平的角度考虑，SBR工艺较适合处理规模在15万m3/d以下的中、小型污水厂。第一百零一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

处理效果不增加化学处理，SBR工艺能达《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准。但若需采用化学除磷以达更好的出水水质，则该工艺不如其它具有独立二沉池的工艺易操作，主要问题是药剂投加和混合的均匀性较难实现，并且需要与运行周期的阶段控制相联动和连锁，增加了自控系统的难度和运行的不稳定性。SBR工艺的工程应用第一百零二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

至2006年底，我国投产并运行SBR工艺（包括CAST、DAT-IAT、ICEAS、CASS和MSBR等改良SBR工艺）的城市污水处理厂约有130座。1.6%6.5%65%26.8%设计规模<5万m3/d10万~20万m3/d>20万m3/d5万~10万m3/dSBR工艺的工程应用第一百零三页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六1、SBR工艺的工作原理

SBR是活性污泥法的一种变形，它的反应机理和污染物去除机制和传统活性污泥法相同，只是在运行操作不同。SBR是在单一的反应器内,在时间上进行各种目的的不同操作,故称之为时间序列上的废水处理工艺，它集调节池、曝气池、沉淀池为一体,不需设污泥回流系统。

第一百零四页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六

SBR工艺的一个完整操作周期有五个阶段:进水期(fill)、反应期(react)、沉淀期(settle)、排水期(draw)和闲置期(idle)

进水反应沉淀排水闲置SBR运行工序图第一百零五页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六进水期(fill)

进水期是反应器接受废水的过程，这个过程不仅仅是废水的流入与反应器水位的升高的过程，而且伴随一定的生化反应（磷的释放和脱氮等）。第一百零六页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六反应期(react)

当进水达到设定的液位后，开始曝气和搅拌，以达到反应目的（去除BOD、硝化、脱氮除磷）。

第一百零七页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六沉淀期(settle)

沉淀期主要是一个固液分离的过程，即经过曝气和搅拌作用后，混合液中的污泥颗粒和絮体在重力的作用下沉降，实现污泥和废水的分离过程。第一百零八页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六排水期(draw)

排水期是排除反应器中的上清液的过程，上清液由反应器上部的浴流堰和滗水器排出。该期间的水位是处理周期内的最低水位。反应器底部沉降的活性污泥大部分作为下一周期使用，而过剩的剩余污泥则从排泥管引出排放。另外反应器中还会一部分的处理水，可起到循环水和稀释水的作用

第一百零九页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六闲置期(idle

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闲置期是在一个处理周期内从排水结束时刻起到下一个周期开始进水的时刻的中间的一段时间。同时伴随少量的厌氧反应和脱氮过程。在此期间活性污泥中的微生物得到充分的休息，恢复活性。为了尽可能保证污泥活性并防止污泥老化现象，还需定期排放剩余污泥，为新鲜污泥提供足够的空间生长繁殖。第一百一十页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六2、SBR工艺的特点

SBR法最显著的一个特点是将反应和沉淀两道工序放在同一反应器中进行，扩大了反应器的功能，SBR是一个间歇运行的污水处理工艺,运行时期的有序性,使它具有不同于传统连续流活性污泥法的一些特性。

第一百一十一页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六1)、流程简单,运行费用低；

SBR法的工艺简单,便于自动控制,其主要设备就是一个具有曝气和沉淀功能的反应器,无需连续流活性污泥法的二沉池和污泥回流装置,在大多数情况下可以省去调节池和初沉池,系统构筑物小,流程简单,占地面积小、管理方便,投资省,运行费用低。2)、固液分离效果好，出水水质好；

SBR在沉淀时属于理想的静止沉淀，固液分离效果好,容易获得澄清的出水。剩余污泥含水率低,这为后续污泥的处置提供了良好的条件。

第一百一十二页，共一百四十三页，编辑于2023年，星期六3)、运行操作灵活，效果稳定；

SBR在运行操作过程中,可以根据废水水量水质的变化、出水水质的要求调整一个运行周期中各个工序的运行时间、反应器内混合液容积的变化和运行状态。

4)、脱氮除磷效果好；

SBR工艺在时间序列上提供了缺氧、厌氧和好氧的环境条件,使缺氧条件下实现反硝化,厌氧条件下实现磷的释放和好氧条件下的硝化及磷的过量摄取,从而有效的脱氮除磷。

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5)、有效防止污泥膨胀；

由于SBR具有理想推流式特点，有机物浓度存在较大的浓度梯度，有利于菌胶团细菌的繁殖，抑制丝状菌的生长，另外，反应器内缺氧好氧的变化以及较短的污泥龄也是抑制丝状菌的生长的因素，从而有效地防止污泥膨胀。

6)、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。

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传统的SBR在应用中有一定的局限性，如在进水流量较大时，对反应系统需调节，会增大投资。为了进一步提高出水水质，出现了许多SBR演变工艺。

CASS工艺ICEAS工艺

IDEA工艺

DAT-IAT工艺

UNITANK工艺

MSBR工艺

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