reactor 原理SBR工艺原理及运行参数
SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）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。
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，没有污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：
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系统的适用范围：
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。同时也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。
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。
SBR设计要点和主要参数：
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）有一个最优值，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 ≥ tV﹢tR﹢tS﹢tD﹢tE
周期数 n﹦24/tC
2、反应池容积的计算
假设每个系列的污水量为q，则在每个周期进入各反应池的污水量为q/n·N。各反应池的容积为：
V：各反应池的容量；
1/m：排出比；
n：周期数；
N：每一系列的反应池数量；
q：每一系列的污水进水量（设计最大日污水量）（m3/d）；
3、曝气系统
在SBR2/kgBOD；2/kgBOD。
在SBR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
(1)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；
(2)为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置；
(3)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：
Ⅰ 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）；
Ⅱ 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）；
Ⅲ 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设计主要参数
SBR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：
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；
其中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。
有机物负荷条件（进水条件） | 高负荷运行 | 低负荷运行 | |
运行条件 | 进水方式 | 间歇进水 | 连续 |
BOD-SS负荷（kg-BOD/kg-ss·d） | |||
周期数 | 大（3～4） | 小（2～3） | |
排出比 | 大 | 小 | |
处理特性 | 有机物去除 | 处理水BOD<20mg/l | 去除率比较高 |
脱氮 | 较低 | 高 | |
脱磷 | 高 | 较低 | |
污泥产量 | 多 | 少 | |
维护管理 | 抗负荷变化性能比低负荷差 | 对负荷变化的适应性强，运行的灵活性强 | |
用地面积 | 反应池容积小，省地 | 反应池容积较大 | |
适用范围 | 能有效地处理中等规模以上的污水，适用于处理规模约为2000m3/d以上的设施 | 适用于小型污水处理厂，处理规模约为2000m3/d以下，适用于不需要脱氮的设施 | |
表1 SBR工艺在不同负荷条件下的特性
SBR设计中需注意的问题：
（一）主要设施与设备
1、设施的组成
原则上不设初次沉淀池，本法应用于小型污水处理厂的主要原因是设施较简单和维护管理较为集中。为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。但是，对于游览地等流量变化很大的场合，应根据维护管理和经济条件，研究流量调节池的设置。
2、反应池
反应池的形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地很少。形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为1：1～1：2，水深4～6米。
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