摘要：本文通过对SBR法运行工况分析后提出了兼有脱氮功能、除磷功能及同时具备脱氮除磷功能的3种不同运行方式的改进流程，从而在不改变原有SBR反应池主体结构的基础上可满足不同尾水排放标准的要求。
关键词：污水处理厂；SBR工艺；脱氮除磷；效果
1 概述
序批式活性污泥法SBR是污水生物处理方法的最初模式，早期的SBR污水处理池由于进出水切换复杂，且系变水位出水、供氧系统易堵塞及控制设备等方面的原因，限制了其推广应用和发展。随着计算机和自动控制技术及相关专用设备的开发和应用，相应也促进了SBR法在城市污水和工业废水处理中得到广泛应用。SBR工艺的运行过程主要通过时序来控制，每一运行周期分为进水、反应、沉淀、排放、闲置5个阶段，对于脱氮除磷有非常好的前提条件，故使用SBR污水处理方法进行脱氮除磷具有较好的发展前景。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可根据具体污水的性质、出水水质、水量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，因此，SBR工艺发展速度很快，并衍生出许多新型的SBR处理工艺，如：循环式活性污泥法，好氧间歇曝气系统，间歇式循环延时曝气活性污泥法等。不同的SBR法污水处理工艺脱氮除磷效果见表1。
虽然传统的SBR工艺具有一定的脱氮除磷效果，但在目前的工程实际应用中，SBR工艺大多以基本运行方式进行设计和运行控制，当要求同时进行有机物、氮和磷的去除时，基本的运行方式虽在有机物的去除方面效果较好，但因脱氮除磷所需的环境条件及所需基质的不同和产物间彼此的相互影响，往往使SBR工艺难以达到理想的脱氮除磷效果，主要表面在以下几个方面：
（l）基本运行方式中的一个运行周期内各阶段的工作是按时序进行的，其中沉淀、排水、排泥的操作过程对保证出水中的低磷浓度极为不利，而沉淀和排水阶段所需的时间一般为2h左右，此时污泥处于厌氧和缺氧状态，因而将使污泥中的部分磷提前释放而影响出水中磷的浓度。
（2）虽然在SBR的整个运行过程中有厌氧（或缺氧）与好氧环境的交替，使沉淀、排水及排泥阶段的污泥可处于良好的厌氧或缺氧状态，但因此时反应器中的有机底物已所剩无几，因而无论是对于反硝化还是聚磷菌的磷释放，都不具备足够的易被聚磷菌所利用的有机底物。
（3）对脱氮除磷处理要求而言，SBR工艺的基本运行方式虽充分考虑了进水基质浓度及有毒有害物质对处理效果的影响而采取了灵活的进水方式（如非限量曝气等），以提高工艺抗冲击负荷的能力，但由于这种考虑与脱氮或除磷所需的环境条件相左，因而在实际运行中往往削弱脱氮或除磷的效果。就除磷而言，采用非限量或半限量进水方式，将影响磷的释放；对脱氨而言，则将影响硝态氮的反硝化作用而影响脱氮效果。
综上所述，要使传统的SBR工艺在保证对有机物去除的同时兼有脱氮处除磷的效果则必须对其运行工况加以改良。
2改良运行方式提高脱氮除磷的效果
同时获得脱氮和除磷效果是工程实际应用中经常遇到的问题，由于SBR法是在一个反应器中的不同运行阶段完成脱氮和除磷的不同过程，因而为获得良好的处理效果，进行合理的运行控制显得尤为重要。
考虑脱氮和除磷所需运行条件而提出的SBR改进运行方式为：进水搅拌→曝气→停曝搅拌→沉淀排泥→排水。同时脱氮除磷的改进运行方式为保证磷在厌氧阶段的充分释放，进水期采用限量曝气搅拌的方式，同时严格控制溶解氧DO≯0.2mg/L。曝气阶段除进行有机物的分解外，需保证硝化和摄磷的运行条件，需有足够的运行时间。在曝气阶段结束后，为保证良好的脱氮效果，增加一个停曝搅拌阶段，在此阶段进行反硝化作用，由于此时混合液中含有较高浓度的NO3-N，因而磷的提前释放将受到抑制，此阶段历时一般为2.0h以上，时间延长，一方面可提高脱氮效率，另一方面可降低进水阶段混合液中的NO3-N浓度，利于磷的充分释放。为防止在沉淀阶段发生磷的提前释放问题，同样将排泥阶段与沉淀阶段同时进行，而将排水阶段置后。此运行方式需有足够的曝气时间，但应将排泥和排水阶段控制在较短的时间内完成，工艺运行的周期一般为10~16h.
3 调整SBR工艺的运行控制以提高脱氮除磷效果
SBR工艺运行中经常遇到的问题是如何合理地控制排水和排泥问题。常因排水速度、水位控制及排泥量的掌握不当而发生出水中悬浮固体过高或泥龄不合适等问题，对脱氮除磷而言，出水中悬浮固体和泥龄的控制是十分重要的。
3.1合理控制排水量
合理控制排水量不仅能充分利用反应器的有效容积，而且是控制出水悬浮固体的关键，若排水过多或排水速度过快，则会出现排水后期出水中携带较多悬浮物朋的情况，这不仅影响有机物的处理效果而且会影响磷的处理效果。大量研究表明，若污泥中的含磷量以6%计（一般为6%一8%），若悬浮固体升高10mg/L，将使出水中磷的质量浓度升高约0.6 mg/L。
最优排水深度h可用以下公式计算：
h=H*（1- SVI* MLSS/106）-Δh
H—反应器工作深度；
Δh—缓冲高度（一般取0.1一0.2m）；
SVI—污泥容积指数
MLSS—混合液污泥浓度。
由上式可知，排水深度不仅与工作深度有关，还与污泥的浓度和特性有关，因而宜在运行过程中及时分析上述参数以合理确定h值。
3.2合理控制排泥量
合理控制污泥排放量将直接影响SBR污水处理的沉淀效果，所以对排放污泥量应该进行严格的计算，SBR工艺的排泥量Qw一般按泥龄（Ɵ）进行控制，可用下式计算：
Qw=T/24•（H-h）/H•V/Ɵ
式中Qw—每个运行周期所排剩余污泥，m2
T—运行周期；V
V—反应器有效容积
如某污水处理厂SBR反应器有效容积为390m3，运行周期8h，反应器工作深度为3.9m，MLSS为3g/L，SVI为90，若设计泥龄为8d，则每个运行周期间的排泥量约为5.0m3。
3.3脱氮除磷效果的强化措施
SBR反应器通常是一个充放式的单空间反应器，厌氧（或缺氧）及好氧反应过程均在同一区间的不同时间段内进行，这不仅使进水基质及污泥在大空间内混合而削弱了其实现特定处理目标所需的浓度梯度，而不同微生物的同时并存也影响了处理效果，因而通过改进SBR反应器的空间结构，使污泥在较小的空间内与进水混合，使不同的反应过程在反应器的不同区间内连续进行，这无疑可提供良好的运行条件和改善处理效果。根据反硝化和磷释放的原理及所需的环境条件可知，在SBR反应器内设一个停留时间为1h左右的空间将混合液回流至该区域或分隔一个停留时间为30min左右的小区间（选择器），使进水与回流污泥混合接触，能达到良好的脱氮或除磷效果。目前，在实际工程应用中已有如ICEAS及CASS（CAST，）等SBR的改进工艺，即是从不同的处理目标出发而开发的。因而在实际工程应用中，不应忽视浓度梯度对处理效果的影响，高的浓度梯度可促进基质被微生物快速利用，从而强化磷的释放和反硝化作用。
4结语
考虑脱氮的SBR工艺时，在曝气和沉淀阶段之间增加一个停曝搅拌阶段，可强化反硝化作用；考虑除磷的SBR工艺时，除要求以限量曝气的方式运行外，尚可改变沉淀、排水和排泥的运行程序和操作方式，以防止磷的提前释放；在同时具备脱氮除磷功能的SBR工艺中，则需结合上述两者的运行要求进行运行方式的合理设计和控制。合理控制排水量和排泥量，对确保SBR污水处理效果具有十分重要的意义，应引起重视。
参考文献：
[1]冯少茹.SBR脱氮除磷工艺分析及研究进展[J].科技创新导报，2010（34）.
[2]刘宪武，曾贤桂.市政污水处理存在的问题及对策[J].山东工业技术，2015（18）.
[3]刘琰，TYSKLINDM，韩梅，朱媛媛.瑞典市政污水处理的管理措施及启示[J].环境污染与防治，2016（02）.
论文作者:刘莉莉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
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