序批式活性污泥法（SBR）

原理與應用第一節SBR技術的發展活性污泥法是目前應用最為廣泛的污水處理技術，據報道，目前美國約有9000余座活性污泥法污水處理廠，日處理能力9.08×107m3，我國已經活性建成的污水處理廠60%以上在建的污水處理廠幾乎全部采用活性污泥法。但對一些分散排放污水的生活小區、星羅棋布的大小工廠來講，傳統的活性污泥流程未必是最為合理的選擇，因為即使是一個小型活性污泥物水處理廠，也需要較大的占地面積和較大規模的設備設施投資，這對土地日益緊張的城區和經營商幾乎是一個昂貴的投資，而且遠離大型污水處理廠所帶來的長距離污水輸送成本也使得人們的理念很快轉向那些投資較小、占地面積節約、自動化程度較高的小型污水處理設備。SBR（SequencingBatchReactor,簡稱SBR,間歇式活性污泥法,又稱序批式活性污泥法）便成為一種很好的選擇。

SBR

SBR是序列間歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。由于在運行中采用間接操作的形式，每一個反應池是一批批地處理廢水，因此而得名。與傳統污水處理工藝不同，SBR技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩定生化反應替代穩態生化反應，靜置理想沉淀替代傳統的動態沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。在用地緊張、處理量大的城市具有很高的使用價值。

SBR工藝早在1914年即已開發，70年代末期美國教授R.L.Irvine等人為解決連續污水處理法存在的一些問題首次提出，并于1979年發表了第一篇關于采用SBR工藝進行污水處理得論著。繼后,日本、美國、澳大利亞等國的技術人員陸續進行了大量的研究。并發展出很多的衍生工藝如ICEAS、CASS等。

1980年在美國國家環保局的資助下，印第安納州Culver城投建了世界上第一個SBR工藝的污水處理廠。

我國在80年代中期也開始了這方面的應用研究,我國第一座應用SBR工藝的污水處理設施（上海吳淞肉聯廠)——上海市政工程設計院設計的SBR處理系統于1985年投入使用，設計處理水量2400t／d，運行效果良好。

此后陸續在城市污水及工業廢水領域得以推廣應用，同時，在全國也掀起了研究SBR的熱潮，近年來成為國內外學者研究的熱點。

SBR法已成為城市污水處理的主導工藝之一。近10年來我國已建成SBR污水處理廠近600座。隨著國內的廣泛應用，國內SBR專用設備的研究一也取得了長足的進步、開發出了一系列的潷水器及其他專用設備。SBR的發展過程總結20世紀70年代初Irvine教授開發了傳統SBR；80年代初出現了連續進水的ICEAS工藝；Goranzy教授開發了CASS和CAST工藝；90年代比利時的SEGHERS公司開發了UNITANK工藝；我國于80年代中期開始對SBR進行研究。

目前，SBR主要應用于以下幾個領域：城市污水、工業污水（主要有石油、化工、食品、制藥等工業污水處理）、有毒有害廢水和營養元素的廢水。在生活污水處理中也日趨廣泛。由于它具有工藝流程簡單、運行一方式靈活、脫氮除磷效果好、可控性好等優點，已經成為中小城鎮污水和工業廢水的首選處理工藝。目前，國內40%左右的中小城鎮污水和20%左右的工業廢水處理都采用SBR法。1反應器結構SBR是一種按時間序列間歇反應的活性污泥反應器，結構緊湊，占地面積很小，裝置的自動化程度較高。

SBR周期循環過程：即進水、反應、沉淀、排放和待機都是可控的。每個過程與特定的反應條件相聯系（混合、靜止、好氧、厭氧），這些反應條件促進污水物理和化學特性有選擇的改變。SBR是傳統活性污泥法的一種變形，它的反應機制以及污染物質的去除機制和傳統活性污泥法基本相同，僅運行操作不一樣。工藝流程由于反應器周期性運行所兼具的好氧、缺氧和厭氧等特征，污泥中各種特征微生物種類、含量豐富，反應器對很多來源的污水都具有很好的脫氮除磷效果，尤其對高濃度有機廢水，處理效果更好。SBR工藝具有一系列連續流系統無法比擬的優點。

SBR法的產生及發展

SBR法的工作原理與操作

SBR法的理論分析及工藝特點

SBR工藝的工程應用

SBR法的變形工藝SBR污水生物處理技術第三節SBR法的工作原理與操作

什么是SBR？

SBR是序列間歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。SBR法的工作原理與操作空間上是按序排列、間歇的

如下圖（處理生活污水的三池SBR系統）1時間上是按次序列的、間歇的

如右圖（SBR一個周期操作過程）2SBR

法的工作原理與操作SBR

法的工作原理與操作SBR處理示意圖進水曝氣曝氣/不曝氣曝氣靜置/不曝氣排水/排泥進水期反應期沉淀期排水排泥期閑置期污泥活化傳統SBR的操作過程

限制性曝氣：充水結束再曝氣非限制性曝氣：邊進水邊曝氣半限制性曝氣：充水后期曝氣

進水期三種運行方式：傳統SBR的操作過程SBR

法的工作原理SBR法的工作原理

進水期進水期是反應池接納污水的過程。由于充水開始是上個周期的閑置期，所以此時反應器中剩有高濃度的活性污泥混合液，這也就相當于活性污泥法中污泥回流作用。

SBR工藝間歇進水，即在每個運行周期之初在一個較短時間內將污水投入反應器，待污水到達一定位置停止進水后進行下一步操作。因此，充水期的SBR池相當于一個變容反應器。混合液基質濃度隨水量增加而加大。充水過程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水過程，不僅水位提高，而且進行著重要的生化反應。充水期間可進行曝氣、攪拌或靜止。SBR法的工作原理

反應期在反應階段，活性污泥微生物周期性地處于高濃度、低濃度的基質環境中，反應器相應地形成厭氧—缺氧—好氧的交替過程。雖然SBR反應器內的混合液呈完全混合狀態，但在時間序列上是一個理想的推流式反應器裝置。SBR反應器的濃度階梯是按時間序列變化的。能提高處理效率，抗沖擊負荷，防止污泥膨脹。SBR法的工作原理

沉淀期相當于傳統活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝氣攪拌后，污泥絮體靠重力沉降和上清液分離。本身作為沉淀池，避免了泥水混合液流經管道，也避免了使剛剛形成絮體的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在靜止時沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干擾小，沉降時間短，效率高。SBR法的工作原理

排水期活性污泥大部分為下周期回流使用，過剩污泥進行排放，一般這部分污泥僅占總污泥的30%左右，污水排出，進入下道工序。SBR

法的工作原理

閑置期上清液排放后，反應器處于停滯狀態，等待下一個操作周期。在此期間，應輕微或間斷的曝氣，避免污泥的腐化。經過閑置的活性污泥處于內源代謝階段，當進入下個運行周期的流入工序時，活性污泥就可以發揮較強的吸附能力增強去除作用。閑置期的長短應根據污水的性質和處理要求而定。第三節SBR工藝的技術特征

現行的研究認為Monod公式能較好地反映SBR中有機物的降解規律，以下以Monod公式為基礎對DBR法的動力學進行分析。為了應用動力學模式和簡化計算，有必要引入以下假設：（1）污水已經過良好的初次沉淀處理，進入曝氣池的污水中，可生化基質是可溶性的；（2）在一個周期內，合成的微生物量與總的生物量相比可以忽略不計，即反應器中微生物總量近似不變；（3）一個運行周期開始前，反應器中底物濃度（即上一周期出水濃度）與原水濃度相比可以忽略不計；（4）在進水期，進水底物濃度積累占主導地位，Monod公式中KS＜＜S，反應期KS＞＞S；（5）以恒定的流量進水。

SBR工藝廢水的降解主要發生在進水期和反應期，聯系這兩個階段的中間變量是進水期末或反應期初的底物濃度SF，這是一個關鍵的變量。第三節SBR工藝的技術特征1．進水期由Monod公式可知：（3-1）式中——底物去除速度；X——反應器中混合液活性污泥濃度；t——時間；S——反應器中底物濃度；K——反應速率常數；Ks——半速度常數。根據基質物料平衡可得：（3-2）式中Q——進水流量；SO——進水底物濃度。第三節SBR工藝的技術特征式中Q——進水流量；SO——進水底物濃度。由假設可知，生物總量XV=定值，即（3-3）式中XV——混合液體積最大時污泥濃度以MLVSS計；VO——混合液最大體積或反應器有效容積；由假設，進水期KS＜＜S，式（3-2）可化為：

（3-4）剛開始進水時（t=0），由假設（3）得：（3-5）式中VF——充水期結束時進水的體積；Se——出水底物濃度。當進水結束時（t=tF），（3-6）式中SF——進水期結束或反應期開始時底物濃度。第三節SBR工藝的技術特征將上述兩個邊界條件代入議程式（3-4），積分可得：（3-7）由流量Q=VF/tF，定義充水比λ=VF/VO，則式（3-7）變為（3-8）引入“進水期污泥負荷”的概念，它的含義為“進水期單位活性污泥生物量在單位時間內所承受的有機物數量”，用公式表示即為：（3-9）則式可表示為：（3-10）2．反應期在反應期，進水Q=0，V恒為VO，則Monod模式可以表示為：（3-11）令k=K/(Ks+S)≈K/Ks=常數。用反應期始、末濃度表示式（3-11）可近似為：（3-12）第三節SBR工藝的技術特征

式中tR——反應期時間由于Se為——數值很小的目標值，不妨設Se＜＜SF，且Se為一定值，則式可近似表達為：（3-13）引入“反應期污泥負荷”的概念，它的含義是“反應期單位活性污泥微生物量在單位時間內所承受的有機物數量”，用公式表示即為：（3-14）式（3-14）的意義是，對于不同的運行條件，如果處理要求一樣，那么選擇的反應期污泥負荷是一樣的。SBR法的理論分析及工藝特點

SBR法的理論分析（1）流態理論由于SBR時間的不可逆性，根本不存在反混現象，所以SBR在時間上屬于理想推流式反應器。（2）理想沉淀理論經典的SBR反應器在沉淀過程沒有進水的擾動，屬于理性沉淀流。（3）推流反應器理論假設在推流和完全混合式反應器中，有機物降解服從一級反應，推流式反應器與完全混合反應器在

相同的污泥濃度下，達到相同的去除效率下所需反應器容積比，有下式成立：

其中η為去除率。從數學上可以證明當去除率趨近于零時等于1，其他情況下始終大于1，就是說達到相同的去除率推流式反應器要比完全混合式反應器所需要的反應器體積小，推流式的處理效果要比完全混合式的好。

（4）選擇性準則這個理論是基于不同種屬的微生物的Monod方程中參數Ks和∪max

是不同的并對于不同基質，其生長速度常數也是不同的。Monod方程可以寫成下列形式

式中X－生物體濃度，mg/L;S－生長限制性基質濃度，mg/L;

∪，∪max－實際和最大生長速率，t-1;Ks－飽和或半速率常數，mg/L;

按此理論，具有低的Ks和∪max值的微生物，在混合培養的曝氣池中，當基質濃度很低時，將具有高的生長速率，并占有優勢。而在高基質濃度下，則恰好相反。大多數絲狀菌的Ks和∪max值較低，而菌膠團結菌Ks和∪max值較高。（5）微生物環境的多樣性，提供多樣性的生態環境SBR反應器對有機物去除小果好；對難降解有機物降解性能好，使其在生態環境上提供了多樣性的條件。具體講可以形成厭氧、缺氧和好氧多種生態條件，有利于有機物的降解。傳統SBR工藝

在一個池子中依時間順序完成進水、曝氣、沉淀、排水、排泥全過程,所有的工序都是間歇的；在操作上,需對各工序進行時序控制；至少需要兩個池子交替進水；如果要求脫氮除磷,就必須在運行周期中增加缺氧、厭氧時段,因而必須相應延長運行周期。SBR法的理論分析及工藝特點SBR技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式

非穩定生化反應替代穩態生化反應

靜置理想沉淀替代傳統的動態沉淀SBR與傳統污水處理工藝不同點:SBR法的理論分析及工藝特點進水曝氣沉淀排水SBR特征及特點：

主要特征：是在運行上的有序和間歇操作。技術的核心：SBR反應池，該池集調節、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。特點：處理工序不是連續的,而是間歇的、周期性的,污水一批一批地順序經過進水、曝氣、沉淀、排水,然后又周而復始。流程：SBR法的理論分析及工藝特點為什么要采用SBR工藝？

只需用一個反應池就能完成全部反應、沉淀工序省去了連續流工藝中的二沉池無回流污泥設施,使處理構筑物大大簡化節省占地降低基建投資SBR法的理論分析及工藝特點工藝簡單，節省費用理想的推流過程使生化反應推力大運行方式靈活，脫氮除磷效果好

防止污泥膨脹的最好工藝

耐沖擊負荷、處理能力強

SBR的五大優點SBR工藝的優點SBR工藝的優點

工藝簡單，節省費用采用SBR法處理小城鎮污水，要比用普通活性污泥法節省基建投資30%多。此外，采用如此簡潔的SBR法工藝的污水處理系統還有布置緊湊、節省占地面積的優點。

生化反應推動力大雖然反應器內的混合液呈完全混合狀態，但是其底物與微生物濃度的變化在時間上是一個推流過程，并且呈現出理想的推流狀態（即：從進水的最高逐漸降解至出水時的最低濃度，整個反應過程底物濃度沒被稀釋，盡可能地保持了最大的推動力）。SBR工藝的優點SBR工藝的優點

脫氮除磷效果好容易實現好氧、缺氧與厭氧狀態交替的環境條件。容易在好氧條件下增大曝氣量、反應時間與污泥齡，來強化硝化反應與脫磷菌過量攝取磷過程的順利完成。可以在缺氧條件下方便地投加原污水(或甲醇等)或提高污泥濃度等方式，提供有機碳源作為電子供體使反硝化過程更快地完成。可以在進水階段通過攪拌維持厭氧狀態，促進脫磷菌充分地釋放磷。SBR工藝的優點SBR工藝的優點

防止污泥膨脹最好的工藝底物濃度梯度大(也是F/M梯度)，是控制膨脹的重要因素。缺氧好氧狀態并存,絕大多數絲狀菌，如球衣菌屬等都是專性好氧菌,且SBR法中限制曝氣比非限制曝氣更不易膨脹。反應器中底物濃度較大。絲狀菌比絮凝菌膠團的比表面積大,在低底物濃度的環境中(如完全混合式曝氣池)往往占優勢。泥齡短、比增長速率大。使剩余污泥的排放速率大于絲狀菌的增長速率，絲狀菌無法大量繁殖。SBR工藝的優點

耐沖擊負荷能力強

SBR工藝對水質變化并不敏感，一般在生化反應可接受范圍內均能適應。水量變化對工藝的影響則較大，因為水量的變化會帶來系統曝氣的不均勻性問題，或是影響到單系列的運行周期從而影響處理效果。SBR工藝的優點

需處理水量較大時，對于單一SBR反應池要較大的容積。對于多個SBR反應池，其進水和排水的閥門自動切換頻繁。設備的閑置率較高。污水提升耗能較大。對自動化控制有一定的要求。SBR工藝的缺點第四節工藝的主要性能特點及影響因素經典SBR與連續流活性污泥法(CFS)的比較-1參數SBR反應器CFS工藝備注概念同一池體，時序控制方式多池體中，順序控制方式SBR時序可調，CFS順序可變流量間歇連續排水周期性連續SBR潷水時間可調有機負荷周期性連續均可調，SBR可周期性調節曝氣間斷連續SBR可較精確調節曝氣強度和時間，混合液無回流通過沉淀池回流SBR無二沉池和回流泵參數SBR反應器CFS工藝備注流態理想推流完全混合或相當推流SBR理想推流，CFS需要HRT較長抗沖擊能力較好一般總容積大小SBR較緊湊設備要求自動控制要求高一般出水水質多數情況下好很好微生物穩定性及適應性較好，極端微生物多好，正常代謝好工藝流程簡單、基建與運行費用低SBR系統的主體工藝設備是一座間歇式曝氣池，與傳統的連續流系統相比，無須二沉池和污泥回流設備，一般也不需調節池。許多情況下，還可省去初沉池。這樣SBR系統的基建費用往往較低。根據Ketchum等人的統計結果，采用SBR法處理小城鎮污水比用傳統連續流活性污泥法節省基建投資30%以上。SBR法無須污泥回流設備，節省設備費和常規運行費用。此外，SBR法反應效率高，達到同樣出水水質所需曝氣時間較短。反應初期溶解氧濃度低，氧轉移效率高，節省曝氣費用。生化反應推動力大、速率快、效率高SBR法反應器中底物濃度在時間上是一理想推流過程，底物濃度梯度大，生化反應推動力大，克服了連續流完全混合式曝氣池中底物濃度低，反應推動力小和推流式曝氣池中水流反混嚴重，實際上接近完全混合流態。Irvine等人的研究還表明：SBR法中微生物的RNA含量是傳統活性污泥法中的3～4倍。因RNA含量是評價微生物活性的最重要指標，所以這也是SBR法有機物降解效率高的一個重要原因。有效防止污泥膨脹SBR法底物濃度梯度大，反應初期底物濃度較高，有利于絮體細菌增殖并占優勢，可抑制專性好氧絲狀菌的過分增殖。此外，SBR法中好氧、缺氧狀態交替出現，也可抑制絲狀菌生長。操作靈活多樣SBR法不僅工藝流程簡單，而且根據水質、水量的變化，通過各種控制手段，以各種方式靈活運行，如改變進水方式、調整運行順序、改變曝氣強度及周期內各階段分配比等來實現不同的功能。例如在反應階段采用好氧、缺氧交替狀態來脫氮、除磷，而不必象連續流系統建造專門的A/O，A/A/O工藝。耐沖擊負荷能力較強SBR法雖然對于時間來說是理想推流過程，但就反應器中的混合狀態來說，仍屬于典型的完全混合式，也具有完全混合曝氣所具有的優點，一個SBR反應池在充水時相當于一個均化池，在不降低出水水質的情況下，可以承受高峰流量和有機物濃度上的沖擊負荷。此外，由于無須考慮污泥回流費用，可在反應器內保持較高的污泥濃度，這也在一定程度上提高了它的耐沖擊負荷能力。沉淀效果好沉淀過程中沒有進出水水流的干擾，可避免短流和異重流的出現，是理想的靜止沉淀，固液分離效果好，具有污泥濃度高、沉淀時間短、出水懸浮物濃度低等優點。去除碳源有機物為目標的操作過程。

SBR系統的一個重要優點是操作者通過控制有關條件可保持微生物的選擇性。對絲狀菌的控制是系統性能評價的一個重要指標。不同目標的SBR操作過程去除懸浮物為目標的操作過程。

通過調整SBR系統的中各個進期的時間分配，停止進水、出水、停止曝氣，使系統處于理想的沉淀工作狀態，使懸浮得到更有效的分離。脫氮-硝化與反硝化為目標的操作過程。

污水中氨氮轉化為N2的過程分為硝化和反硝化過程。硝化過程是在溶解氧充足的條件下進行，反硝化過程是在缺氧的情況下發生。為去除SBR系統中的N，通過對SBR系統運行進行簡單的調節（調節周期和曝氣時間）可實現這一目標以生物除磷為目標的操作過程。

污水生物除磷首先需要一個厭氧期（沒有溶解氧和氧化態的氮），同時存在易降解的有機質，在好氧階段（高溶解氧濃度）促使污泥攝取過量的磷。在下一個厭氧期開始前從反應器中排除一定量的剩余污泥。SBR的靈活性表現在可通過改變運行模式來滿足這些條件。以生物除磷脫氮為目標的操作過程。

同時滿足生物除磷和硝化與反硝化脫氮的操作方式，控制厭氧/缺氧、好氧的交替運行。序號指標傳統活性污泥法氧化溝SBR1直接費用154132.4120.12總投資費用250.3225.2235.13年運行維護費用16.615.015.51900t/d污水處理廠投資費用分析SBR工藝缺點單一SBR反應器需要較大的調節池和中間水池；多個串并聯SBR反應器，進水和排水閥自動切換頻繁，設備故障率高；對巨量廢水的處理，單個SBR反應器處理能力較低無法解決大型污水處理連續進水、連續出水的要求；污水提升的水頭損失較大。特種微生物不能實現最優化生長代謝第四節工藝的主要性能特點SBR工藝是一種簡易、快速且低耗的廢水生物處理工藝。1984~1985年，美國環保局與日本下水道理事會分別通過了對SBR法的技術評價報告書，充分肯定了其特有的優點。

1．工藝簡單、造價低

SBR工藝的主體工藝設備只有一個SBR反應器，它與普通活性污泥法工藝流程相比(如圖3-3)，不需要另設二沉池及污泥回流設備，一般情況下不需設調節池，多數情況下可省去初沉池。1985年Arora等人對加拿大、美國和澳大利亞等國的8個SBR法污水處理廠調查，其中只有一個處理廠設置調節池，另兩個處理廠設初沉池。由于流程簡單，相應地節省了基建費用和運行費用，而且布置緊湊，節省了占地面積。Ketchum等人的統計結果表明：采用SBR法處理小城鎮污水，要比用普通活性污泥法節省基建投資30%多。

2．時間上具有理想的推流反應器的特性這是SBR工藝的主要優點之一。SBR反應器的運行是一個典型的非穩定過程，在整個反應過程中，其底物（BOD）和微生物（MLSS）濃度的變化是不連續的。但是在連續曝氣的反應階段，其底物（BOD）和微生物（MLSS）濃度的變化是連續的。在此期間，雖然反應器內的混合液呈完全混合狀態，但是底物與微生物濃度的變化在時間上是一個推流過程，并且呈現出理想的推流狀態。第四節工藝的主要性能特點

在連續流反應器中，有完全混合式（CSTR）與椎流式(PF)兩種極端的流態。在連續流完全混合式曝氣池中的底物濃度等于出水底物濃度，底物流入曝氣池的速度即為底物降解速率。根據生化反應動力學，由于曝氣池中的底物濃度很低，其生化反應推動力也很小，反應速率與去除有機物效率都低。在理想的推流式曝氣池中，污水與回流污泥形成的混合液從池首端進入，呈推流狀態沿曝氣池流動，至池末端流出，此間在曝氣池的各斷面上只有橫向混合，不存在縱向的“返混”。作為生化反應推動力的底物濃度，從進水的最高濃度逐漸降解至出水時的最低濃度，整個反應過程底物濃度沒被稀釋，盡可能地保持了最大的推動力。完全混合式曝氣池所需要的水力停留時間Tc或有效容積Vc一般要比間歇反應器相應的Tc和Vc大3倍。Ngwwn-Jem指出：如果為了去除生活污水中的有機物，用SBR法曝氣15min就夠了。用SBR法處理啤酒廢水的試驗，經2h的曝氣便將反應器中的COD2000mg/L降到150mg/L左右。第四節工藝的主要性能特點3、運行方式靈活，脫氮除磷效果好

SBR法為了不同的凈化目的，可以通過不同的控制手段，靈活地運行。由于在時間上的靈活控制，為其實現脫氮除磷提供了極有利的條件。它不僅很容易實現好氧、缺氧與厭氧狀態交替的環境條件，而且很容易在好氧條件下增大曝氣量、反應時間與污泥齡，來強化硝化反應與脫磷菌過量攝取磷過程的順利完成，也可以在缺氧條件下方面地投加原污水（或甲醇等）或提高污泥

濃度等方式，提供有機碳源作為電子供體使反硝化過程更快地完成，還可以進水階段通過攪拌維持厭氧狀態，促進脫磷菌充分地釋放磷。上述復雜的脫氮除磷過程只有在A-A/O工藝中才能完成，而SBR法的單一反應器一個運行周期即可完成。攪拌（厭氧狀態釋放磷）→反應階段，曝氣（好氧狀態降解有機物、硝化與攝取磷）、排泥（除磷）、攪拌與投加少量有機碳源（缺氧狀態反硝化脫氮）、再曝氣（好氧狀態去除剩余的有機物）→排水階段→閑置階段，然后進水再進入另一個運行周期。并曾做過進水與反應階段用曝氣與攪拌交替進行的運行方式脫氮的試驗研究，其脫氮效率更高。如果原污水中的P：BOD值太高，用普通厭氧/好氧法難以提高除磷率時，可以根據Phostrip法除磷的原理在SBR法中實現，只增加一個混凝沉淀池即可。可見，SBR法很容易滿足脫氮除磷的工藝要求，在時間上控制的靈活性又能大大提高脫氮除磷的效果。第四節工藝的主要性能特點

應當指出，由于SBR法污泥泥齡短，微生物的比增長速率大，其內源呼吸作用較弱，微生物細胞的合成代謝相對于其分解代謝占主導地位，因此用于合成細胞所需要的氮、磷量也較多，為BOD：N：P=100：6.2：1.1這個值高于傳統的理論值100：5：1，更高于普通活性污泥法的需要量。這就是說，SBR法通過同化作用去除廢水中的氮、磷也是不可忽視的。

4．良好的污泥沉降性能污泥膨脹問題是傳統活性污泥法運行過程中經常發生且難以杜絕的令人棘手的問題。污泥膨脹絕大多數是由絲狀菌的過度生長所造成的。按照發生膨脹難易程度的排列順序是：間歇式、傳統推流式、階段曝氣式和完全混合式，同時發現其降解有機物（對易降解污水）速率或效率的高低，也遵循這個排列順序。SBR法能有效地控制絲狀菌的過量繁殖，可從四個方面說明。（1）反應器中存在較大的濃度梯度。提高底物濃度梯度（或F/M梯度）是控制污泥絲狀菌生長的重要因素。完全混合式反應器中基本上不存在這種濃度梯度，極易發生污泥的膨脹；推流式反應器中底物的濃度梯度較大；不易發生膨脹：而SBR反應器在反應階段處于時間上的理想推流狀態，F/M梯度達到了理想的最大，因此它比普通推流式還不易膨脹。研究進一步表明，縮短SBR法的進水時間，反應前底物濃度更高，其后的梯度更大，SVI值更低，更不易膨脹。第四節工藝的主要性能特點

（2）缺氧(或厭氧)和好氧狀態并存。絕大多數絲狀菌，如球衣菌屬等都是專性好氧菌，而活性污泥中的細菌有半數以上是兼性菌。與普通活性污泥法不同的是，SBR法中進水與反應階段的缺氧（或厭氧）與好氧狀態的交替，能抑制專性好氧絲狀菌的過量繁殖，而對多數微生物不會產生不利影響。正因為如此，SBR法中限制曝氣比非限制曝氣更易膨脹。基制濃度s/(mg/L)圖3-4混合培養微生物的選擇競爭1—絲狀菌Ks=(mg/L)，μ=0.2(L/h)；2—菌膠團菌Ks=50(mg/L)，μ=0.5(L/h)第四節工藝的主要性能特點

（3）反應器中有較高的底物濃度，絲狀菌比絮凝菌膠團的比表面積大，攝取低濃度底物的能力強，所以在低底物濃度的環境中（如完全混合式曝氣池）往往占優勢。這兩類競爭微生物的增殖曲線如圖3-4所示，從圖可知，由于絲狀菌的飽和常數KS很小，使底物濃度對其比增殖速率的影響很小，即在很低的底物濃度下也具有較高的增殖速率，底物濃度達到一定程度之后，其比增殖速率就按近了最大值并不隨底物濃度的最大而繼續提高。在SBR法的整個反應階段，不僅底物濃度較高、梯度也大，只有在反應進入沉淀階段前夕，其底物濃度才與完全混合式曝氣池怕相同。因此，所以說SBR法沒有利于絲狀菌競爭的環境。（4）泥齡短、比增長速率大。一般絲狀菌的比增長速率比其他細菌小，在穩定狀態下，污泥齡的倒數數值等于污泥比增長速率，故污泥齡長的完全混合法易于繁殖絲狀菌。由于SBR法具有理想推流狀態與快速降解有機物的特點，使它在污泥齡泥的條件下就能滿足出水質量要求，而污泥齡又使剩余污泥的排放速度大于絲狀菌的增長速率，絲狀菌無法大量繁殖。第四節工藝的主要性能特點5．對進水水質水量的波動具有較好的適應性在一般的廢水生物處理構筑物中，由于微生物對其生存環境條件要求比較嚴格，當進入處理系統的廢水水質水量發生較大的波動時，處理效果將受到明顯的影響。所以，在一般的廢水生物處理工藝中，都要設置調節池以均化進水的水質水量。SBR反應器是集調節池、曝氣池和沉淀池于一體的污水處理工藝，能承受較大的水質水量的波動，具有處理效果穩定的特點。完全混合式曝氣池比推流式曝氣池具有更強的耐沖擊負荷和抗有毒物質的能力。如上所述，雖然SBR法對于時間來說是一個理想的推流過程，但反應器本身的混合狀態又保持了典型的完全混合特性。因此，它具有較強的耐沖擊負荷能力。此外，SBR工藝在沉淀階段屬于靜止沉淀，污泥沉降性能好且不需要進行污泥回流，使反應器中維持較高的MLSS濃度。在同樣條件下，較高的MLSS濃度能降低F/M值，顯然更具有良好的抗沖擊負荷能力。若采用一邊進水一邊曝氣的非限量曝氣運行方式，則更能大幅度地增強SBR工藝承受廢水的毒性和高有機物濃度的能力。第四節工藝的主要性能特點

（1）進水期具有儲存污水和混合的作用。在充水期內，污水進入SBR反應器后與存留的污泥混合。當采用非限量曝氣方式時，即在充水期內就已經開始生物氧化降解作用。當采用限量曝氣方式時，即使在充水期不產生含碳有機物的生物氧化作用，在整個充水期內所進入反應器的污水同樣都集中在一個池內而得到充分的混合。實際上，充水容積成了調節池容積，充水時間越長，污水的調節時間就越長，因此，即使在充水時間里的污水濃度發生急劇波動，最終池內容納的污水將處于充水時間內的平均濃度水平上，對于短時間（比充水時間短）的濃度沖擊負荷，其峰值得到了消減。另外，如果污水量短期內突然增大，僅僅縮短了充水時間而對反應過程并無多大的影響。（2）對高峰污染物濃度持續時間的分割作用。由于SBR工藝與一般的連續式活性污泥法不同。一般的連續式活性污泥法在污水高峰濃度的情況下全部污水進入曝氣池，高峰濃度的持續時間就是曝氣池受沖擊負荷的時間。SBR是半連續時間就是曝氣池受沖擊負荷的時間，SBR是半連續式進水的，在實現多池并聯工作的情況下，每個池都按預定的順序依次進水，每一池充滿水后，污水將轉入第二池，第三池等，對每一個池子而言，只進入連續進水的一段，整個并聯池系統將連續污水分割為若干段。如果污水出現高峰負荷形成沖擊作用，其最大連續時間將水超過充水時間。持續時間長于充水時間的部分高負荷污水將轉入另一個池子，從而人為地減少了對第一池的沖擊負荷。充水時間越短，反應當受高峰負荷沖擊的持續時間越短。第四節工藝的主要性能特點

（3）運行周期間污泥活性的補償作用。活性污泥之所以能去除污水中的有機污染物，其直接作用在于生物污泥對于有機物的吸附和吸收作用以及隨之而發生的生物降解作用。有機物被微生物氧化降解的程度取決了污染物被處理的程度。提高生物氧化程度，污泥活性越高，其吸附和吸收能力也越強；反之則弱。在SBR工藝系統中，同一曝氣池同一運行周期內由于經一定時間的閑置過程，使污泥的活性得到了充分的恢復，而使其在下一個運行周期內具有較強的上述吸附和吸收能力。此外，同一曝氣池在不同運行周期間，若上一周期的污染物負荷較高，而下一個周期的污染物負荷較低，則污泥的活性也可得到良好的恢復而保持其穩定的處理效果。SBR法處理工藝的影響因素

溶解氧（DO）反應器中溶解氧的高低對除磷脫氮效果有較大的影響。若溶解氧偏低，出水中的NH4+-N值將會升高，若DO過低，在沉淀階段就會出現厭氧狀態，而有磷釋放出來，致使出水中的磷含量升高。反應器中DO亦不可過高，DO過高會使污泥絮體變得細小而分散，出水混濁，而且將導致缺氧階段溶解氧降不下來，反硝化反應受到抑制，而反應器中NO3--N濃度高又將影響缺氧階段磷的釋放，降低除磷效果。SBR法處理工藝的影響因素pH值微生物活性與水中pH值關系密切，pH為6～9時生物活性最強。在硝化過程中，會產生部分H+，消耗反應器中混合液的堿度。很多工藝都向系統中加堿以維持pH穩定，保證氨氮的硝化程度，采用同步硝化反硝化脫氮也可解決這一問題。反應初期，微生物對有機物和含氮化合物的降解，引起水中pH值下降，隨著氨氮經硝化作用轉化為亞硝酸鹽氮進入反硝化階段，由于反硝化不斷產生堿度，pH值下降過程很快結束然后快速上升。SBR法處理工藝的影響因素

污泥齡污泥齡短，排放污泥量大，可除去較多的磷。而為了提高氮的脫除量，就需要采用較長的污泥齡，因為硝化菌增殖速度較慢，沒有足夠長的污泥齡，就難以保證硝化菌有足夠的數量。所以，若要同時達到較好的除磷脫氮效果，需選擇合適的污泥齡.SBR法處理工藝的影響因素

營養物活性污泥系統中，微生物生長所需要的營養物要呈一定比例，通常所需有機物與氮、磷的比BOD∶N∶P=100∶5∶1。第五節SBR工藝的設備和裝置第五節SBR工藝的設備和裝置

序批（間歇）式活性污泥法，是在20世紀80年代隨著各種新型的不堵塞曝氣器、新型浮動式出水堰（潷水器，撇水器）和自動監控硬設備和軟件技術的出現而發展的。特別是在計算機和生物量化技術的支持下，才真正顯示出優勢，并陸續得到開發和應用。所以，新型的設備、儀表是SBR工藝的關鍵組成部分。SBR工藝的主要設備介紹如下：一、鼓風設備在污水生物處理工藝中主要有兩種曝氣類型：鼓風曝氣和機械曝氣，SBR工藝多采用鼓風曝氣系統。鼓風機是鼓風曝氣系統的重要設備，為曝氣系統提供壓縮空氣，常用的有羅茨和離心鼓風機。

1．羅茨鼓風機羅茨鼓風機是容積式氣體壓縮機中的一種。其特點是：在最高設計壓力范圍內，管網阻力變化時，流量變化很小，工作適應性較強，故在流量要求穩定而阻力變動幅度較大的工作場合，可予自動調節，且葉輪與機體之間具有一定間歇而不直接接觸，結構簡單，制造維護方便。風機殼體制成氣冷和水冷兩種結構。靜壓力≤49000Pa（5000mmH2O）的為氣冷結構，靜壓力＞49000Pa(5000mmH2O)的為水冷結構。常用的羅茨鼓風機有三葉和低噪聲兩種。第五節SBR工藝的設備和裝置2．離心式鼓風機離心式鼓風機是一種葉片式氣體壓縮機，與定容式鼓風機相比，具有空氣動力性能穩定，振動小，噪聲低的特點，離心式鼓風機分為低速多極、離速多級和高速單級等形式。在結構上，多級高速和多次低速離心鼓風機采用電機直接驅動下，通過多級葉輪串聯的方式逐級增壓，單級高速和多級高速離心鼓風機需通過增速機構傳動的方式提高風壓。二、曝氣裝置曝氣設備是活性污泥處理法的核心部分，SBR法采用的是時間控制上的厭氧—好氧操作，要求厭氧攪拌和好氧曝氣在一個區間內完成。有一些SBR法采用曝氣和攪拌設備分區域分排交替布置，但這對曝氣和攪拌均有影響，設備利用率低，能耗也較大。

SBR工藝常用的曝氣設備是微孔曝氣器。微孔曝氣器也稱多孔性空氣擴散裝置，采用多孔性材料如陶粒、粗瓷等摻以適當的如酚醛樹脂一類的粘合劑，在高溫下燒結成擴散板、擴散管及擴散罩的形式。它的主要性能特點是產生微小氣泡，氣、液接觸面大，氧利用率高；缺點是氣壓損失大，易堵塞。第五節SBR工藝的設備和裝置

按照安裝的形式，微孔曝氣器可分為固定式和提升式兩大類。近年來，在射流曝氣器的基礎上，同相射流和異相射流（厭氧攪拌和好氧曝氣）兩用曝氣器的研究有了很大發展，并成功地應用于SBR法處理城市污水中，尤其在除磷脫氮的深度污水處理中，更發揮出了它的作用。兩用曝氣器是在異相射流（水-氣）曝氣器的基礎上又增加了同相射流的功能，因此具有好氧曝氣和厭氧攪拌的雙重功能。兩用曝氣器是最適合SBR法的專用設備。由于各國對各種控制參數和氧吸收率的研究不斷發展，兩用曝氣器的形式也在不斷的變化。美國最先進的空穴式曝氣機甚至能達到氣浮要求的微氣泡直徑。日本已有直徑達到25mm以上的新型噴嘴在SBR法污水處理廠中使用，運行良好。實踐證明，兩用曝氣器用在SBR法反應池呂，能靈活地實現A/O、多段A/O、A2/O等工藝操作完成脫碳、脫磷、脫氮的任務，并能起到抑制污泥膨脹的作用。第五節SBR工藝的設備和裝置

三、潷水器

SBR工藝的最根本特點是單個反應器的排水形式均采用靜止沉淀、集中排水的方式運行，排水時池中的水位是變化的，為了保證排水時不會擾動池中各水層，使排出上清液始終位J：最上層。這就要求使用一種能隨水位變化而可調節的出水堰，又叫潷水器或撇水器，為了防止浮渣進入，現在都要求將排水口淹沒在水面下一定深度，所以叫潷水器比較合適。潷水器是隨著SBR而發展起來的。早期的SBR系統采用手動形式進行潷水，如采用在反應器不同高度上安裝排水閥門或排水泵，根據反應的周期要求定時、定量排出處理后的污水。這種潷水方式僅適用于小型的污水處理設施，其潷水效果不理想，大型的污水處理系統無法采用。潷水器的形式有很多。從傳動形式上可分為機械式、自動式及兩種方式的組合；從運行方式上分有虹吸式、浮筒式、套筒式、旋轉式；從堰口形式上分有直堰式和弧堰式等。除虹吸式潷水器只有自動式一種傳動方式外，其余三種運行方式的潷水器都有機械、自動和組合的傳動方式。潷水器的工作形式如圖3-9所示。第五節SBR工藝的設備和裝置

從應用效果來看，單純的機械式調節堰，由于動力消耗大，機械部分多，壽命較短，使用有一定的限制。自動式潷水器由寸：堰的浮力很難于出水流量、水位變化的水流達到動態平衡，且反應靈敏度低，不易控制。所以只適用于一些較小規模的SBR法污水處理廠。組合式潷水器，由于集中了機械式準確、易控制和自動式節能的優點。目前，國外大型污水廠多采用這種形式的潷水器。組合式潷水器在設計時，盡量使潷水器在各個運動位置時的重力與水的浮力相平衡，又采用小功率的機械裝置，按—．定的程序，控制出水口移動的速率，這樣既利用了水的浮力，又能實行潷水器的隨機控制。潷水器堰口以廠都要求有一段能變形的特殊管道。浮筒式采用膠管、波紋管等實現變形；套筒式靠粗細兩段管道之間的伸縮滑動來適應堰口的升降：而旋轉式則是靠回轉密封接頭來聯結兩段管道以保證堰口的運動。潷水器的組成一般分為收水裝置、連接裝置及傳動裝置。收水裝置設有擋板、進水口及浮子等，其主要作JH足將處理好的上清液收集到潷水3S中，再通過導管排放，由于潷水叫瞬時流量較大，在潷水時，既要使水順利通過，又要使反應器中的沉淀不受擾動，更不能使污泥隨水流出。因此收水裝置的設計是十分重要的，特別是在虹吸式、自流式潷水器中尤為重要。潷水器的連續裝置是潷水器的又一關鍵部位，潷水器在排水中需要不斷地轉動，其連接裝置既要保證運轉自由，同時又要保證密封性。潷水器的傳動裝置是保證潷水器正常動作的關鍵，不論是采用液壓式還是機械式的傳動，均需要同自控和污水處理系統進行有機的結合，通過自動的程控潷水動作。潷水器的工作原理及特點如表3—2所示。第五節SBR工藝的設備和裝置

四、水下推進器水下推進器的作用主要是攪拌和堆流，與鼓風機系統相結合應用于SBR，一方面使混合攪拌均勻；另一方面，在曝氣供氧停止、系統轉至兼氧狀態下運行時，能使池中活性污泥處于懸浮狀態。這利應用主要是由于射流曝氣器一般適用于較小水量的曝氣，而在較大水量的應用上有局限性。水下推進器的構造與性能參數可分別見圖3—10和表3—9。五、溶解氧（DO）自動連續快速在線分析儀

SBR法的底物（MLSS）變化是隨時間的變化呈理想推流過程，耗氧速率（OVR）也應和底物濃度同步變化。即要求DO濃度盡可能維持一個常數，一般認為曝氣階段DO濃度應維持在1.5～2mg/L比較經濟合理，這就要求在曝氣階段進行非均勻漸減供氣。必須設置能自動連續快速在線監測DO濃度的分析儀表，反饋控制同風機和水泵的開度，通過兩用噴嘴實現非均勻漸減曝氣并可大量節能。

DO的測定一般用薄膜法和碘量法，而這種晨線分析儀就是利用了薄膜電極法。薄膜電極法可以克服碘量法無法克服的元素干擾，又適合電極法測量。它是利用水中深解氧與擴散電流呈正比的關系不則量電流或電壓，從而獲得DO的濃度。目前，DO濃度在線分析儀國內外均有產品，但國內產品在測量精度和可靠性上不如國外產品，DO濃度隨溫變化而變化，選用儀器時必須有溫度自動補償裝置，另外，還需有探頭自動清掃裝置。第五節SBR工藝的設備和裝置

六、自動控制系統

SBR采用自動控制系統來達到復雜的控制要求，把用人工操作難以實現的控制通過計算機、軟件、儀器設備的有相結合自動完全，并創造滿足微生物生存的最佳環境。SBR的自動控制主要是以時間為基礎參數的SBR正常運轉，控制過程中所需要的指令信息及反饋信息均利用各種水質、水量監測儀器儀表獲得。SBR自動控制的硬件設施包括計算機控制系統和儀器儀表系統。儀器儀表系統包括一次儀表的各種形式，如污泥濃度計、溶解氧儀、PH計、ORP計、液位計、流量計以及需要控制的各種電動氣動閥門、水泵、風機、潷水器等。計算機控制系統也就是狹義上的自動控制系統，是自控系統的核心部分。

SBR工藝的計算機控制系統主要有PLC和DCS兩種，最常見的是PLC控制系統。PLC系統主要由控室主站和現場場子站構成，利用網絡相連，實現集中管理和分散控制。自動控制系統包括控制設備和控制對象兩部分，控制設備由主機、打印機、可編程序控制器等組成，控制對象包括主反應池、風機及變配電間、污泥濃縮池、污泥池、沉砂池、提升泵站、脫水機房等。PLC的核心控制處理器對系統的多個開關量和模擬量進行控制。第五節SBR工藝的設備和裝置SBR主反應池的控制內容主要包括：（1）按時間原則控制進水閘門；（2）按時間原則控制進氣電動蝶閥；（3）按時間原則控制出水潷水器；（4）按時間原則控制水下推流器；（5）按時間原則控制排泥閥門；（6）采集主反應池的溶解氧、污泥濃度、污泥界面參數；（7）采集主反應池設備的運行工況和異常情況的報警信號。配電及鼓風機房的控制內容包括：（1）采集風量、風壓、風溫參數；（2）由主反應池溶解氧濃度反饋作用于控制風量；（3）可根據閥位信號，靈活控制鼓風機出口閥門的開度，用于風量輸出的調節；（4）采集設備的運行工況和異常情況的報警信號。自動控制系統工控機PLC單片機繼電器模糊智能控制自控必須是包括進出水、泥、氣的電磁閥門在內自動運行的總體解決方案。出水進水排泥圖2-1.SBR反應工藝流程圖曝氣SBR反應器自控裝置液控探針進水反應排水沉淀閑置繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器液控器圖2-SBR反應器自控裝置原理圖電路板主要是解決有機物降解、硝化與反硝化、生物除磷四個生化過程的在線模糊控制問題。采用DO,ORP，pH等指標作為控制參數。第六節SBR法的工藝設計計算第六節SBR法的工藝設計計算SBR的設計迄今為止還沒有一種可被廣泛接受的標準和簡單的方法，而且時間參數的選用和確定是經驗的或基本上套用連續流系統的設計方法，設計者的隨意性很大。SBR的設計方法主要可分為負荷設計法和動力學設計法兩大類，其中負荷設計法基本與傳統活性污泥的負荷設計法相同。

SBR設計方法的簡化計算

SBR動力學設計方法大部分涉及到進水時間、反應時間等運行方面的參數，但計算復雜，應用不便。為此，綜合以上的設計方法，可按反應期污泥負荷進行簡化設計。對于限制曝氣（3-22）

式中Q——進水流量，m3/h；

N——反應器個數；

CO——進水有機物濃度，mg/L；

Ce——出水有機物濃度，mg/L；

X——污泥濃度，mg/L；

V——反應器總體積，m3；

tf——進水時間，h；

tr——反應時間，h。第六節SBR法的工藝設計計算

對于非限制曝氣為（3-23）對于半限制曝氣則為

（3-24）式中t——從進水開始到開始曝氣的延遲時間，一般不超過3h。對于連續進水的SBR系統有下列關系式：（3-25）

式中——充水比；

ts——沉淀時間，h；

td——潷水時間，h；

ti——閑置時間，h。這樣給出一個負荷就可以計算出進水時間，反應時間、周期以及反應器容積等。第七節運行管理SBR工藝的工程應用

適用規模盡管SBR在大、中、小型污水處理廠中均有應用，但受工藝特點和設備性能參數的限制，SBR工藝反應池數量較多，監控、調節較復雜，對系統控制、設備維護保養要求較高。目前，從我國潷水器的性能質量、自控系統及運行管理水平的角度考慮，SBR工藝較適合處理規模在15萬m3/d以下的中、小型污水廠。

處理效果不增加化學處理，SBR工藝能達《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的一級B標準。但若需采用化學除磷以達更好的出水水質，則該工藝不如其它具有獨立二沉池的工藝易操作，主要問題是藥劑投加和混合的均勻性較難實現，并且需要與運行周期的階段控制相聯動和連鎖，增加了自控系統的難度和運行的不穩定性。SBR工藝的工程應用

至2006年底，我國投產并運行SBR工藝（包括CAST、DAT-IAT、ICEAS、CASS和MSBR等改良SBR工藝）的城市污水處理廠約有130座。1.6%6.5%65%26.8%設計規模<5萬m3/d10萬~20萬m3/d>20萬m3/d5萬~10萬m3/dSBR工藝的工程應用1、SBR工藝的工作原理

SBR是活性污泥法的一種變形，它的反應機理和污染物去除機制和傳統活性污泥法相同，只是在運行操作不同。SBR是在單一的反應器內,在時間上進行各種目的的不同操作,故稱之為時間序列上的廢水處理工藝，它集調節池、曝氣池、沉淀池為一體,不需設污泥回流系統。

SBR工藝的一個完整操作周期有五個階段:進水期(fill)、反應期(react)、沉淀期(settle)、排水期(draw)和閑置期(idle)

進水反應沉淀排水閑置SBR運行工序圖進水期(fill)

進水期是反應器接受廢水的過程，這個過程不僅僅是廢水的流入與反應器水位的升高的過程，而且伴隨一定的生化反應（磷的釋放和脫氮等）。反應期(react)

當進水達到設定的液位后，開始曝氣和攪拌，以達到反應目的（去除BOD、硝化、脫氮除磷）。

沉淀期(settle)

沉淀期主要是一個固液分離的過程，即經過曝氣和攪拌作用后，混合液中的污泥顆粒和絮體在重力的作用下沉降，實現污泥和廢水的分離過程。排水期(draw)

排水期是排除反應器中的上清液的過程，上清液由反應器上部的浴流堰和潷水器排出。該期間的水位是處理周期內的最低水位。反應器底部沉降的活性污泥大部分作為下一周期使用，而過剩的剩余污泥則從排泥管引出排放。另外反應器中還會一部分的處理水，可起到循環水和稀釋水的作用

閑置期(idle

）

閑置期是在一個處理周期內從排水結束時刻起到下一個周期開始進水的時刻的中間的一段時間。同時伴隨少量的厭氧反應和脫氮過程。在此期間活性污泥中的微生物得到充分的休息，恢復活性。為了盡可能保證污泥活性并防止污泥老化現象，還需定期排放剩余污泥，為新鮮污泥提供足夠的空間生長繁殖。2、SBR工藝的特點

SBR法最顯著的一個特點是將反應和沉淀兩道工序放在同一反應器中進行，擴大了反應器的功能，SBR是一個間歇運行的污水處理工藝,運行時期的有序性,使它具有不同于傳統連續流活性污泥法的一些特性。

1)、流程簡單,運行費用低；

SBR法的工藝簡單,便于自動控制,其主要設備就是一個具有曝氣和沉淀功能的反應器,無需連續流活性污泥法的二沉池和污泥回流裝置,在大多數情況下可以省去調節池和初沉池,系統構筑物小,流程簡單,占地面積小、管理方便,投資省,運行費用低。2)、固液分離效果好，出水水質好；

SBR在沉淀時屬于理想的靜止沉淀，固液分離效果好,容易獲得澄清的出水。剩余污泥含水率低,這為后續污泥的處置提供了良好的條件。

3)、運行操作靈活，效果穩定；

SBR在運行操作過程中,可以根據廢水水量水質的變化、出水水質的要求調整一個運行周期中各個工序的運行時間、反應器內混合液容積的變化和運行狀態。

4)、脫氮除磷效果好；

SBR工藝在時間序列上提供了缺氧、厭氧和好氧的環境條件,使缺氧條件下實現反硝化,厭氧條件下實現磷的釋放和好氧條件下的硝化及磷的過量攝取,從而有效的脫氮除磷。

5)、有效防止污泥膨脹；

由于SBR具有理想推流式特點，有機物濃度存在較大的濃度梯度，有利于菌膠團細菌的繁殖，抑制絲狀菌的生長，另外，反應器內缺氧好氧的變化以及較短的污泥齡也是抑制絲狀菌的生長的因素，從而有效地防止污泥膨脹。

6)、耐沖擊負荷；池內有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。

傳統的SBR在應用中有一定的局限性，如在進水流量較大時，對反應系統需調節，會增大投資。為了進一步提高出水水質，出現了許多SBR演變工藝。

CASS工藝ICEAS工藝

IDEA工藝

DAT-IAT工藝

UNITANK工藝

MSBR工藝

CASS（CAST/CASP)工藝（CyclicActivatedSludgeSystem/Technology/Process）

該工藝又稱為循環式活性污泥法，是由美國Goronszy教授在ICEAS工藝的基礎上研究開發的，它是利用不同微生物在不同的負荷條件下生長速率差異和污水生物除磷脫氮機理，將生物選擇器與傳統SBR反應器相結合的產物。CASS工藝為間歇式生物反應器，在此反應器中進行交替的曝氣－非曝氣過程的不斷重復，將生物反應過程和泥水分離過程結合在一個池子中完成。

CASS反應器由3個區域組成：生物選擇區、兼氧區和主反應器，每個區的容積比為1：5：30。污水首先進入選擇區，與來自主反應器的混合液（20％～30％）混合，經過厭氧反應后進入主反應區，如下圖所示。1生物選擇區2缺氧區3主反應區CASS反應器構造圖

CASS工藝操作過程

CASS工藝以推流方式運行，而各反應區則以完全混合的方式運行以實現同步碳化、硝化和反硝化功能。（a）進水、曝氣階段開始；

（b）曝氣階段結束；（c）沉淀階段開始；

（d）沉淀階段結束，撇水階段開始；（e）撇水階段及排泥結束；

（f）進水、閑置階段

CASS工藝的主要優點：可變容器的運行提高了對水質、水量

波動的適應性和運行操作的靈活性；良好的沉淀性能；

良好的脫氮除磷效果；

CASS工藝入口處設一生物選擇器，并進行污泥回流，保證了活性污泥不斷的在選擇器中經歷了一個高絮體負荷階段，從而有利于絮凝性細菌的生長并提高污泥的活性，使其快速的去除廢水中的溶解性易降解基質，進一步有效的抑制絲狀菌的生長和繁殖；工藝流程簡單，土建和投資低，自動化程度高。

應用實例：

目前全世界已有300多家污水處理廠采用CASS工藝。我國，北京航天城污水處理廠（處理能力7200m3/d），徐州第二人民醫院，鎮江市征潤州污水處理廠（設計水量20萬t/d，近期10萬t/d）。ICEAS工藝（IntermittentCycleExtendedAerationSystem）

ICEAS工藝為間歇式循環延時曝氣工藝，是澳大利亞新南威爾士大學與美國ABJ公司的Goronszy教授合作研究開發的。1976年建成了世界上第一座ICEAS工藝廢水處理廠，隨后在世界各國得到了廣泛的應用。該工藝的特點是在反應器的進水端增加了一個預反應區，運行方式為連續進水、間歇排水，沒有明顯的反應階段和閑置階段。

經預處理的廢水連續不斷的進入反應池前部的預反應區，在該區內污水中的大部分可溶性BOD5被活性污泥微生物吸附，并從主、預反應區隔墻下部的孔眼以低速（0.03～0.05m/min）進入主反應區，在主反應區內按照曝氣、沉淀、排水、排泥的程序周期性的運行，使有機廢水在交替的好氧－缺氧－厭氧的條件下完成生物降解作用，各過程的歷時可由計算機自動控制。ICEAS運行工序圖ICEAS工藝的優點：在處理市政污水和工業污水方面比傳統的SBR工藝費用更節省、出水效果更好。

ICEAS工藝的缺點：進水貫穿于整個周期，沉淀期進水在主反應區底部造成水力紊動，從而影響分離時間，因此水量受到限制，且容積利用率低，脫氮效果一般。應用實例：

我國最早采用該工藝的是上海市第三中藥廠（于1991年投產運行），其運行結果表明：COD去除率為95.9～97％，BOD5去除率為99.1～99.4％，NH3-N去除率為75.1～78.4%；目前我國采用ICEAS工藝的最大規模的污水處理廠是昆明市第三污水處理廠（15～30萬m3/d）IDEA工藝（IntermittentlyDecantedExtendedAeration）

IDEA工藝為間歇排水延時曝氣工藝，該工藝保持了CASS工藝的優點，運行方式采用連續進水、間歇曝氣、周期排水的形式。與CASS相比，預反應區改為與SBR主體構筑物分立的預混合池，部分污泥回流進入預反應池，且采用中部進水。

IDEA工藝流程圖應用實例：

國外有澳大利亞的吉朗（GEELONG）市新建成的IDEA工藝污水處理廠,平均進水量為7萬m3/d,總投資為4200萬澳元,約合人民幣215億元。目前,國內應用IDEA技術的污水處理廠尚未見報道。

DAT-IAT工藝（DemandAerationTank－IntermittentAerationTank）

DAT-IAT工藝為需氧池－間歇曝氣池工藝，其反應機理以及污染物去除機制與連續流活性污泥法相同，是依靠活性污泥微生物的活動來凈化污水的。

DAT-IAT工藝的主體構筑物反應池由隔墻分為需氧池（DAT）和間歇曝氣池（IAT）串連而成，一般情況下，DAT連續進水連續曝氣，其出水進入IAT池但間歇曝氣，在IAT池完成曝氣、沉淀、潷水和排剩余污泥工序。DAT池相當于一個傳統活性污泥曝氣池，池中水呈完全混合流態。IAT池相當于一個傳統的SBR池，但進水為連續。DAT-IAT工藝流程圖優點：

該工藝克服了ICEAS工藝進水量小的缺點。與CASS工藝相比，DAT