三种SBR改进型污水处理工艺特点及应用效果分析

黄 庆

（南宁六和环保有限责任公司 广西南宁 530000）

0 引言

随着城市化和工业化进程的加快，城市生活污水的污染问题日益受到人们的关注。据统计,截止2011年底，全国废水排放总量为652.1亿吨，化学需氧量排放总量为2499.9万吨（见表1）。

表1 :2011年全国废水中主要污染物排放量

这些污水中很大一部分是没有经过有效处理而直接排入江河湖泽之中,导致水环境受到不同程度的污染。2012年,我国十大流域的694个国控监测断面中，劣Ⅴ类水质比例占10.4%，基本丧失水体功能。水质状况较为严峻。

sequncing batch reactor，简称SBR法，最早是由英国学者Ardern和Lockett在1914年提。它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，主要特征是运行上能够做到有序和间歇操作，整个运行过程分进水期、反应期、沉降期、排水期和闲置期。我国近年来对SBR的研究和应用开展迅速，1985年在上海市政设计院为上海吴淞肉联厂设计了我国第一座SBR废水处理设施。近些年该项工艺已成功地应用于农产品加工废水、屠宰废水、啤酒废水、化工废水、制药废水和印染废水等的处理，证明SBR是一种性能稳定的处理方法[1]。与传统的活性污泥法相比，SBR工艺在装置构成、经济性、反应效率等方面展现出明显优势（见表2）。

表2：SBR工艺与传统活性污泥法比较

1 新型SBR工艺

传统的SBR工艺形式具有一定的局限性，例如，在进水流量较大时，需要调节反映系统，相应的就会增加投资；而且对出水水质也有一些特殊要求，在开展除磷、脱氮等工艺时需要对SBR工艺进行改进才能保证高效运行。近年来，人们在实践中探索出了一些新的SBR工艺类型。

1.1 ICEAS工艺（Intermittent Cyclic Extended Activated Sludge）

ICEAS工艺，即间歇式循环延时曝气活性污泥法。是20世纪80年代初在澳大利亚发展起来，1976年建成世界上第一座ICEAS污水处理厂，随后在日本、美国、加拿大、澳大利亚等地得到推广应用[2]。目前，在我国应用也逐渐被推广开来。

与SBR工艺相比的话，ICEAS工艺具有其最大特点便是：

﹡沉淀特性不同：ICEAS沉淀时会受到时水扰动，因此，实践中为了减少进水给其带来的扰动影响，大多会把池子设计为长方形，这样就会让出水近乎平流沉淀池。

﹡连续性进水和排水的间歇性：ICEAS最大的特点是在SBR反应器前添加了生物选择器，实现了包括沉淀期、排水期间仍能做到连续的进水，间歇排水，这样就会使运行操作系统大为简便，方便实际操作和运行，适用于较大规模的污水处理。

潘建良[3]等通过对上海市宝山区扬江居住区污水处理站运用ICEAS工艺日处理6000t污水研究后发现，与传统法相比:

大大减少设备的管理和维修时间；减少构筑物相连管道及辅助设备、仪表等，投资和占地面积大大减少；自动化程度高，安全可靠；CODcr、BOD5、NH3-N、SS等水质指标去除率分别达到了91%、95%、90%、87%，非常适合住宅小区污水处理。但在理想推流效能和污泥膨胀的控制方面，由于是连续性进水，ICEAS没有了SBR的理想推流和对难降解物质去除效果好的优点。

1.2 CAST工艺（Cyclic Activated Sludge Technology）

CAST工艺是传统SBR工艺的改进型，最早是美国Goronszy教授提出来的，这种工艺的核心是在间歇式反应器中按曝气和不曝气交替运行，把生物反应和泥水分离过程集中在一个池子里面完成。在废水处理的应用实践中发现这种工艺能够利用微生物在不同生物环境条件下的变化能力，更好地进行城市污水的生物脱氮除磷处理，因此近年来CAST工艺得到了更加广泛的应用[4][5]。

与SBR工艺相比的话，CAST工艺最大特点便是：

﹡生物选择器：生物选择器和回流污泥使得CAST工艺能够充分的让活性污泥不断地在选择器中经历高负荷运行，能够抑制丝状菌生长和繁殖；

﹡泥水分离：由于CAST工艺在沉淀阶段不进水，能够使得污泥在沉降过程中不受进水干扰，保持在静止环境下进行，泥水分离效果较好。

﹡污泥回流：CAST与SBR、ICEAS最大的不同就是在于其在沉淀阶段不进水，而且还增加了污泥回流，其脱磷除磷效果很好，但工艺较为复杂。

临海市城市污水处理厂项目[6]采用的便是CAST工艺（见图2），设计污水处理能力为12万t/d。该工艺具有:

CAST工艺污泥活性高，易沉降；与常规工艺相比可节省30%的占地面积；鼓风机、滗水器等均由PLC控制完成，管理简单；CAST工艺总氮和总磷的去除率达80%以上，除磷脱氮效果好；耐冲击负荷，出水水质好等优点。该工艺不足之处是间歇周期运行对自控要求较高；变水位运行，电耗增大；容积利用率较低；污泥的稳定性没有厌氧消化好。

1.3 CASS工艺（Cyclic Activated Sludge System）

CASS工艺，即周期循环活性污泥法，该污水处理工艺是目前国内外公认的较为先进的一种工艺。它是在间歇式活性污泥法（ICEAS）基础上开发出来的，在反应池的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置（见图3）。

该工艺具有:

﹡周期：CASS工艺运行过程包含了进水—曝气、停止曝气—沉淀（泥水分离）、滗水—排泥和闲置—恢复污泥活性4个阶段为一个周期；

﹡主反应区：在CASS工艺中，主反应区是去除有机底物的主要场所，在实际运用过程中通常是控制主反应区的曝气强度使反应区的主体溶液处于好氧状态，进而实现降解有机物的效果。

﹡CASS池：CASS池分为生物选择器、缺氧区、好氧区三个反应区。

李志明[7]通过对某城市污水处理厂(首期规模为2万m3/d)使用CASS工艺研究后发现，该工艺对于BOD5、CODcr、SS、TN、NH3-N、TP的去除率分别达到了91.2%、91.0%、94.6%、55.1%、60.9%、85.8%。而且整个工艺流程操作简单，运行灵活，可靠性好，适用范围广，占地少，投资低，自控程度高、运行费用也较低等优势，尤其适合分期建设的污水处理项目。但其不足是构造相对SBR复杂，多适用于中小型污水处理站，低温情况下对其运行有影响。

2 结语

SBR改进型工艺中除了上述三种较为典型，现实应用较为广泛之外，还有序批式生物膜反应器（BSBR）、连续进水分离式周期循环延时曝气工艺（IDEA）、UNITANK工艺、ASBR工艺、PAC-SBR工艺等等。实践证明，采用SBR工艺处理污水具有有机物去除率高、效果好等优点，结合其新工艺的应用会对提高污水处理经济效益和社会效益具有积极效果。这需要广大环保工作者在实际中努力探索创新，让更多新的工艺为人类服务。

[1]刘文胜，杨云龙.浅议SBR法（序批式活性污泥法），科技情报开发与经济[J]2006,1（1）：159-160

[2]汪大辉，雷乐成.水处理新技术及工程设计[M]北京：化学工业出版社，2001

[3]潘建良，李道棠.ICEAS工艺技术在住宅区污水处理中的应用[J]住宅科技，2003（6）:43-45

[4]高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册[M]:北京：化学工业出版社，2003

[5]王宝贞，王琳.水污染治理新技术：新工艺、新概念、新理论[M]:北京：科学出版社，2004

[6]张小明，童慧娟，王强.等.SBR改进型CAST工艺处理城市污水[J]浙江冶金2005(2):26-29

[7]李志明.CASS工艺处理城市污水[J].广东化工，2011，38（3）：168-171