SBR技术在污水处理中的应用

娄小丽(山东省文登创业水务有限公司，山东 威海 264400)

0 引言

现阶段城市的用水总量以及污水排放量不断增加，导致污水处理的压力不断增加，部分地区存在有机物浓度超标的问题，不仅严重污染了水资源，也对生态环境产生不良影响。SBR是一种常见的污水处理方法，现代大量实验研究证明，该技术可以有效去除污水中氨、氮等元素，对于提高水体质量的意义重大，值得关注。

1 SBR技术分析

1.1 SBR技术的工艺流程

SBR法在实际上属于活性污泥法的一种，其作用机理与传统活性污泥法基本相同，但是两者的运行模式存在明显差异。在SBR法中，该工艺将沉淀、曝气等步骤设置在一个池内，不需要设置污泥回流装置、沉淀池等，其中的基本工艺流程包括：

(1)进水期。在进水期污水进入反应池，而由于充水前反应池为闲置状态，反应池内残存了部分高浓度活性污泥混合液，随着注入的污水量增加，相关人员可以结合水质、水量以及相关工艺要求，在禁水周期内做限制曝气等操作。

(2)反应期。该阶段是SBR技术的关键，当污水达到预计高度后开始进行反应，这个反应过程需要结合污水处理目的以及需求进行设置，如：反硝化、吸收磷等，在本阶段后期以及下一步沉淀之后需做少量的曝气，达到快速吹脱污泥中氮元素与气泡的目的[1]。

(3)沉淀期。本阶段停止搅拌与曝气，使处理后的污水维持在相对平稳的状态下，经重力作用影响使混合物分离，之后上清液流出，污泥沉淀。

(4)排水排泥期。在沉淀后所产生的上清液大部分会排出，反应器内残存的活性污泥为泥种，确保反应器内的污泥浓度适宜。

(5)闲置期。在排水排泥结束之后，反应器处于停滞状态，等待下一个污水净化过程开始。

1.2 SBR技术的优点

与常规技术相比，SBR技术在污水处理中的优点显著，主要表现为：

(1)该方法省去了二次沉淀池以及其他设备，因此与常规方法相比可以减少20%左右的投资，并且污水净化系统的总占地面积可以减少40%左右。

(2)可进一步增强生化反应推动力。在SBR技术中，反应器能够为微生物的培养提供必要的环境，在进水期微生物会大量吸收污水中的有机物作为繁殖的营养基础，而在进水曝气期间，在缺乏能量供给的情况下微生物开始消耗细胞内储存的有机物质，所以该技术的整个技术流程为：“厌氧→缺氧→好氧”，可以强化微生物自身细胞能量储存。

(3)该技术的操作过程更加灵活，按照污水处理目标，相关人员可以通过调整控制条件(如：污泥泥龄、曝气量等)实现灵活操作，这是提高污水处理效果的重要保障。

2 SBR技术在污水处理中的应用路径

2.1 基本设计思路

在污水处理中，本文设计的SBR处理流程大体可以分为污泥处置、好氧等过程，所产生的废水经过格栅过滤之后与废水混合，期间为进一步强化污水处理效果。本文在原有结构上增加了HUSB反应器，该反应器的优势表现为：(1)在污水处理中可以自由调整水量，有助于实现水质平衡；(2)可在低温条件下做厌氧生物预处理，提高污水中大分子分解，有助于提高SBR技术的处理效果。

为进一步评估污水处理效果，本文以本地区某乳制品生产企业所生产的废水为研究对象，与常规废水相比，乳制品企业所生产的废水的含油量较高，处理难度较高。经过本文设计的系统并重复上述处理过程后，清液进入到SBR池内，本技术方案选择活性污泥反应器，通过间歇式的运行模式抑制丝状菌繁殖，并降低污泥膨胀发生率。

与传统技术相比，本文所设计的SBR系统结构具有运行操作简单的优势，并且系统运行对pH值等控制条件的要求较低，并且HUSB反应器在运行过程中不需要增设搅拌机，这是降低系统能耗的有效方法，并进一步增强了系统的抗负荷能力，系统的稳定性良好。

2.2 数据处理要求

按照SBR技术的技术要求，在数据处理中为强化污水净化效果，则需要针对其中的关键指标做计算，包括：

(1)周期进水量。进水量的进水量计算公式为：

式中：Q为单位时间内的污水量，一般为每天污水量的平均值(m3)；T为污水处理系统的运行时间(h)；N为污水处理反应池的数量(个)。

(2)反应池的有效容积。其计算公式为：

式中：n为周期数量；C为反应池的污水浓度(g/m3)。

2.3 关键装置设置

2.3.1 反应池

按照污水处理要求，设置两个反应池，反应池的尺寸为27 m×5 m×6.5 m，污泥负荷控制在0.25～0.40 kg/(kg·d)，使用周期为8 h，每天运行3次。在每个运行阶段，分别设置1 h的闲置时间、2 h的沉淀时间、4 h的曝气与进水时间、1 h排水时间。在曝气中使用微孔曝气器与鼓风机，此时为确保曝气效果满意，可在将曝气管道均匀布置在装置周围，经水解酸化反应池处理后的污水可直接进入到污泥泵。

2.3.2 污泥处理

本次研究中所使用的污泥均为某企业经脱水后生成的污泥，在经过缺氧污泥与好氧污泥的驯化之后，可进一步促进微生物生长，最终生长到一定水平。其中的好氧污泥培养是在SBR池内多点投放污泥并闷曝处理，按照处理效果调整负荷量并逐渐恢复至正常水平[2]。

2.3.3 HUSB反应器

HUSB反应器共分为两格，型号为14.4 m×8 m×4.2 m，为强化泥水混合以及反应器布水均匀性，循环泵的流量为30 m3/h。

3 运行效果评价

3.1 污水处理效果

本文介绍的SBR系统建成后经过连续三个月的调试，通过连续观察、记录其中的污水处理效果，处理结果如表1所示。

表1 污水处理

3.2 运行过程分析

(1)在SBR系统运行过程中，HUSB反应器在运行期间维持着上升流速，可快速做到泥水混合，保证了水解效果，此时的流速范围约为1.0～1.5 m/h；在系统运行的在其阶段，所产生的废水量不足，所以在打开循环泵回流部分之后，保持反应器有稳定的上升流速，使污水与厌氧污泥之间充分混合。

(2)在运行初期，针对原水不足的情况，则可依托SBR技术的灵活性，并对系统的运行参数进行调整。同时运行期间选择了日间运行、夜间停止、间歇曝气的方法，避免SBR系统在低污泥负荷下运行，提高例能源利用效率，也能避免丝状菌过度生长问题。同时该设计方法也能显著缩短SBR池的进水时间，优化有机物的浓度梯度，为加快菌胶团细菌繁殖提供良好环境，这对于强化污水处理效果具有重要意义。

(3)在污水处理过程中可能会出现较大的水量波动，并且受多种因素的影响，进水有机物的浓度可能产生异常变化。例如浓度偏高的情况下会进一步增加SBR系统的负荷量，此时可以通过增加曝气量、延长曝气时间的方法强化处理效果。本次研究中也证实，该方法能够进一步加快菌胶团细菌的生长，取得理想的污水处理效果。

3.3 运行费用

运行费用是评价一种方法社会价值、经济价值的重要指标，在直接运行费用中，包括材料费用、电费等。本次SBR系统的装机容量约为110 kW，日耗电量约为722 kW·h，按照电价0.7元/kW·h的标准计算，则每日的电费约为505元。污水处理剂PAM的消耗量约为0.4 kg/d，价格为25 000元/t，约为0.001元/m3。因此在统计上述相关数据后，计算出本系统中污水处理的成本约为0.55～0.60元/m3，经济效益令人满意。

4 结语

在污水处理中，使用SBR技术能够进一步提高污水处理效果，本文的研究结果也证实，该方法的经济效益令人满意，并且能够显著改善污水的水质，处理后的水质符合排放标准，证明该方法具有先进性值得推广。