三種SBR改進型污水處理工藝特點及應用效果分析

黃 慶

（南寧六和環保有限責任公司 廣西南寧 530000）

0 引言

隨著城市化和工業化進程的加快，城市生活污水的污染問題日益受到人們的關注。據統計,截止2011年底，全國廢水排放總量為652.1億噸，化學需氧量排放總量為2499.9萬噸（見表1）。

表1 :2011年全國廢水中主要污染物排放量

這些污水中很大一部分是沒有經過有效處理而直接排入江河湖澤之中,導致水環境受到不同程度的污染。2012年,我國十大流域的694個國控監測斷面中，劣Ⅴ類水質比例占10.4%，基本喪失水體功能。水質狀況較為嚴峻。

sequncing batch reactor，簡稱SBR法，最早是由英國學者Ardern和Lockett在1914年提。它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，主要特征是運行上能夠做到有序和間歇操作，整個運行過程分進水期、反應期、沉降期、排水期和閑置期。我國近年來對SBR的研究和應用開展迅速，1985年在上海市政設計院為上海吳淞肉聯廠設計了我國第一座SBR廢水處理設施。近些年該項工藝已成功地應用于農產品加工廢水、屠宰廢水、啤酒廢水、化工廢水、制藥廢水和印染廢水等的處理，證明SBR是一種性能穩定的處理方法[1]。與傳統的活性污泥法相比，SBR工藝在裝置構成、經濟性、反應效率等方面展現出明顯優勢（見表2）。

表2：SBR工藝與傳統活性污泥法比較

1 新型SBR工藝

傳統的SBR工藝形式具有一定的局限性，例如，在進水流量較大時，需要調節反映系統，相應的就會增加投資；而且對出水水質也有一些特殊要求，在開展除磷、脫氮等工藝時需要對SBR工藝進行改進才能保證高效運行。近年來，人們在實踐中探索出了一些新的SBR工藝類型。

1.1 ICEAS工藝（Intermittent Cyclic Extended Activated Sludge）

ICEAS工藝，即間歇式循環延時曝氣活性污泥法。是20世紀80年代初在澳大利亞發展起來，1976年建成世界上第一座ICEAS污水處理廠，隨后在日本、美國、加拿大、澳大利亞等地得到推廣應用[2]。目前，在我國應用也逐漸被推廣開來。

與SBR工藝相比的話，ICEAS工藝具有其最大特點便是：

﹡沉淀特性不同：ICEAS沉淀時會受到時水擾動，因此，實踐中為了減少進水給其帶來的擾動影響，大多會把池子設計為長方形，這樣就會讓出水近乎平流沉淀池。

﹡連續性進水和排水的間歇性：ICEAS最大的特點是在SBR反應器前添加了生物選擇器，實現了包括沉淀期、排水期間仍能做到連續的進水，間歇排水，這樣就會使運行操作系統大為簡便，方便實際操作和運行，適用于較大規模的污水處理。

潘建良[3]等通過對上海市寶山區揚江居住區污水處理站運用ICEAS工藝日處理6000t污水研究后發現，與傳統法相比:

大大減少設備的管理和維修時間；減少構筑物相連管道及輔助設備、儀表等，投資和占地面積大大減少；自動化程度高，安全可靠；CODcr、BOD5、NH3-N、SS等水質指標去除率分別達到了91%、95%、90%、87%，非常適合住宅小區污水處理。但在理想推流效能和污泥膨脹的控制方面，由于是連續性進水，ICEAS沒有了SBR的理想推流和對難降解物質去除效果好的優點。

1.2 CAST工藝（Cyclic Activated Sludge Technology）

CAST工藝是傳統SBR工藝的改進型，最早是美國Goronszy教授提出來的，這種工藝的核心是在間歇式反應器中按曝氣和不曝氣交替運行，把生物反應和泥水分離過程集中在一個池子里面完成。在廢水處理的應用實踐中發現這種工藝能夠利用微生物在不同生物環境條件下的變化能力，更好地進行城市污水的生物脫氮除磷處理，因此近年來CAST工藝得到了更加廣泛的應用[4][5]。

與SBR工藝相比的話，CAST工藝最大特點便是：

﹡生物選擇器：生物選擇器和回流污泥使得CAST工藝能夠充分的讓活性污泥不斷地在選擇器中經歷高負荷運行，能夠抑制絲狀菌生長和繁殖；

﹡泥水分離：由于CAST工藝在沉淀階段不進水，能夠使得污泥在沉降過程中不受進水干擾，保持在靜止環境下進行，泥水分離效果較好。

﹡污泥回流：CAST與SBR、ICEAS最大的不同就是在于其在沉淀階段不進水，而且還增加了污泥回流，其脫磷除磷效果很好，但工藝較為復雜。

臨海市城市污水處理廠項目[6]采用的便是CAST工藝（見圖2），設計污水處理能力為12萬t/d。該工藝具有:

CAST工藝污泥活性高，易沉降；與常規工藝相比可節省30%的占地面積；鼓風機、潷水器等均由PLC控制完成，管理簡單；CAST工藝總氮和總磷的去除率達80%以上，除磷脫氮效果好；耐沖擊負荷，出水水質好等優點。該工藝不足之處是間歇周期運行對自控要求較高；變水位運行，電耗增大；容積利用率較低；污泥的穩定性沒有厭氧消化好。

1.3 CASS工藝（Cyclic Activated Sludge System）

CASS工藝，即周期循環活性污泥法，該污水處理工藝是目前國內外公認的較為先進的一種工藝。它是在間歇式活性污泥法（ICEAS）基礎上開發出來的，在反應池的前部設置了生物選擇區，后部設置了可升降的自動潷水裝置（見圖3）。

該工藝具有:

﹡周期：CASS工藝運行過程包含了進水—曝氣、停止曝氣—沉淀（泥水分離）、潷水—排泥和閑置—恢復污泥活性4個階段為一個周期；

﹡主反應區：在CASS工藝中，主反應區是去除有機底物的主要場所，在實際運用過程中通常是控制主反應區的曝氣強度使反應區的主體溶液處于好氧狀態，進而實現降解有機物的效果。

﹡CASS池：CASS池分為生物選擇器、缺氧區、好氧區三個反應區。

李志明[7]通過對某城市污水處理廠(首期規模為2萬m3/d)使用CASS工藝研究后發現，該工藝對于BOD5、CODcr、SS、TN、NH3-N、TP的去除率分別達到了91.2%、91.0%、94.6%、55.1%、60.9%、85.8%。而且整個工藝流程操作簡單，運行靈活，可靠性好，適用范圍廣，占地少，投資低，自控程度高、運行費用也較低等優勢，尤其適合分期建設的污水處理項目。但其不足是構造相對SBR復雜，多適用于中小型污水處理站，低溫情況下對其運行有影響。

2 結語

SBR改進型工藝中除了上述三種較為典型，現實應用較為廣泛之外，還有序批式生物膜反應器（BSBR）、連續進水分離式周期循環延時曝氣工藝（IDEA）、UNITANK工藝、ASBR工藝、PAC-SBR工藝等等。實踐證明，采用SBR工藝處理污水具有有機物去除率高、效果好等優點，結合其新工藝的應用會對提高污水處理經濟效益和社會效益具有積極效果。這需要廣大環保工作者在實際中努力探索創新，讓更多新的工藝為人類服務。

[1]劉文勝，楊云龍.淺議SBR法（序批式活性污泥法），科技情報開發與經濟[J]2006,1（1）：159-160

[2]汪大輝，雷樂成.水處理新技術及工程設計[M]北京：化學工業出版社，2001

[3]潘建良，李道棠.ICEAS工藝技術在住宅區污水處理中的應用[J]住宅科技，2003（6）:43-45

[4]高俊發，王社平.污水處理廠工藝設計手冊[M]:北京：化學工業出版社，2003

[5]王寶貞，王琳.水污染治理新技術：新工藝、新概念、新理論[M]:北京：科學出版社，2004

[6]張小明，童慧娟，王強.等.SBR改進型CAST工藝處理城市污水[J]浙江冶金2005(2):26-29

[7]李志明.CASS工藝處理城市污水[J].廣東化工，2011，38（3）：168-171