沈耀良，趙丹?
（蘇州城建環(huán)保學院，江蘇蘇州215011） 摘要：根據(jù)SBR工藝的特征及氮、磷去除的機理，介紹了提高SBR工藝脫氮除磷效能的改進運行方式，并對該工藝運行中排水及排泥等的合理控制進行了分析 。?
關鍵詞：SBR；脫氮除磷；運行控制?
中圖分類號：X505
文獻標識碼：B
文章編號：1000-4602(2000)07-0023-03 基金項目：江蘇省"青藍工程" 跨世紀學術帶頭人資助項目 在目前的研究和實際應用中，SBR工藝大多以基本運行方式進行設計和運行控制，當要求 同時進行有機物、氮和磷的去除時，基本的運行方式雖在有機物的去除方面可達到較為滿意 的處理效果，但由于脫氮和除磷所需的環(huán)境條件不同及脫氮和除磷過程中所需基質的不同及 產(chǎn)物間彼此的相互影響，往往使SBR工藝難以達到有效和理想的脫氮除磷效果。主要表現(xiàn)在 以下幾個方面：①對脫氮除磷處理要求而言，SBR工藝的基本運行方式雖充分考慮了進水基 質濃度及有毒有害物質對處理效果的影響而采取了靈活的進水方式，如非限量曝氣等，提高 了工藝對沖擊負荷的適應性，但由于這種考慮與脫氮或除磷所需的環(huán)境條件相左，因而在實際運行中往往削弱脫氮或除磷的效果。就除磷而言，采用非限量或半限量進水方式，將影響 磷的釋放；對脫氮而言，則將影響硝態(tài)氮的反硝化作用而影響脫氮效果。②雖在SBR的整個運行過程中有厭氧(或缺氧)與好氧環(huán)境的交替，使沉淀、排水及排泥階段的污泥可處于良好 的厭氧或缺氧狀態(tài)，但因此時反應器中的有機底物已所剩無幾，因而無論是對于反硝化還是 聚磷菌的磷釋放，都不具備足夠的或易為聚磷菌所利用的有機底物。③基本運行方式中的一 個運行周期內(nèi)各階段的工作是按時間序列進行的，其中沉淀→排水→排泥的操作過程對保證 處理出水中的低磷濃度有極為不利的影響。因其中沉淀和排水階段所需的時間一般為2 h左右［1、2］，此時污泥處于厭氧或缺氧的狀態(tài)，因而將使污泥中的部分磷提前釋放而 影響出水中磷的濃度。這些問題即是該工藝在實際應用中存在脫氮或除磷效果達不到設計要 求的主要原因所在。? 1 改進運行方式? 1?1 具有脫氮功能的改進運行方式? 根據(jù)以上分析，提出如圖1所示的改進運行方式。 
與SBR的基本運行方式相比，改進后的SBR工藝運行方式中，增加了停曝攪拌階段。在停曝攪拌階段，雖經(jīng)曝氣后的混合液中有機底物已基本被氧化，反硝化作用并不十分顯著，但與基本運行方式相比，由于其全部混合液均進行反硝化，因而十分有利于總體脫氮效果的提 高。一般而言，這種運行方式可使脫氮總效率提高70%～80%。此外，為保證良好的脫氮效果，建議在進水階段采用限量或半限量曝氣的方式，而不宜采用非限量的曝氣方式。
在此工藝的運行過程中，為獲得良好的脫氮效果，應保持足夠的曝氣時間以獲得充分的硝化效果，因而其運行周期一般較長，宜根據(jù)水質將其控制在10～16h。?
1?2具有除磷功能的改進運行方式
圖2所示為改進的提高除磷效果的SBR運行方式。 
在進水階段，需嚴格采用限量曝氣的操作方式，以使污泥在厭氧條件下充分利用進水中的基質進行磷的充分釋放。在該階段，需設置攪拌裝置進行良好的攪拌，使進水與前一周期留 在反應器內(nèi)的污泥充分混合接觸，并控制良好的厭氧環(huán)境(DO≯0.2mg/L)。將曝氣階段后的沉淀、排水和排泥三個階段作時序和操作方式的改進，變沉淀→排水→排泥為沉淀排泥→排水的運行方式，即在沉淀階段的同時進行排泥的操作，而將排水階段作為最后一道工序進行。這樣改進的目的，在于進行及時的排泥，防止在20h左右的沉淀和排水期內(nèi)污泥中 的磷提前釋放，使聚磷菌在釋磷之前便以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)，從而保證處理出水水質。?
此外，以此方式運行時應合理控制曝氣時間，控制硝化的過度發(fā)生并在反應器中積累而影響磷在厭氧階段的釋放，其運行周期一般應控制在6～10h之間。按此方式運行的SBR工藝，一 般可獲得90%以上的除磷效果。
1?3具有脫氮除磷功能的改進運行方式
同時獲得脫氮和除磷效果是實際工程中經(jīng)常遇到的問題。由于SBR法是在一個反應器中的不 同運行階段完成脫氮和除磷的不同過程的，因而為獲得良好的處理效果，進行合理的運行控 制便顯得尤為重要。圖3所示為考慮脫氮和除磷所需運行條件而提出的SBR改進運行方式。 
為保證磷在厭氧階段的充分釋放，進水期采用限量曝氣-攪拌的方式，同時嚴格控制DO≯02 mg/L。曝氣階段除進行有機物的分解外，需保證硝化和攝磷的運行條件，需有足夠的運行時間。在曝氣階段結束后，為保證良好的脫氮效果，增加一道停曝攪拌過程，在此階 段進行反硝化作用。由于此時混合液中含有較高濃度的NO3--N，因而磷的提前釋放將受到抑制。此階段歷時一般為20h以上，時間延長，一方面可提高脫氮效率，另一方面可降低進水階段混合液中NO3--N濃度，利于磷的充分釋放。為防止在沉淀階段發(fā)生磷的提前釋放問題，同樣將排泥階段與沉淀階段同時進行，而將排水階段置后。?
此運行方式中，需有足夠的曝氣時間，但應將排泥和排水階段控制在較短的時間內(nèi)完成。工藝運行的周期一般為10～14h。 2 SBR工藝的運行控制 SBR工藝運行中經(jīng)常遇到的問題是如何合理地控制排水和排泥問題，常因排水速度、水位控制及排泥量的掌握不當而發(fā)生出水中SS過高或泥齡不合適等問題。對脫氮和除磷而言，出水中SS和泥齡的控制是十分重要的。
2?1排水量的合理控制?
合理控制排水不僅可充分利用反應器的有效容積，而且是控制出水SS的關鍵。若排水過多或 排水速度過快，則將因在排水后期出水中夾帶較多的SS，從而不僅影響有機物的處理效果而 且影響磷的處理效果。研究表明［3］，如果污泥中的含磷量以6%計(一般為6%～8%) ，若SS升高10mg/L，將使出水中磷濃度升高0.6mg/L(見圖4)。  ?
為控制合理的排水量，需確定合理的排水深度。最優(yōu)排水深度h可用下式計算： h=H·(1-SVI·MLSS/106)-△h 式中 H——反應器工作深度
△h—緩沖高度（一般取0.1～0.2m）
SVI—污泥容積指數(shù)
MLSS—混合液污泥濃度 由式(1)可知，排水深度不僅與工作深度有關，還與污泥的濃度和特性有關，因而宜在運行 過程中及時分析上述參數(shù)，以確定h。如某SBR工藝的工作深度為55m，MLSS為3000mg/L，所測定污泥的SVI為100，若Δh考慮0.15m，則其排水高度應為37m(如圖5所示 )。 
2.2 排泥量的合理控制
SBR工藝的排泥量（Qw——每一運行周期所排剩余污泥量，m3） 一般按泥齡（θ）進行控制，可用下式進行計算： Qw=(T/24)·(H-h)/H·(V/θ) 式中 T——運行周期
V——反應器有效容積 如某SBR反應器的有效容積為4500m3，運行周期為10h，反應器工作深度為55m，MLSS為3000mg/L，SVI為100，若設計泥齡為8d，則每運行周期間的排泥量應為76.7m3。
2?3強化脫氮除磷效果的其他措施
SBR反應器通常是一個充放式的單空間反應器，厭氧(或缺氧)及好氧反應過程均在同一區(qū)間 的不同時間段內(nèi)進行，這不僅使進水基質及污泥在大空間內(nèi)混合而削弱了其實現(xiàn)特定處理目 標所需的濃度梯度，而不同微生物的同時并存也影響了處理效果。因而通過SBR反應器空間 結 構的改進，使污泥在較小的空間內(nèi)與進水混合［4］，使不同的反應過程在反應器的不同區(qū)間內(nèi)連續(xù)進行，無疑可控制良好的運行條件和改善處理效果。?
根據(jù)反硝化和磷釋放的原理及所需的環(huán)境條件可知，在SBR反應器內(nèi)設一個1h左右的 空間將混合液回流至該區(qū)域或分隔一個停留時間為30min左右的小區(qū)間(選擇器)，使進水與回流污泥混合接觸，可控制良好的脫氮或除磷效果。目前，在實際工程中已有如ICEAS及CASS(CAST )等SBR的改進工藝［5、6］，即是從不同的處理目標出發(fā)而開發(fā)的。因而在實際工程應用中，不應忽視濃度梯度對處理效果的影響(如高的濃度梯度可促進基質被微生物的快速利用，從而強化磷的釋放和反硝化作用等)。? 3 結語 考慮脫氮的SBR工藝時，在曝氣和沉淀階段之間增加一個停曝攪拌階段，可強化反硝化作 用；考慮除磷的SBR工藝時，除要求以限量曝氣的方式運行外，還可改變沉淀、排水和排泥的運行程序和操作方式，以防止磷的提前釋放；同樣，在同時脫氮除磷的SBR工藝中，須結合前述兩者的運行要求進行運行方式的合理設計和控制。合理的排水和排泥量的控制，對保證處理效果有重要的影響，必須加以注意。 參考文獻：
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收稿日期：2000-02-05 | 
