摘要：序批式活性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）是總結早在1914年就由英國學者Ardern和Locket發明了的水處理工藝。70年代初，總結美國Natre Dame 大學的總結R.Irvine 教授采用實驗室規模對SBR工藝進行了系統深入的研究，并于1980年在美國環保局（EPA）的總結資助下，在印第安那州的總結Culwer城改建并投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。SBR工藝的總結過程是按時序來運行的，一個操作過程分五個階段：進水、總結反應、總結沉淀、總結潷水、總結閑置。總結
關鍵詞：SBR工藝
序批式活性污泥法（SBR—Sequencing Batch Reactor）是總結早在1914年就由英國學者Ardern和Locket發明了的水處理工藝。70年代初，總結美國Natre Dame 大學的總結R.Irvine 教授采用實驗室規模對SBR工藝進行了系統深入的研究，并于1980年在美國環保局（EPA）的總結資助下，在印第安那州的Culwer城改建并投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。SBR工藝的過程是按時序來運行的，一個操作過程分五個階段：進水、反應、沉淀、潷水、閑置。
由于SBR在運行過程中，各階段的運行時間、反應器內混合液體積的變化以及運行狀態等都可以根據具體污水的性質、出水水質、出水質量與運行功能要求等靈活變化。對于SBR反應器來說，只是時序控制，無空間控制障礙，所以可以靈活控制。因此，SBR工藝發展速度極快，并衍生出許多種新型SBR處理工藝。
間歇式循環延時活性污泥法（ICEAS—Intermittent Cyclic Extended System）是在1968年由澳大利亞新威爾士大學與美國ABJ公司合作開發的。1976年世界上第一座ICEAS工藝污水廠投產運行。ICEAS與傳統SBR相比，最大特點是：在反應器進水端設一個預反應區，整個處理過程連續進水，間歇排水,無明顯的反應階段和閑置階段，因此處理費用比傳統SBR低。由于全過程連續進水，沉淀階段泥水分離差，限制了進水量。
好氧間歇系統（DAT-IAT—Demand Aeration Tank-Intermittent Tank）是由天津市政工程設計研究院提出的一種SBR新工藝。主體構筑物是由需氧池DAT池和間歇池IAT池組成，DAT池連續進水連續，其出水從中間墻進入IAT池，IAT池連續進水間歇排水。同時，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗沖擊能力強的特點，并有除磷脫氮功能。
循環式活性污泥法(CASS—Cyclic Activated Sludge System)是Gotonszy教授在ICEAS工藝的基礎上開發出來的,是SBR工藝的一種新形式。將ICEAS的預反應區用容積更小，設計更加合理優化的生物選擇器代替。通常CASS池分三個反應區：生物選擇器、缺氧區和好氧區，容積比一般為1：5：30。整個過程間歇運行，進水同時并污泥回流。該處理系統具有除氮脫磷功能。
UNITANK單元水池活性污泥處理系統是比利時SEGHERS公司提出的，它是SBR工藝的又一種變形。它集合了SBR工藝和氧化溝工藝的特點，一體化設計使整個系統連續進水連續出水，而單個池子相對為間歇進水間歇排水。此系統可以靈活的進行時間和空間控制，適當的增大水力停留時間，可以實現污水的脫氮除磷。
改良式序列間歇反應器（MSBR—Modified Sequencing Batch Reactor）是C,Y.Yang等人根據SBR技術特點結合A2-O工藝，研究開發的一種更為理想的污水處理系統。采用單池多方格方式，在恒定水位下連續運行。通常MSBR池分為主池、序批池1、序批池2、厭氧池A、厭氧池B、缺氧池、泥水分離池。
每個周期分為6個時段，每3個時段為一個半周期。一個半周期的運行狀況：污水首先進入厭氧池A脫氮，再進入厭氧池B除磷，進入主池好氧處理，然后進入序批池，兩個序批池交替運行（缺氧—好氧/沉淀—出水）。脫氮除磷能力更強。
SBR工藝優點
1、理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池內厭氧、好氧處于交替狀態，凈化效果好。
2、運行效果穩定，污水在理想的靜止狀態下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質好。
3、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。
4、工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整，運行靈活。
5、處理設備少，構造簡單，便于操作和維護管理。
6、反應池內存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。
7、SBR法系統本身也適合于組合式構造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造。
8、脫氮除磷，適當控制運行方式，實現好氧、缺氧、厭氧狀態交替，具有良好的脫氮除磷效果。
9、工藝流程簡單、造價低。主體設備只有一個序批式間歇反應器，無二沉池、污泥回流系統，調節池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。
SBR系統的適用范圍
由于上述技術特點，SBR系統進一步拓寬了活性污泥法的使用范圍。就近期的技術條件，SBR系統更適合以下情況：
1) 中小城鎮生活污水和廠礦企業的工業廢水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方。
2) 需要較高出水水質的地方，如風景游覽區、湖泊和港灣等，不但要去除有機物，還要求出水中除磷脫氮，防止河湖富營養化。
3) 水資源緊缺的地方。SBR系統可在生物處理后進行物化處理，不需要增加設施，便于水的回收利用。
4) 用地緊張的地方。
5) 對已建連續流污水處理廠的改造等。
6) 非常適合處理小水量，間歇排放的工業廢水與分散點源污染的治理。
SBR設計要點、主要參數
SBR設計要點
1、運行周期（T）的確定
SBR的運行周期由充水時間、反應時間、沉淀時間、排水排泥時間和閑置時間來確定。充水時間（tv）應有一個最優值。如上所述，充水時間應根據具體的水質及運行過程中所采用的方式來確定。當采用限量方式及進水中污染物的濃度較高時，充水時間應適當取長一些；當采用非限量方式及進水中污染物的濃度較低時，充水時間可適當取短一些。充水時間一般取1～4ｈ。反應時間（tR）是確定SBR 反應器容積的一個非常主要的工藝設計參數，其數值的確定同樣取決于運行過程中污水的性質、反應器中污泥的濃度及方式等因素。對于生活污水類易處理廢水，反應時間可以取短一些，反之對含有難降解物質或有毒物質的廢水，反應時間可適當取長一些。一般在2～8h。沉淀排水時間（tS+D）一般按2～4h設計。閑置時間（tE）一般按2h設計。一個周期所需時間tC≥tR﹢tS﹢tD ，周期數 n﹦24／tC
2、反應池容積的計算
假設每個系列的污水量為q，則在每個周期進入各反應池的污水量為q/n·N。各反應池的容積為：
V:各反應池的容量
1/m：排出比
n：周期數（周期/d）
N:每一系列的反應池數量
q：每一系列的污水進水量（設計最大日污水量）（m3/d）
3、系統
序批式活性污泥法中，裝置的能力應是在規定的時間內能供給的需氧量，在設計中，高負荷運行時每單位進水BOD為0.5～1.5kgO2/kgBOD，低負荷運行時為1.5～2.5kgO2/kgBOD。
在序批式活性污泥法中，由于在同一反應池內進行活性污泥的和沉淀，裝置必須是不易堵塞的，同時考慮反應池的攪拌性能。常用的系統有氣液混合噴射式、機械攪拌式、穿孔管、微孔器，一般選射流，因其在不時尚有混合作用，同時避免堵塞。
4、排水系統
⑴上清液排除出裝置應能在設定的排水時間內，活性污泥不發生上浮的情況下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。
⑵為預防上清液排出裝置的故障，應設置事故用排水裝置。
⑶在上清液排出裝置中，應設有防浮渣流出的機構。
序批式活性污泥的排出裝置在沉淀排水期，應排出與活性污泥分離的上清液，并且具備以下的特征：
1) 應能既不擾動沉淀的污泥，又不會使污泥上浮，按規定的流量排出上清液。（定量排水）
2) 為獲得分離后清澄的處理水，集水機構應盡量靠近水面，并可隨上清液排出后的水位變化而進行排水。（追隨水位的性能）
3) 排水及停止排水的動作應平穩進行，動作準確，持久可靠。（可靠性）
排水裝置的結構形式，根據升降的方式的不同，有浮子式、機械式和不作升降的固定式。
5、排泥設備
設計污泥干固體量=設計污水量×設計進水SS濃度×污泥產率／1000 ，在高負荷運行（0.1～0.4 kg-BOD/kg-ss·d）時污泥產量以每流入1 kgSS產生1 kg計算，在低負荷運行（0.03～0.1 kg-BOD/kg-ss·d）時以每流入1 kgSS產生0.75 kg計算。
在反應池中設置簡易的污泥濃縮槽，能夠獲得2～3%的濃縮污泥。由于序批式活性污泥法不設初沉池，易流入較多的雜物，污泥泵應采用不易堵塞的泵型。
SBR設計主要參數
序批式活性污泥法的設計參數，必須考慮處理廠的地域特性和設計條件（用地面積、維護管理、處理水質指標等）適當的確定。
用于設施設計的設計參數應以下值為準：
項 目 參 數
BOD-SS負荷(kg-BOD/kg-ss·d) 0.03～0.4
MLSS(mg/l) 1500～5000
排出比(1/m) 1/2～1/6
安全高度ε(cm)(活性污泥界面以上的最小水深) 50以上
序批式活性污泥法是一種根據有機負荷的不同而從低負荷（相當于氧化溝法）到高負荷（相當于標準活性污泥法）的范圍內都可以運行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS負荷，由于將時間作為反應時間來考慮，定義公式如下：
QS：污水進水量（m3/d）
CS：進水的平均BOD5(mg/l)
CA：池內混合液平均MLSS濃度(mg/l)
V：池容積
e：時間比 e=n·TA/24
n:周期數 TA:一個周期的時間
序批式活性污泥法的負荷條件是根據每個周期內，反應池容積對污水進水量之比和每日的周期數來決定，此外，在序批式活性污泥法中，因池內容易保持較好的MLSS濃度，所以通過MLSS濃度的變化，也可調節有機物負荷。進一步說，由于時間容易調節，故通過改變時間，也可調節有機物負荷。
在脫氮和脫硫為對象時，除了有機物負荷之外，還必須對排出比、周期數、每日時間等進行研究。
在用地面積受限制的設施中，適宜于高負荷運行，進水流量小負荷變化大的小規模設施中，最好是低負荷運行。因此，有效的方式是在投產初期按低負荷運行，而隨著水量的增加，也可按高負荷運行。
不同負荷條件下的特征
有機物負荷條件（進水條件） 高負荷運行 低負荷運行
間歇進水 間歇進水、連續
運行條件BOD-SS負荷（kg-BOD/kg-ss·d）0.1～0.4 0.03～0.1
周期數大（3～4） 小（2～3）
排出比大小
處理特性有機物去除 處理水BOD<20mg/l 去除率比較高
脫氮較低高
脫磷高較低
污泥產量多少
維護管理 抗負荷變化性能比低負荷差 對負荷變化的適應性強，運行的靈活性強
用地面積 反應池容積小，省地 反應池容積較大
適用范圍 能有效地處理中等規模以上的污水，適用于處理規模約為2000m3/d以上的設施 適用于小型污水處理廠，處理規模約為2000m3/d以下，適用于不需要脫氮的設施
SBR設計需特別注意的問題
（一）主要設施與設備
1、設施的組成
本法原則上不設初次沉淀池，本法應用于小型污水處理廠的主要原因是設施較簡單和維護管理較為集中。為適應流量的變化，反應池的容積應留有余量或采用設定運行周期等方法。但是，對于游覽地等流量變化很大的場合，應根據維護管理和經濟條件，研究流量調節池的設置。
2、反應池
反應池的形式為完全混合型，反應池十分緊湊，占地很少。形狀以矩形為準，池寬與池長之比大約為1：1～1：2，水深4～6米。
反應池水深過深，基于以下理由是不經濟的：①如果反應池的水深大，排出水的深度相應增大，則固液分離所需的沉淀時間就會增加。②專用的上清液排出裝置受到結構上的限制，上清液排出水的深度不能過深。
反應池水深過淺，基于以下理由是不希望的：①在排水期間，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能過深。②與其他相同BOD—SS負荷的處理方式相比，其優點是用地面積較少。
反應池的數量，考慮清洗和檢修等情況，原則上設2個以上。在規模較小或投產初期污水量較小時，也可建一個池。
