SBR工藝脫氮除磷淺談

李麗麗

（山西正陽(yáng)污水凈化有限公司 山西榆次 030600）

SBR工藝脫氮除磷淺談

李麗麗

（山西正陽(yáng)污水凈化有限公司 山西榆次 030600）

城市排水中通常含有大量的磷、氮等物質(zhì)，而這些物質(zhì)會(huì)對(duì)水資源產(chǎn)生極大的污染，不符合環(huán)境保護(hù)的原則。為了提高污水處理的效果，許多城市的污水處理廠都采用了SBR工藝，尤其是在一些中小城市中，SBR脫氮工藝除磷工藝獲得了廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)中小城市中的污水處理特點(diǎn)和類型進(jìn)行了分析，并對(duì)該工藝的使用現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，對(duì)其中存在的問題也提出了相應(yīng)的解決措施。

SBR工藝；脫氮除磷；工程設(shè)計(jì)

污水處理技術(shù)于上個(gè)世紀(jì)末開始應(yīng)用，但當(dāng)時(shí)的處理工藝較為簡(jiǎn)單，在設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用上也較低。隨著技術(shù)和設(shè)備的不斷發(fā)展，污水處理技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且形成了完善的處理流程和處理工藝。當(dāng)前在污水處理技術(shù)中使用較為廣泛的是SBR技術(shù)。SBR技術(shù)具有靈活性高、處理效率好等特點(diǎn)，并通過溫度、酸堿度等達(dá)到處理效果的優(yōu)化。下文中將對(duì)SBR的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1 污水處理工藝的發(fā)展

污水處理的對(duì)象主要是處于溶解狀態(tài)或膠著狀態(tài)的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)。污水處理的原理是通過生物、物理、化學(xué)等方式的處理，將這些污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無(wú)污染的物質(zhì)。最常使用的污水處理方式的生物處理方式，就是通過微生物的新陳代謝將一些有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物質(zhì)，從而提高水質(zhì)。這些微生物質(zhì)包括好氧細(xì)菌、厭氧細(xì)菌等。生物處理的方式具有效率高、副作用少、成本低等特點(diǎn)，在多種類型的污水處理工程中都可以進(jìn)行應(yīng)用，其中在工業(yè)污水的處理中具有最好的效果。按照微生物在污水中的生存狀態(tài)，可以將污水的生物處理分為附著生長(zhǎng)工藝和懸浮生長(zhǎng)工藝兩種類型。這兩種處理方式采用的是不同的處理設(shè)備。在附著生長(zhǎng)工藝中主要使用的是生物膜，使用時(shí)需要將微生物附著在生物膜上進(jìn)行培養(yǎng)，在微生物數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí)就可以進(jìn)行污水處理的過程。在懸浮生長(zhǎng)工藝中采用的是活性污泥。在這種處理方式中，微生物被置于活性污泥中，以懸浮的狀態(tài)進(jìn)行培育生長(zhǎng)。另外，根據(jù)微生物的厭氧和好氧類型可以將污水的生物處理分為好氧法和厭氧法兩種類型。

2 污水處理工藝中存在的問題

在人們的日常生活和生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)各種類型的生活污水和工藝污水。與其他國(guó)家相比，我國(guó)在污水的排放量上較大，每年全國(guó)的污水排放量可以達(dá)到416×108m3，其中工業(yè)污水的排放量占到了一半以上。對(duì)于這類污水，我國(guó)的傳統(tǒng)工藝采用的是生物處理的方式，處理的目的主要是減少污水中的COD和BOD5指標(biāo)，即含碳有機(jī)物和固體懸浮顆粒的含量，但對(duì)于氮、磷等容易造成水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化污染的物質(zhì)卻沒有進(jìn)行充分的考慮。因此，在傳統(tǒng)的生物處理工藝中，COD和BOD5的去除率可以達(dá)到90%以上，但碳和氮的去除率卻很低。再加上近年來(lái)農(nóng)業(yè)化肥、洗滌劑等的使用量不斷增加，污水中氮、磷的含量在不斷的升高，對(duì)環(huán)境的污染也明顯加劇了。近兩年，湖泊、河流中水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化污染的現(xiàn)象頻繁發(fā)生，浮游生物的大量繁殖造成了水質(zhì)的污染和破壞，給人們的飲用水和工業(yè)生產(chǎn)都造成了很大的障礙。當(dāng)水中的浮游生物過多時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，對(duì)水的酸堿度產(chǎn)生影響。當(dāng)水質(zhì)的酸堿失衡時(shí)，一些水生生物的存活就會(huì)受到威脅。由此可以看出，控制水質(zhì)中的氮、磷含量具有重要的意義。

3 SBR工藝的特點(diǎn)

SBR是序列間歇式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess)的簡(jiǎn)稱，是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱SBR。與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比，SBR技術(shù)的特點(diǎn)在于它采用的是間隔性的污水處理操作方式而非空間分隔的操作方式，并且用非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。由于這種特殊的處理方式，使得SBR工藝具有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）生化反應(yīng)速率快、效率高、處理效果好。（2）反應(yīng)過程較為穩(wěn)定，污染物沉降速度快、處理完成后的水質(zhì)較好。（3）對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，有較強(qiáng)的耐沖力，能夠?qū)Ω鞣N類型的污水進(jìn)行良好的處理。（4）操作流程的靈活性較大。在操作過程中可以根據(jù)實(shí)際的需要對(duì)設(shè)備、工序等進(jìn)行選擇和調(diào)整。（5）涉及到的設(shè)備、工藝較為簡(jiǎn)單。主體設(shè)備只有一個(gè)序批式間歇反應(yīng)器，無(wú)二沉池、

污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。正是由于SBR工藝的優(yōu)點(diǎn)，這種污水處理方式在近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。截至目前，我國(guó)已有上百所基于SBR污水處理技術(shù)的污水處理廠正在建設(shè)中，對(duì)于一些施工細(xì)節(jié)也進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化和升級(jí)。SBR工藝的操作流程示如圖1所示。

圖1 SBR工藝的操作流程示意圖

4 SBR工藝的適用范圍

SBR工藝的適用范圍十分廣泛，大致可以分為以下幾個(gè)方面。首先是中小城市生活污水和工業(yè)廢水的處理。這類污水的流量變化通常較大，通過SBR工藝的處理可以達(dá)到較好的效果。其次是對(duì)水質(zhì)要求較高的領(lǐng)域，如一些風(fēng)景區(qū)、保護(hù)區(qū)等，不僅要有效控制水質(zhì)中的氮、磷含量，還要確保水質(zhì)的整體澄澈度。再次是水資源短缺的地區(qū)。由于SBR的處理效率較高，設(shè)備也較為簡(jiǎn)單，

能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成凈水工作，盡快為缺水地區(qū)提供水源，是一種非常理想的應(yīng)急處理措施。SBR技術(shù)也非常適合處理小水量，間歇排放的工業(yè)廢水與分散點(diǎn)源污染的治理。

5 SBR脫氮除磷技術(shù)的發(fā)展方向

在自然界存在著氮循環(huán)的自然現(xiàn)象。廢水的生物脫氮處理過程，實(shí)際上是將氮在自然界中循環(huán)的基本原理應(yīng)用于廢水生物處理，并借助于不同微生物的共同協(xié)調(diào)作用以及合理的人為運(yùn)行控在傳統(tǒng)的污水處理工藝中，脫氮和除磷的過程是不能同時(shí)進(jìn)行的。但SBR技術(shù)的應(yīng)用卻有效的解決了這一問題。要實(shí)現(xiàn)脫氮和除磷的同時(shí)展開就必須確保反應(yīng)器中同時(shí)存在缺氧和有氧兩種狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)這一狀態(tài)的關(guān)鍵是控制好DO的含量。有專家根據(jù)SBR脫氮除磷技術(shù)的要點(diǎn)，研制出了亞硝酸型生物脫氮技術(shù)。這種脫氮技術(shù)能夠進(jìn)一步提高脫氮的效率，并減少能源的損耗，此外，這種脫氮技術(shù)使用的設(shè)備較為簡(jiǎn)單，體積小，便于管理和維護(hù)。這種脫氮技術(shù)的原理是應(yīng)用了硝化過程的反硝化控制。反硝化菌是異養(yǎng)兼性厭氧菌，只有在無(wú)分子氧而同時(shí)存在硝酸和亞硝酸離子的條件下，它們才能夠利用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使硝酸鹽還原。如反應(yīng)器內(nèi)溶解氧較高，將使反硝化菌利用氧進(jìn)行呼吸當(dāng)前。反硝化反應(yīng)的適宜溫度是20℃～40℃，低于15℃時(shí)，反硝化菌的增殖速率降低，代謝速率也降低，從而降低反硝化速率。這種技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)階段，但在硝化細(xì)菌的培養(yǎng)和控制上已經(jīng)取得了一定的成果。

另一種處于實(shí)驗(yàn)階段的處理技術(shù)是生物除磷技術(shù)。微生物在處于缺氧狀態(tài)時(shí)，能夠起到很好的除磷作用。其除磷的過程主要可以分為厭氧和好氧兩個(gè)階段。在厭氧階段，微生物吸收水中的有機(jī)物，并將其分解為腺苷、無(wú)機(jī)酸等一些無(wú)機(jī)物質(zhì)。在好氧階段，微生物又可以重新利用先前分解的無(wú)機(jī)物，合成生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。SBR工藝中脫氮與除磷之間的關(guān)系較為復(fù)雜，這主要是因?yàn)榛钚晕勰嘀芯N種群的多樣性而造成的，當(dāng)不同的菌群占優(yōu)勢(shì)時(shí)，表現(xiàn)的規(guī)律不盡相同。

6 結(jié)語(yǔ)

較好地指導(dǎo)了SBR工藝的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)，應(yīng)用到具體工程的設(shè)計(jì)。從技術(shù)上，SBR工藝可以實(shí)現(xiàn)生活污水有機(jī)污染物的有效去除，污水處理后達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-96)中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，是小規(guī)模污水實(shí)現(xiàn)高效處理的一個(gè)切實(shí)可行的途徑。從經(jīng)濟(jì)上，建設(shè)投資少，占地面積小，管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠且處理成本降低，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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李麗麗（1986—），女，甘肅天水人，大學(xué)本科，初級(jí)職稱，主要從事環(huán)境工程研究。