污水处理SBR技术发展的探索分析

　改革开放以来，我国工农业生产突飞猛进，城镇水资源短缺，水体污染成为亟待解决的问题。
近年来，由于政府的高度重视，我国的污水处理事业得到了长足的发展，正在以前所未有的速度推进城市污水处理工程的建设，有数百座污水处理厂正在工程设计和建设中，预计到2010年，我国要新建城市污水处理厂1000余座，污水厂的投资将达1800亿元。在这一进程中，城市如何根据实际情况优选“最适用”的污水处理工艺，将是工程界面临的首要问题。本文对国内已经实际运行的几种主要新工艺，作简单的介绍和比较，并着重介绍了近年来发展的城市污水处理SBR技术发展。
1、SBR法
SBR法是序列间歇式活性污泥法(SequencingBatch Reactor)的简称，一种按间歇曝气方式运行的活性污泥处理技术，又称序批式活性污泥法。1898年英国工程师Thomas Warcue首次发现间歇式运转的工艺，自1979年以来，在美国、德国、日本、等工业发达国家的污水处理领域得到广泛运用。它的两种主要变形工艺是间歇式循环延时活性污泥工艺(ICEAS)和循环式活性污泥工艺(CAST)。
SBR法是采用连续进水间歇曝气工艺，SBR法近几年来在国内外得到了深入的研究与广泛的应用，它具有工艺流程简单，可省去调节池与二沉池及其污泥回流设备，去除有机物速率快，静止沉淀的效率高，能处理高浓度有毒工业废水，抗冲击负荷能力强，不易污泥膨胀等优点。采用连续进水间歇曝气工艺处理城市污水具有造价低的优点。
SBR技术是进水一排水间歇式活性污泥法的改进型，采用时间分割替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是运行的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。SBR工艺的这些特殊性使其具有流程较简单、造价较低、运行方式灵活、适应性强等特点，可以实现高浓度进水、高容积负荷和高去除率，在处理高浓度有机废水方面独具特色，而且对氮、磷、硫的脱除效果好，特别适合浓度高、排放量小的各种工业有机废水，如化工、造纸、印染等，同时也适合应用于对出水水质要求较高、水量水质波动较大的旅游城市的污水处理。
2、ICEAS法
ICEAS法是SBR法的第二代变型和发展。这种改良型SBR工艺，能在一个反应池中进行连续进水、生物氧化、硝化、反硝化、固液分离等。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了一种“采用间歇反应器体系的连续进水，周期排水，延时曝气好氧活性污泥工艺”，简称ICEAS工艺。1976年建成世界上第一座ICEAS工艺污水处理厂，随后在日、美、加、澳等国得到了广泛的应用。1988年澳大利亚的BHP公司利用计算机技术的支持，使该工艺得到进一步发展和推广，成为目前电脑控制系统最先进的生物除磷、脱氮处理工艺。ICEAS工艺把传统的SBR工艺由进水、反应、沉淀、出水和闲置5个阶段，变成反应、沉淀和滗水3个阶段。ICEAS工艺与传统的SBR法相比，其特点是在反应器的进水端增加了一个
预反应区，运行方式为连续进水，间歇排水，没有明显的反应阶段和闲置阶段。这种系统在处理市政污水和工业废水方面比传统的SBR系统费用更省、管理更方便。
3、CASS法
CASS法是SBR法的第三代变型和发展。它是由Coronszy教授及其同事在SBR工艺和氧化沟技术的基础上开发出来的，是近年来国际公认的生活污水和工业废水的先进处理工艺。其主要原理是把SBR的反应池沿长度方向分为两个部分，前部为生物选择区也称为预反应区，后部为主反应区，在主反应区的后部安装了可升降的撇水装置，曝气、沉淀等在同一池子周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。
CASS工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种废水处理新工艺，尤其适合含较多工业废水的城市污水及要求除磷脱氮的处理。随着自动化水平的不断提高，
对CASS的研究将日益深化、不断完善，在国外尤其是欧美国家的大型污水处理厂实例较多。由于其具有投资少、运行管理方便、可分期建设等特点，适合中国国情，近年来在国内已得到推广应用，北京航天城工程是我国较早使用该工艺的工程之一。
4、UNITANK法
UNITANK法又称交替式生物处理法，是20世纪90年代比利时西格斯(SEGERS)公司开发的。它是SBR法的第三代变形和发展，兼具SBR法和传统活性污泥法的优点，其一体化设计不仅集合了SBR法的主要特点，还可以像传统活性污泥法那样在恒定水位下连续运行。在构筑物形式上，UNITANK系统近似于三沟式氧化沟系统，它由3个矩形池组成，其中外边两侧的矩形池既可做曝气池，又可做沉淀池，中间一个矩形池只做曝气池。
UNITANK属于低负荷污水处理工艺，出水水质非常好。由于负荷低，一般不再设置初沉池，二沉池往往和曝气池组合为一；由于泥龄长、污泥较稳定，一般可以不再做稳定化处理而直接处理或应用，省去了污泥稳定化设施，大大简化了工艺流程，使运行管理非常简单，但是负荷低、泥龄长也使生化部分大大增加，增加了污水处理设施的建设投入，提高了能耗及运行成本。该工艺因其集经济性、科学性和实用性于一体，在未来的中小城的地位。世界各地已有近200个工程应用该技镇污水处理工艺的发展和应用领域中将占有重要术，其中新加坡等东南亚国家均建成了规模不等的城市污水处理厂。
5、MSBR法
MSBR法是改良式序列间歇反应器(Modified Sequencing Batch Reactor)的简称，是C．Q．Yang等人根据SBR技术特点，结合传统活性污泥法技术，研究开发的一种更为理想的污水处理系统。其工业原理是磷在厌氧区被释放，在好氧区被吸收，达到除磷目的；污染物在好氧区被氧化降解，去除COD和BOD5，同时在硝化菌作用下，有机氮转化的氨氮继续转化为亚硝酸氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮。一般适用于较大规模，具有较高运行管理水平的城市污水处理厂。