沈耀良，赵丹?
（苏州城建环保学院，江苏苏州215011） 摘要：根据SBR工艺的特征及氮、磷去除的机理，介绍了提高SBR工艺脱氮除磷效能的改进运行方式，并对该工艺运行中排水及排泥等的合理控制进行了分析 。?
关键词：SBR；脱氮除磷；运行控制?
中图分类号：X505
文献标识码：B
文章编号：1000-4602(2000)07-0023-03 基金项目：江苏省"青蓝工程" 跨世纪学术带头人资助项目 在目前的研究和实际应用中，SBR工艺大多以基本运行方式进行设计和运行控制，当要求 同时进行有机物、氮和磷的去除时，基本的运行方式虽在有机物的去除方面可达到较为满意 的处理效果，但由于脱氮和除磷所需的环境条件不同及脱氮和除磷过程中所需基质的不同及 产物间彼此的相互影响，往往使SBR工艺难以达到有效和理想的脱氮除磷效果。主要表现在 以下几个方面：①对脱氮除磷处理要求而言，SBR工艺的基本运行方式虽充分考虑了进水基 质浓度及有毒有害物质对处理效果的影响而采取了灵活的进水方式，如非限量曝气等，提高 了工艺对冲击负荷的适应性，但由于这种考虑与脱氮或除磷所需的环境条件相左，因而在实际运行中往往削弱脱氮或除磷的效果。就除磷而言，采用非限量或半限量进水方式，将影响 磷的释放；对脱氮而言，则将影响硝态氮的反硝化作用而影响脱氮效果。②虽在SBR的整个运行过程中有厌氧(或缺氧)与好氧环境的交替，使沉淀、排水及排泥阶段的污泥可处于良好 的厌氧或缺氧状态，但因此时反应器中的有机底物已所剩无几，因而无论是对于反硝化还是 聚磷菌的磷释放，都不具备足够的或易为聚磷菌所利用的有机底物。③基本运行方式中的一 个运行周期内各阶段的工作是按时间序列进行的，其中沉淀→排水→排泥的操作过程对保证 处理出水中的低磷浓度有极为不利的影响。因其中沉淀和排水阶段所需的时间一般为2 h左右［1、2］，此时污泥处于厌氧或缺氧的状态，因而将使污泥中的部分磷提前释放而 影响出水中磷的浓度。这些问题即是该工艺在实际应用中存在脱氮或除磷效果达不到设计要 求的主要原因所在。? 1 改进运行方式? 1?1 具有脱氮功能的改进运行方式? 根据以上分析，提出如图1所示的改进运行方式。 
与SBR的基本运行方式相比，改进后的SBR工艺运行方式中，增加了停曝搅拌阶段。在停曝搅拌阶段，虽经曝气后的混合液中有机底物已基本被氧化，反硝化作用并不十分显著，但与基本运行方式相比，由于其全部混合液均进行反硝化，因而十分有利于总体脱氮效果的提 高。一般而言，这种运行方式可使脱氮总效率提高70%～80%。此外，为保证良好的脱氮效果，建议在进水阶段采用限量或半限量曝气的方式，而不宜采用非限量的曝气方式。
在此工艺的运行过程中，为获得良好的脱氮效果，应保持足够的曝气时间以获得充分的硝化效果，因而其运行周期一般较长，宜根据水质将其控制在10～16h。?
1?2具有除磷功能的改进运行方式
图2所示为改进的提高除磷效果的SBR运行方式。 
在进水阶段，需严格采用限量曝气的操作方式，以使污泥在厌氧条件下充分利用进水中的基质进行磷的充分释放。在该阶段，需设置搅拌装置进行良好的搅拌，使进水与前一周期留 在反应器内的污泥充分混合接触，并控制良好的厌氧环境(DO≯0.2mg/L)。将曝气阶段后的沉淀、排水和排泥三个阶段作时序和操作方式的改进，变沉淀→排水→排泥为沉淀排泥→排水的运行方式，即在沉淀阶段的同时进行排泥的操作，而将排水阶段作为最后一道工序进行。这样改进的目的，在于进行及时的排泥，防止在20h左右的沉淀和排水期内污泥中 的磷提前释放，使聚磷菌在释磷之前便以剩余污泥的形式排出系统，从而保证处理出水水质。?
此外，以此方式运行时应合理控制曝气时间，控制硝化的过度发生并在反应器中积累而影响磷在厌氧阶段的释放，其运行周期一般应控制在6～10h之间。按此方式运行的SBR工艺，一 般可获得90%以上的除磷效果。
1?3具有脱氮除磷功能的改进运行方式
同时获得脱氮和除磷效果是实际工程中经常遇到的问题。由于SBR法是在一个反应器中的不 同运行阶段完成脱氮和除磷的不同过程的，因而为获得良好的处理效果，进行合理的运行控 制便显得尤为重要。图3所示为考虑脱氮和除磷所需运行条件而提出的SBR改进运行方式。 
为保证磷在厌氧阶段的充分释放，进水期采用限量曝气-搅拌的方式，同时严格控制DO≯02 mg/L。曝气阶段除进行有机物的分解外，需保证硝化和摄磷的运行条件，需有足够的运行时间。在曝气阶段结束后，为保证良好的脱氮效果，增加一道停曝搅拌过程，在此阶 段进行反硝化作用。由于此时混合液中含有较高浓度的NO3--N，因而磷的提前释放将受到抑制。此阶段历时一般为20h以上，时间延长，一方面可提高脱氮效率，另一方面可降低进水阶段混合液中NO3--N浓度，利于磷的充分释放。为防止在沉淀阶段发生磷的提前释放问题，同样将排泥阶段与沉淀阶段同时进行，而将排水阶段置后。?
此运行方式中，需有足够的曝气时间，但应将排泥和排水阶段控制在较短的时间内完成。工艺运行的周期一般为10～14h。 2 SBR工艺的运行控制 SBR工艺运行中经常遇到的问题是如何合理地控制排水和排泥问题，常因排水速度、水位控制及排泥量的掌握不当而发生出水中SS过高或泥龄不合适等问题。对脱氮和除磷而言，出水中SS和泥龄的控制是十分重要的。
2?1排水量的合理控制?
合理控制排水不仅可充分利用反应器的有效容积，而且是控制出水SS的关键。若排水过多或 排水速度过快，则将因在排水后期出水中夹带较多的SS，从而不仅影响有机物的处理效果而 且影响磷的处理效果。研究表明［3］，如果污泥中的含磷量以6%计(一般为6%～8%) ，若SS升高10mg/L，将使出水中磷浓度升高0.6mg/L(见图4)。  ?
为控制合理的排水量，需确定合理的排水深度。最优排水深度h可用下式计算： h=H·(1-SVI·MLSS/106)-△h 式中 H——反应器工作深度
△h—缓冲高度（一般取0.1～0.2m）
SVI—污泥容积指数
MLSS—混合液污泥浓度 由式(1)可知，排水深度不仅与工作深度有关，还与污泥的浓度和特性有关，因而宜在运行 过程中及时分析上述参数，以确定h。如某SBR工艺的工作深度为55m，MLSS为3000mg/L，所测定污泥的SVI为100，若Δh考虑0.15m，则其排水高度应为37m(如图5所示 )。 
2.2 排泥量的合理控制
SBR工艺的排泥量（Qw——每一运行周期所排剩余污泥量，m3） 一般按泥龄（θ）进行控制，可用下式进行计算： Qw=(T/24)·(H-h)/H·(V/θ) 式中 T——运行周期
V——反应器有效容积 如某SBR反应器的有效容积为4500m3，运行周期为10h，反应器工作深度为55m，MLSS为3000mg/L，SVI为100，若设计泥龄为8d，则每运行周期间的排泥量应为76.7m3。
2?3强化脱氮除磷效果的其他措施
SBR反应器通常是一个充放式的单空间反应器，厌氧(或缺氧)及好氧反应过程均在同一区间 的不同时间段内进行，这不仅使进水基质及污泥在大空间内混合而削弱了其实现特定处理目 标所需的浓度梯度，而不同微生物的同时并存也影响了处理效果。因而通过SBR反应器空间 结 构的改进，使污泥在较小的空间内与进水混合［4］，使不同的反应过程在反应器的不同区间内连续进行，无疑可控制良好的运行条件和改善处理效果。?
根据反硝化和磷释放的原理及所需的环境条件可知，在SBR反应器内设一个1h左右的 空间将混合液回流至该区域或分隔一个停留时间为30min左右的小区间(选择器)，使进水与回流污泥混合接触，可控制良好的脱氮或除磷效果。目前，在实际工程中已有如ICEAS及CASS(CAST )等SBR的改进工艺［5、6］，即是从不同的处理目标出发而开发的。因而在实际工程应用中，不应忽视浓度梯度对处理效果的影响(如高的浓度梯度可促进基质被微生物的快速利用，从而强化磷的释放和反硝化作用等)。? 3 结语 考虑脱氮的SBR工艺时，在曝气和沉淀阶段之间增加一个停曝搅拌阶段，可强化反硝化作 用；考虑除磷的SBR工艺时，除要求以限量曝气的方式运行外，还可改变沉淀、排水和排泥的运行程序和操作方式，以防止磷的提前释放；同样，在同时脱氮除磷的SBR工艺中，须结合前述两者的运行要求进行运行方式的合理设计和控制。合理的排水和排泥量的控制，对保证处理效果有重要的影响，必须加以注意。 参考文献：
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收稿日期：2000-02-05 | 
