序批式生物膜工艺

序批式生物膜工艺（SBBR)的简述 A11环工 顾雪莲 摘要：研究了SBBR工艺的工作原理，对SBBR工艺进行了分类，探讨了SBBR工艺的特点和SBBR工艺的运行影响因素。阐述了SBBR工艺在水处理中的应用，得出了SBBR工艺在处理废水中氮磷处理效果。关键词：水处理 SBBR工艺 基本原理1、 SBBR工艺的工作原理SBBR工艺是在SBR工艺基础上发展起来的一种工艺。在SBR反应器内装填粘土、砂砾、无烟煤颗粒等惰性颗粒填料，或活性炭、海绵及一些形状特殊的塑料填料，按照SBR的运行方式，具有SBR工艺与生物膜法的优点，可以在一个反应器内通过厌氧、缺氧、好氧等不同工序的控制来实现污水处理。SBBR处理废水操作过程也包括5个阶段进水、反应、沉淀、出水、闲置。每个SBR反应器在处理废水时都是一个完整的过程，以一定时间顺序间歇操作。SBBR反应器不存在空间上控制的障碍，只需在时间上有效地控制和交换。2、SBBR工艺的分类 序批式固定床生物膜反应器：采用固体物质作为微生物载体，常用填料有粘土类 无机填料、形态不同的塑料填料类、纤维或纤维与塑料复合的组合填料等。 运行模式为进水、反应、排水三个阶段。 序批式膜生物膜反应器：采用特制的浸没在水中的气体可透过微孔膜，它既作 曝气装置有作为微生物的载体。 序批式流动床生物膜反应器:主要特征是流动床中附着生长的载体不固定，在反 应器中处于连续流动状态。流动床生物膜反应器主要包括：生物流化床、 气提式生物膜反应器、厌氧生物膜膨胀床和移动床生物膜反应器。SBBR工艺由于周期性的好氧、缺氧状态的交替出现，可以抑制丝状菌的过度繁殖，从而防止污泥膨胀；间歇式的运行方式使生物膜上的微生物分布较为均匀，适合生长速率较慢的微生物的附着生长。微生物生长在生物膜系统中可以大大减轻有毒物质、PH值和温度极限引起的抑制中毒作用。间歇式的运行方式使生物膜内外层的微生物达到最大的生长速率和最好的活性状态，从而提高了系统对水质水量的应变能力, 增强了系统的抗冲击负荷能力。同时,间歇式的运行方式可以通过改变反应参数来保证出水水质。生物量多、复杂、剩余污泥量少,动力消耗少:；生物膜固定在填料表面, 可以稳定生态条件, 从而能够栖 息增殖速度慢, 世代时间长的细菌和较高级的微生物与生物膜反应器相比, 间歇进水、周期性供氧的改变保证了微生物种类的丰富和活性, 并且由于微生物在膜内的位置发生变化, 使得生物 膜具有复杂的生态系统和空间结构。此外, 由于生物膜对微生物的截留, 实现了HRT和SRT 的分离, 因而在有机物, N, P 的去除方面显示出巨大潜力。3、SBBR工艺的特点 SBBR的进水方式有限制性和非限制性两种。限制性进水方式是指在进水阶段，反应器内不进行曝气；非限制性进水方式是指在进水阶段同时对反应器进行曝气。对限制性和非限制性两种进水方式在不同处理周期中的试验可知在处理废水过程中，采用限制性进水方式能得到比非限制性进水方式更好的效果。主要原因是因为中段废水质量浓度较低，可化性差，有机物难以降解，限制性进水的厌氧状态有利于难降解的有机物分解，从而提高了处理效率。4、SBBR工艺的影响因素 空气压缩机送入反应器中的空气是SBBR的动力来源，曝气量的大小会控制反应器内的溶解氧和反应器内流体的流动状态，从而影响COD的去除效率。根据对8h处理周期下曝气量对COD去除率的影响研究可知，当曝气量较小时，COD去除率较低，主要原因是因为曝气量过小，反应器内氧传递率低，导致反应器中的溶解氧浓度下降，影响微生物的正常生理活动。曝气量过大也不利于COD的去除，反应器内湍流程度明显增大，导致填料上生物膜脱落，悬浮微生物含量增大，难以有效沉降，从而影响了出水的效果，降低了COD的去除率。厌氧循环对生物膜量产生负相关影响，随着厌氧循环水量的增加生物膜量而减少，因为厌氧循环水量越大，反应器内的厌氧条件越充分，使得好氧微生物的活性受到影响，其新陈代谢能力将低，厌氧微生物会大量繁殖，而好氧微生物则受到抑制而死亡，生物膜内部厌氧分解所产生的二氧化碳、硫化氢、甲烷和氨气等气体的逸出量增加，减弱了生物膜在载体表面的附着力，使生物膜的脱落量增加，从而使生物量减少。同时，由于厌氧循环水量的增加，使水流的上升流速加大，作用于生物膜上的水力剪切力对生物膜的冲刷作用增强，也使生物膜的脱落量的增加。 进水COD负荷和COD去除率存在相互影响。改变进水COD负荷，当进水COD质量浓度在8003000之间变化时，COD去除率均保持在70%以上，说明了SBBR工艺对进水COD负荷有较强的抗冲击能力。不同处理周期出水COD的去除率不同，处理周期的长短对COD的去除率有着重要的影响。周期过短或者过长都不利于COD负荷的去除，周期过短，废水中可以被微生物降解的物质尚未降解完全，因此COD去除率不高；周期过长，中段废水中易于被微生物降解的水溶性糖类物质已被微生物完全降解，而木质素、纤维素等难以被微生物降解的物质，在较长的反应时间里依然难以有效地被微生物降解。另一方面，过长的反应时间会使反应器中悬浮的微生物增加，造成出水COD质量浓度和悬浮的微生物增加，处理效果反而下降。5、SBBR工艺对废水中氮磷的处理效果 序批式生物膜工艺处理装置主要由2大部分构成，第一部分为SBBR生物膜处理部分，主要利用填料载体附着的大量生物膜及反应器中存在的活性污泥来进行生化处理；第二部分为膜组件，为反应器的出水部分，主要是起到拦截固体悬浮物的作用，同时由于膜表面会附着部分生物膜也能起到一部分的生物降解有机物的作用。SBBR工艺也也是通 过提供微生物环境的间歇性变化来富集和控制微生物群体的优势组分及活性，在生物膜系统 中可 以富集硝化菌、反硝化菌以及聚磷微生物等。SBBR工艺在SBR工艺的基础上把反应器中的活性污泥改成带有载体的生物膜，使它既具有了序批式工艺的特点又具备了生物膜法的有点，可以在一个反应器内通过厌氧、缺氧、好氧等不同工序的控制，完成同步脱氮除磷过程，实现污水处理一体化。SBBR厌氧段脱氮主要依靠生物膜对炭氮有机物的过量储存作用，好氧段脱氮主要靠生物膜的SND作用，反硝化的有机碳主要为生物膜中在厌氧段过量储存的有机碳。在SBBR工艺中氨氮和总氮的去除效果受温度影响变化趋势比较接近，温度的下降影响了硝化菌落的增长速率和代谢活性，使得出水氨氮浓度增高，同时温度的下降也会使反硝化反应受到抑制，进而影响了对总氮的处理效能。因此温度对序批式生物膜反应器的硝化反硝化效能有非常显著的影响。SBBR工艺的除磷机理可简述为：厌氧状态下的发酵作用。生物贮磷菌获得VFA。好样状态下磷的吸收。合成新的贮磷菌细胞，产生富磷污泥，通过排放污泥而除磷。而采用生物膜法除磷必须要解决的问题有：创造适合除磷菌生长的条件。提供必要的碳源。足够的曝气强度和合适的生物膜载体。合理控制沉淀时间，污泥沉淀后应及时排除系统。根据一系列研究，专家得出磷的厌氧释放最佳时间为3.5小时，好氧吸收最佳反应时间为3.54.0小时。溶解氧浓度影响磷的去除速率，但并不影响磷的去除总量；脱落膜量控制在每周期40mg左右或以上基本可以得到较好的除磷效果；在碳、氮、磷比例不合理的情况下，BOD/P的比值在1517左右，硝态氮并没有影响除磷效果。6、结论 SBBR工艺对水质变化具有一定的抗冲击负荷能力，是一种行之有效的同步脱氮除磷工艺。在低温运行条件下，SBBR工艺对有机物、总氮和悬浮物的去除仍能保持较好的去除效果，但硝化能力和总氮的去除能力迅速下降，说明温度对序批式生物膜反应器的硝化反硝化效能有非常显著的影响。在水温1631.5条件下，SBBR工艺表现出良好的总氮去除能力，并且对总磷的去除率也相当好。工业废水中常含有高COD、高BOD、高氮磷，普通的水处理工艺难以达到行业标准，而生活污水中的有机物较低，要实现对磷的有效去除，必须加碳源。流动填料式SBBR工艺运行可靠，操作灵活，可用于小型污水处理厂或改造已有的超负荷运转的活性污泥系统。SBBR在处理工业废水和生活污水方面，均能够达到很好的处理效果。参考文献：【1】张莉珍 杨云龙 唐文峰 SBBR工艺及其在水处理中的运用 山西建筑 2008【2】龙宏伟 吕炳南 SBBR工艺同步脱氮除磷效能研究 广州大学学报 2006【3】易艳红 李小江 孙红松 徐峥勇 杨朝晖 新型SBBR工艺处理低C/N值生活污水的研究 中国给水排水 2011【4】高宇 冯传平 郝春博 刘超 序批式生物膜反应器（SBBR)处理生活污水研究 中国环境科学学会学术年会优秀论文集 2008【5】陈壁波 李友明 李新生 雷利荣 宋晶 序批式生物膜反应器处理中段废水的影响因素 江南大学学报（自然科学版）2006【6】张朝升 荣宏伟 张可方 序批式生物膜反应器的生物膜特性研究 中国给水排水 2007【7】张婷 序批式生物膜工艺（SBBR）研究发展 【8】张立波 韦朝海 张可方 张朝升 方茜 李淑更 常温下SBBR反应器中亚硝酸型同步硝化反硝化的实现 环境工程 2009【9】 Zhaoji Zhang, Shaohua Chen*, Peng Wu, Lifeng Lin, Hongyuan Luo Start-up of the Canon process from activated sludge under salt stressin a sequencing batch biofilm reactor (SBBR) Bioresource Technology 101 (2010) 63096314【10】Dahu Ding,