SBR法是一種間歇運(yùn)行的廢水處理工藝，兼均化、初沉、生物降解、終沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)。運(yùn)行時(shí)，廢水分批進(jìn)入池中，在活性污泥的作用下得到降解凈化。沉降后，凈化水排出池外。根據(jù)SBR的運(yùn)行功能，可把整個(gè)運(yùn)行過(guò)程分為進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉降期、排水期和閑置期，各個(gè)運(yùn)行期在時(shí)間上是按序排列的，稱為一個(gè)運(yùn)行周期。

在一個(gè)運(yùn)行周期中，各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體廢水性質(zhì)、出水質(zhì)量與運(yùn)行功能要求等靈活掌握，如在進(jìn)水階段，可按只進(jìn)水不曝氣的限制曝氣方式運(yùn)行，也可按邊進(jìn)水邊曝氣的非限制性曝氣方式運(yùn)行；在反應(yīng)階段，可以始終曝氣，為了生物脫氮也可曝氣后攪拌，或者曝氣攪拌交替進(jìn)行；其剩余污泥量可以在閑置階段排放，也可在排水階段或反應(yīng)階段后期排放。可見(jiàn)，對(duì)于某單一SBR來(lái)說(shuō)，不存在空間上控制的障礙，只要在時(shí)間上進(jìn)行有效地控制與變換，即能達(dá)到多種功能的要求，非常靈活。

SBR具有工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、去除有機(jī)物速率高、靜止沉淀效率高、耐沖擊負(fù)荷、占地面積少、運(yùn)行方式靈活和不易發(fā)生污泥膨脹等特點(diǎn)，是處理中、小水量廢水，特別是間歇排放廢水的理想工藝。

1 試驗(yàn)部分

1.1 廢水的來(lái)源和特征

制革廢水來(lái)源于海寧富邦皮革有限公司制革車間排放的廢水，取自調(diào)節(jié)池。廢水中主要含有可溶性蛋白質(zhì)、皮屑、無(wú)機(jī)鹽類、油類、表面活性劑、助劑及各種染料、樹(shù)脂等。該廢水的COD為1500～2400mg/L, BOD5/CODCr為0.30～0.50左右，偏酸性，色度較高。

1.2 試驗(yàn)裝置

① 反應(yīng)器：18cm×12cm×60cm的有機(jī)玻璃槽2只，有效體積10L。一只掛填料(BSBR)，一只無(wú)填料。

② 填料：采用YDT彈性立體填料，上下固定，填料層高度50cm。

③ 曝氣裝置：采用砂頭曝氣，Z-0.036空氣壓縮機(jī)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制空氣流量。

1.3 生物膜法和污泥馴化

取富邦公司氧化溝內(nèi)活性污泥，沉降后棄去上清液，以沉淀污泥作為菌種，加入一定量皮革廢水和生活廢水。為了滿足微生物生長(zhǎng)的需要，以5∶1的氮磷比投加氯化銨和磷酸二氫鉀。以小氣量曝氣1d，停止曝氣，澄清，棄上清液，補(bǔ)充培養(yǎng)液繼續(xù)曝氣。以后逐漸加大皮革廢水的加入量。一周后，填料上有稀薄的菌膠團(tuán)和大量的游離細(xì)菌，但結(jié)合比較疏松；無(wú)填料的池內(nèi)污泥顏色顯黃褐色，污泥濃度增加，絮凝狀態(tài)良好，沉降速率大。之后，正常進(jìn)水，即每日棄去5L上清液，加入5L原水進(jìn)一步培養(yǎng)馴化。2周后，出水清澈，BSBR出水COD為425mg/L,SBR出水COD為608mg/L，COD去除率＞70%，這表明馴化成功，即投入正常運(yùn)行。

2 運(yùn)行結(jié)果

SBR運(yùn)行周期中沉淀、排水、排泥時(shí)間一般都變化不大，因此，試驗(yàn)中取曝氣時(shí)間為運(yùn)行參數(shù)。正常運(yùn)行條件下達(dá)到穩(wěn)定時(shí)試驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 BSBR運(yùn)行結(jié)果
運(yùn)行周期曝氣時(shí)間（h） 進(jìn)水COD（mg/L） 出水COD（mg/L）
COD去除率（）
BSBR SBR BSBR SBR
6（2） 2000 361 678 81.9 66.1
7（3） 1940 300 595 84.5 70.3
9（5） 1950 249 460 87.2 76.5
12（8） 1010 236 400 88.3 80
24（12） 1980 200 344 90.1 83.6

3.1 填料的選擇

軟性填料雖然比較經(jīng)濟(jì)，但掛膜慢，運(yùn)行一段時(shí)間后很容易結(jié)成球團(tuán)，使球心深度厭氧，處理效果隨之下降。選用高強(qiáng)、輕質(zhì)、比表面積大、空隙率亦大的YDT型彈性立體填料，具有掛膜快、膜更新速率高、充氧轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 曝氣方式的選擇

SBR法可分為限制曝氣、非限制曝氣和半限制曝氣三種。限制曝氣是在廢水進(jìn)曝氣池時(shí)只作混合而在進(jìn)水完畢后曝氣；非限制曝氣是在廢水進(jìn)水同時(shí)開(kāi)始曝氣；半限制曝氣是在廢水進(jìn)水的中期開(kāi)始曝氣。采用限制曝氣運(yùn)行方式時(shí)，進(jìn)水階段的厭氧狀態(tài)有利于難降解有機(jī)物的分解，無(wú)氧或低氧狀態(tài)促進(jìn)了世代時(shí)間短、生長(zhǎng)繁殖快的酸化細(xì)菌的大量增殖，對(duì)提高系統(tǒng)的有機(jī)物降解能力起了決定性作用。皮革廢水的成分復(fù)雜，含有多種難降解有機(jī)物，按照傳統(tǒng)的生物處理方法出水COD只能達(dá)到600mg/L左右，因此在這里采用完全限制曝氣運(yùn)行方式

3.3 pH的影響

皮革廢水pH值變化很大，常為10～12。試驗(yàn)證明，BSBR法能處理pH值較高的皮革廢水，出水pH能符合排放的要求。

表2  PH影響 進(jìn)水 出水 COD去除率（）
PH COD（mg/L) PH COD（mg/L)
12.32 2000 7.84 361 81.9
12.34 1940 7.35 300 84.5
11.57 1950 8.09 249 87.2
11.45 2010 7.58 236 88.3
11.65 1980 8.14 200 90.1

由表2可見(jiàn)，在進(jìn)水pH值介于11.45～12.34條件下，通過(guò)BSBR法處理后，出水pH值可降為7.35～8.14，而且COD的去除率均＞80%，因此可認(rèn)為pH不影響處理效果。

3.4 曝氣時(shí)間的影響

反應(yīng)前反應(yīng)器中底物濃度大，梯度大，因此氧利用率高。反應(yīng)階段的前段時(shí)間COD去除快。從圖1可見(jiàn)，前段曲線坡度大，但到某一時(shí)刻起曲線變得平緩，去除率增加緩慢，考慮到能耗的因素，曝氣時(shí)間取5 h比較適宜。

3.5 運(yùn)行周期

工業(yè)廢水運(yùn)行周期一般8～12 h，此時(shí)處理水COD值穩(wěn)定在200mg/L左右。運(yùn)行周期可根據(jù)原廢水性質(zhì)和出水值要求靈活確定。

3.6 BSBR與SBR比較

試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，膜法SBR處理效果好于普通SBR法。這是因?yàn)锽SBR法結(jié)合了生物接觸氧化法和SBR法的優(yōu)點(diǎn)：

① 生物膜法附著在固體填料表面，微生物沿固體表面生長(zhǎng)，即使增殖速度較慢的微生物也能在此生息。因此，微生物數(shù)量多，種類亦多。除一般細(xì)菌外，還有大量絲狀菌存在(絲狀菌對(duì)有機(jī)物具有較大的氧化分解能力)，并穿插于菌膠團(tuán)之間。另外在生物膜上還有多種種屬的原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。

② 具有較高的氧利用率。由于空氣泡在填料中曲折穿過(guò)，產(chǎn)生氣泡切割，縮小了氣泡體積，增加了停留時(shí)間，從而提高了氧從氣相向液相的轉(zhuǎn)移效率。

③ 生物膜附著在填料表面，更加分散，從而擴(kuò)大了微生物與廢水中有機(jī)質(zhì)的接觸面，使有機(jī)質(zhì)更易被吸附、降解。

④ 生物膜附著在固體表面，不易流失，微生物量高。在填料之間空隙中，還有大量懸浮生長(zhǎng)的微生物，所以微生物濃度高于活性污泥SBR，有利于有機(jī)質(zhì)的降解。

⑤ BSBR法周期比SBR短，如圖2所示，曝氣剛運(yùn)行時(shí)，COD下降很快，在很短時(shí)間內(nèi)就能達(dá)到較高的去除率，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，下降速率減慢，相對(duì)于普通SBR，BSBR法的降解速率大。要達(dá)到同樣的出水標(biāo)準(zhǔn)，BSBR的曝氣時(shí)間比普通SBR法短。所以BSBR法能縮短周期，節(jié)約能耗。

 4 結(jié)論

① 傳統(tǒng)活性污泥法處理皮革廢水，出水COD為600mg/L左右，普通SBR法出水COD為400mg/L左右。而B(niǎo)SBR法可降到200mg/L左右，且降解速率快。

② BSBR法中，大部分污泥以生物膜形式附著在填料上，生物膜有豐富的生物相，其中高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的微生物較多，故相對(duì)于普通SBR法而言，BSBR法產(chǎn)生的剩余污泥量少。

③ 生物膜上形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，生物種類多，數(shù)量多，因此使BSBR系統(tǒng)具有更強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。

④ 投產(chǎn)期短，啟動(dòng)快，投資少，能耗低，適合于皮革廢水處理，亦可推廣于其他廢水處理。

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