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SBR是活性污泥法的一种变形,它的反应机理和污染物去除机制和传统活性污泥法相同,只是在运行操作不同.SBR是在单一的反应器内,在时间上进行各种目的的不同操作,故称之为时间序列上的废水处理工艺,它集调节池,曝气池,沉淀池为一体,不需要污泥回流系统.
SBR工艺的一个完整操作周期有五个阶段:进水期,反应期,沉淀期,排水期和闲置期.
SBR法显著的一个特点是将反应和沉淀两道工序放在同一反应器中进行,扩大了反应器的功能,SBR是一个间歇运行的汗水处理工艺,运行时期的有序性,使它具有不同于传统连续流活性污泥法的一些特性.
1流程简单,运行费用低;
2固液分离效果好,出水水质好;
3运行操作灵活,效果稳定;
4脱氮除磷效果好;
5有效防止污泥膨胀;
6耐冲击负荷;
传统的SBR在应用中有一定的局限性,如在进水流量较大时,对反应系统需调节,会增大投资.
厌氧生物反应器沼气的产率偏低的原因有哪些?为什么? (1)进水C0Dcr的构成发生变化：对于不同质的底物，去除1gC0Dcr的产气量是有差异的。就厌氧分解等量C0Dcr的不同有机物而言，脂类物质的产气量多其中甲烷量也高；蛋白质所产生的沼气数量虽少，但甲烷含量高；碳水化合物所产生的沼气量少，而且甲烷含量也较低。通常所称的理论产气率是以碳水化合物厌氧分解计算，每去除1gC0Dcr可以产生O．35标准升甲烷或0．7标准升沼气。沼气产量偏低，有可能是废水中脂类物质的含量在C0Dcr中的比例下降造成的。
(2)进水CODcr浓度下降：废水中C0Dcr浓度越低，单位有机物的甲烷产率越低，主要原因是甲烷溶于水中的量不同所致。比如当进水C0Dcr为2000mg／L时，去除lkgC0Dcr所产生的甲烷有21L溶在了水中，而当进水C0Dcr为1000mg／L时，去除lkgC0Dcr所产生的甲烷缺有42L溶在了水中。因此，厌氧处理高浓度废水时的产气率能接近理论值，而进水有机物浓度变低时产气率会低于理论值。
(3)沼气中的甲烷比例较大：沼气中的甲烷含量越高，其在水中的溶解量越多，进而导致沼气的实际产量降低。比如在20℃时，假设不考虑其他溶质的影响，当沼气中甲烷的含量为80％时，甲烷在水中的溶解度是18．9mg／L，而当甲烷含量为50％时，甲烷在水中的溶解度只有11．8mg／L。
(4)生物相的影响：如果厌氧处理反应器内硫酸盐还原菌及反硝化细菌数量较多，就会和甲烷菌争夺碳源，进而导致产气率下降。因此废水中硫酸盐含量越大，沼气产率下降越多。
(5)去除的C0Dcr用于合成细菌细胞的比例过大：对于去除等量C0Dcr的不同有机物，厌氧消化时用于细菌细胞合成的比例存在一定的差异，因而沼气产率也会存在差异。去除的C0Dcr中用于合成细菌细胞的比例越大，则分解用于产生甲烷的比例将越小，即甲烷的产量越低，从而沼气的产率就会变小。一般情况下，这种影响较小，不会超过10％。
(6)运行条件发生变化：对于同种废水，沼气产率下降往往意味着实际运行的工艺条件发生了不利的变化。比如pH调节不利使pH值偏离了佳范围，保温不好或加热措施失效使反应器内温度降低太多。
好氧处理:活性污泥和生物膜法活性污泥:
活性污泥法 (Activated Sludge Process) 首先于20 世 初 在英国出现, 迄今已有近百年历史， 是当 前应用广泛的污水处理技术之一,该方法自1914年在英国曼切斯特市建成汗水试验厂以来,已有80多年的历史.目前,它已成为有机废水生物处理的主体,但是仍存在一些不容忽视的缺点:对冲击负荷适应能力差,易发生污泥膨胀,处理构筑物占地面积大,基建投资和运行费用 高,管理复杂等.近几十年来,国内外学者对以上这些问题进行了不懈地探索和研究,在供氧方式,运转条件,反应器形式等方面进行了革新,开发了多种活性污泥法新工艺,使得活性污泥法朝着高效,节能的方面发展.以下是活性污泥处理方法的新工艺:
氧化沟 (Oxidation Ditch简称OD)
氧化沟是20世纪60年代初荷兰的 pasveer 首先研究开发的,座氧化沟污水处理厂是pasveer于1954年在荷兰的 Voorshoten建造的.氧化沟是将曝气,沉淀和污泥稳定等处理过程集于一体,间歇运行,是活性污泥法的一种变形,经过50年的发展,形成了多种类型的处理系统,已广泛应用于城市汗水和工业汗水的处理工程中.
氧化沟兼有完全混合式和推流式的特点,在控制适宜的条件下,沟内同时具有好氧区和缺氧共,可以进行硝化和反硝化反应,取得脱氮效果,同时使得活性污泥具有良好的沉降性能.
氧化沟以其流程简单,管理方便和良好的处理效果等优点正在我国不少工程项目中采用,近几十年来,随着技术的不断发展,氧化沟已以突破只适用于小型污水处理厂的局限.概括的讲氧化沟有单沟,双沟,三沟,多沟同心和多沟串连等多种布置互形式;有将二沉池与氧化沟分建或合建的;有连续进水或交替进水;有转刷曝气机,转盘曝气机或泵型,倒伞型表面曝气机进行充氧搅拌的氧化沟等等.
厌氧生物反应器可以使用的控制指标有哪些?为什么? (1)氧化还原电位：利用测定氧化还原电位的方法判定厌氧反应器内的多个氧化还原组分系统是否平衡状态，虽然这种方法可靠性较差，但由于氧化还原电位测定简单，和其他监测指标结合起来应用，也有一定的指导意义。
(2)丙酸盐和乙酸盐浓度比：如果厌氧反应器有机负荷超过正常范围，。在其他运行参数发生变化之前，丙酸盐和乙酸盐浓度之比会立即升高。因此可以将丙酸盐和乙酸盐浓度之比作为厌氧反应器超负荷引起运行异常的灵敏而可靠的警示指标。
(3)挥发性酸VFA：挥发性酸的异常升高是厌氧反应器中产甲烷菌代谢受到抑制的有效指标。
(4)苯乙酸：苯乙酸是降解芳香组氨基酸和木质素等大分子有机物产生的中间产物，当处理含有这类污染物的废水时，厌氧处理出水中苯乙酸含量是比挥发性酸更为敏感的反映厌氧反应器运行状态的指标。
(5)甲硫醇：甲硫醇气味独特(吃了天门冬20min之后排出的尿液所呈现的特殊气味)，即使含量很低，人们也能凭嗅觉感觉出来。甲硫醇含量突然增加(气味突然出现或加大)往往表明进水中氯代烃类有毒物质含量突然增加。
(6)一氧化碳C0：C0的产生与甲烷的产生密切相关，CO难溶于水，可以实现在线监测。气相中C0的含量和液相中乙酸盐的浓度有良好的相关性，CO的含量变化与重金属和由有机毒性所引起的抑制作用也有关系。
厌氧生物处理技术在水处理行业中一直都受到环保工作者们的青睐，由于其具有良好的去除效果，更高的反应速率和对毒性物质更好的适应，更重要的是由于其相对好氧生物处理废水来说不需要为氧的传递提供大量的能耗，使得厌氧生物处理在水处理行业中应用十分广泛。 但由于总体反应式基于莫诺方程的厌氧处理受到低浓度废水Ks的限制，所以厌氧在处理低浓度废水方面没有太大的空间，可近的一些报道和试验表明，厌氧如果提供合适的外部条件，在处理低浓度废水方面仍然有非常高的处理效果。
我们可以根据厌氧反应的原理加以动力学方程推导出厌氧生物处理低浓度废水尤其在处理生活污水方面的合适条件。
厌氧反应四个阶段
一般来说，废水中复杂有机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解：
（1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。
（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。
（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
为什么污泥沉淀回流对厌氧处理的影响比好氧处理要大 重力沉淀池往往是好氧活性污泥法处理系统中的薄弱环节，但由于好氧微生物增殖较快，正常运行时剩余污泥量较大。因此，利用重力沉淀池可以持续有效地维持好氧生物处理系统的正常运转，即使沉淀效果略差，一般也不会因污泥流失对处理系统造成致命的威胁。而厌氧处理过程中微生物合成速率低，沉降性能较差，所以根据好氧处理经验设计的用于厌氧系统的重力沉淀池一般都不能取得较好的沉降浓缩效果。当运行不正常时，一螳使用标准重力沉淀池的厌氧系统出水中，SS会上升到500mg／L甚至1000mg／L。
一般情况下，好氧系统的沉淀池运转不正常只影响出水水质，轻易不会毁掉整个系统。而厌氧处理系统则不然，由于厌氧微生物增殖缓慢，增长量往往不如沉淀池的流失量，因此厌氧系统的沉淀池运转不正常很有可能威胁到系统本身的稳定性。在启动阶段和厌氧反应器内发生污泥上翻时，一定要引起高度重视，设法保留住生物量。尤其是启动阶段，如果污泥流失过多会导致启动失败，需要重新开始，由于厌氧启动所需时间很长，会带来一系列的问题。
为了保证厌氧处理系统的污泥有效地沉淀回流，在反应器内的重力沉淀装置可以增加斜管、斜板等设施提高厌氧微生物的沉淀回流量；在反应器外的泥水分离装置，除了上述加强措施外，还可以采用浮选、过滤等技术代替重力沉淀池。
厌氧法厌氧生物处理技术已广泛应用于火废水处理过程中。肖湘竹以固定化厌氧污泥小球为填料，采用上流式厌氧污泥床，处理TNT生产废水，发现处理效果明显高于悬浮厌氧污泥法。艾翠玲通过实验发现，含RDX的火废水适宜于厌氧生物降解，按照厌氧废水处理中碳、氮、磷比投加适量氮源和磷源，RDX废水6d后去除率为9414%。早在20世纪80年代，McCormick等就提出了RDX的厌氧生物降解途径，主要由硝基的还原，环的破裂和中间产物的生物降解等一系列连续反应组成。Adrian等在产甲烷菌环境下，通过添加还原性辅酶物，如乙醇，研究了RDX的降解机制，并分析了不同的辅酶物在不同条件下对RDX降解效率的影响。随后，Hawari指出RDX通过酶水解分裂为二羟基特屈尔和次甲基二硝胺(MDNA)，进一步被降解为甲醛、乙醇，蚁酸和N2O。醋酸杆菌(Acetobacterium)以H2作为电子受体降解RDX、HMX，通过投加乙醇和丙二醇产生H2促进RDX、HMX的厌氧可生化性，乙醇(5mmol)20d内分解为H2、乙酸和甲烷;丙二醇(5mmol)15d内分解为H2、丙酸、乙酸作为终产物。
膜生物法
郭新超采用水解酸化+好氧膜生物工艺对弹药销毁废水中TNT进行降解实验研究。结果表明，共代谢外加碳源对TNT的生物降解影响显著，温度对TNT的降解也有较大影响。中试规模的膜生物反应器(MBR)用于RDX碱性水解产物(COD为357mg/L)的处理研究，MBR系统由生物反应器和陶瓷超滤膜组成，能有效去除总有机碳80%～90%。
(4)定期检查维护加热系统。蒸汽加热立管也常有被污泥和污物堵塞现象，可加大蒸汽量的方法吹开。当采用池外热水循环加热时，如果泥水热交换器发生堵塞，可拆开清洗或用加大水量的方法冲洗。
(5)预防结垢。如果管道内结垢，将增大管道阻力；如果热交换器结垢，则降低热交换器效率。在管道上设置活动清洗口，经常用高压水清洗管道，可有效防止垢的增厚。当结垢严重时，则只有用酸清洗。
(6)厌氧池运行一段时间后，应当进行彻底的检维修，即停止运行，对池体和管道等辅助设施进行全面的防腐防渗检查与处理。根据腐蚀程度，对所有金属构件进行防腐处理，对池壁进行防渗处理。重新投运时，必须和新池投运时一样，进行满水试验和气密性试验。
(7)消化系统内的许多管路和阀门为间歇运行，因而冬季要注意采取防冻和保温措施。如果保温效果差，冬季加热的能量消耗就多。因此要经常检查池体和加热管道的保温是否完好，如果保温效果较差，热损失很大，应当更换保温材料，重新保温。
(8)注意防止泡沫的产生。泡沫会阻碍沼气向气相的正常转移，影响产气量和系统的正常运行。要根据泡沫产生的原因找到相应的解决对策，及时予以调整。
(9)注意沼气可能带来的防爆问题和使操作管理人员中毒窒息问题。
水解反应
水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化成简单的溶解性单体和二聚体的过程。水解反应针对不同的废水类型差别很大，这要取决于胞外酶能否有效的接触到底物。因此，大的颗粒比小颗粒底物要难降解很多，比如造纸废水、印染废水和制药废水的木质素、大分子纤维素就很难水解。
水解速度的可由以下动力学方程加以描述：
ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物浓度（g/l）；
ρo———非溶解性底物的初始浓度（g/l）；
Kh——水解常数（d－1）；
T——停留时间（d）。
一般来说，影响Kh的因素很多，很难确定一个特定的方程来求解Kh，但我们可以根据一些特定条件的Kh，反推导出水解反应器的容积和佳反应条件。在实际工程实施中，有条件的话，好针对要处理的废水作一些Kh的测试工作。通过对国内外一些报道的研究，提出在低温下水解对脂肪和蛋白质的降解速率非常慢，这个时候，可以不考虑厌氧处理方式。对于生活污水来说，在温度15的情况下，Kh＝0.2左右。但在水解阶段我们不需要过多的COD去除效果，而且在一个反应器中你很难严格的把厌氧反应的几个阶段区分开来，一旦停留时间过长，对工程的经济性就不太实用。如果就单独的水解反应针对生活污水来说，COD可以控制到0.1的去除效果就可以了。
厌氧生物处理的运行管理应该注意哪些问题
(1)当被处理污水浓度较高(CODcr值大于5000mg／L)时，可以采取出水回流的运行方式，回流比根据具体情况确定，一般在50％～200％之间。有效的回流，不仅可以降低进水浓度，还可以增大进水量，保证处理设施内的水流分布均匀，避免出现短流现象。回流还可以防止进水浓度和厌氧反应器内pH值的剧烈波动，使厌氧反应平稳进行，也就是说可以减少厌氧反应对碱度的需求量，降低运行费用。厌氧反应是产能过程，出水温度高于进水，因此冬季气温低时，回流还有利于保证反应器内的温度恒定，尽可能使厌氧微生物在其适宜温度下活动。
(2)厌氧消化过程存在两个佳温度范围，但除了个别工业废水温度有可能接近佳高温点、可直接进行高温消化外，绝大部分高温厌氧消化装置都需要加热设施，其能耗自然会很高。即便是中温消化，因一般的工业废水温度难以达到35℃，仍是需要加热(尤其在冬季)。因此，为节约加温所需能量，大部分厌氧消化装置都在常温下运行。这一方面要注意保温(包括采取加大回流量等措施)，尽可能防止反应器热量散失，另一方面要充分发挥反应器内污泥浓度较大的特点，尽可能提高反应器内污泥浓度，减弱温度对厌氧反应的影响。一般情况下，温度降低，厌氧消化装置处理效率会下降，而温度突然大幅度下降，影响会更大。因此，要设法保证进水温度基本稳定。
(3)沼气要及时有效地排出。厌氧消化过程必定伴随着沼气的产生，沼气对污泥可以起到搅动拌和作用，促进污水与污泥的混合接触，这是其有利的一面。同时，沼气的存在也会起到类似浮选的作用，沼气向上溢出时将部分污泥带到液面，导致浮渣的产生和出水中悬浮物含量增加及水质变差。因此，要设置气体挡板和集气罩，将沼气从厌氧消化装置内引出，在出水堰附近留有足够的沉淀区，以保证出水水质。
(4)污泥负荷要适当。为保持厌氧消化过程三个阶段的平衡，使挥发性脂肪酸等中间产物的生成与消耗平衡，防止酸积累导致pH值下降，进水有机负荷不宜过高，一般不要超过O．5kgCODcr／(kgMLSS·d)。可以通过提高反应器内污泥浓度，在保持相对较低的污泥负荷条件下，获得较高的容积负荷。一般来说，厌氧消化装置的容积负荷都在5kgCODcr／(m3·d)以上，甚至高达50kgCODcr／(m3·d)，这比好氧处理装置要高得多。
(5)要充分创造厌氧环境。无氧是厌氧微生物正常活动的前提，甲烷菌则必须在的厌氧环境下才能高效率发挥作用。在污水提升进入厌氧消化装置、出水回流等环节都要尽可能避免与空气的接触，尽可能减少与空气接触的机会。如水流过程中尽量不要出现跌水、搅动等现象，调节池、回流池等要加盖封闭，污水提升不要使用气提泵。厌氧反应构筑物好经过气密试验，确保严密无渗漏。
序批式活性污泥法（SBR）
SBR工艺即序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process,简写为SBR）,又称为间歇式活性污泥法,由于在运行中采用间接操作的形式,每一个反应池是一批批地处理废水,因此而得名.
70年代末期美国教授R.L.lrvine等人为解决连续污水处理法存在的一些问题首次提出,并于1979年发表了篇关于采用SBR工艺进行汗水处理得论著.继后,日本,美国,澳大利亚等国的技术人员陆续进行了大量的研究.
随着研究得深入,人们对该工艺的机理和优越性有了全新的认识.1980年在美国车家环保局的资助下,印第安纳州Culver城投建了世界上个SBR工艺的污水处理厂.我国座应用SBR工艺的污水处理设施---上海市政工程设计院设计的SBR处理系统于1985年投入使用,此后陆续在城市污水及工业废水领域得以推广使用,同时,在全国也掀起了研究SBR的热潮,近年来成为国内外学者研究的热点.
目前,SBR主要应用于以下几个领域:城市污水,工业污水(主要有石油,化工,食品.制药等工业污水处理),有毒有害废水和营养元素的废水.
厌氧生物处理反应器启动时的注意事项有哪些?
(1)厌氧生物处理反应器在投入运行之前，必须进行充水试验和气密性试验。充水试验要求无漏水现象，气密性试验要求池内加压到350mm水柱，稳定15min后压力降小于10mm水柱。而且在进行厌氧污泥的培养和驯化之前，好使用氮气吹扫。
(2)厌氧活性污泥好从处理同类污水的正在运行的厌氧处理构筑物中取得，也可取自江河湖泊沼泽底部、市政下水道及污水集积处等处于厌氧环境下的淤泥，甚至还可以使用好氧活性污泥法的剩余污泥进行转性培养，但这样做需要的时间要更长一些。
(3)厌氧生物处理反应器因为微生物增殖缓慢，一般需要的启动时间较长，如果能接种大量的厌氧污泥，可以缩短启动时问。一般接种污泥的数量要达到反应器容积的10％～90％，具体值根据接种污泥的来源情况而定。接种量越大，启动时间越短，如果接种污泥中含有大量的甲烷菌，效果会更好。
(4)采用中温消化或高温消化时，加热升温的速度越慢越好，一定不能超过1℃／h。同时对含碳水化合物较多、缺乏碱性缓冲物质的废水时，需要补充投加一部分碱源，并严格控制反应器内的pH值在6．8～7．8之间。
(5)启动时的初始有机负荷与厌氧处理方法、待处理废水性质、温度等工艺条件及接种污泥的性质等有关，一般从较低的负荷开始，再逐步增加负荷完成启动过程。例如UASB启动时，初始有机负荷一般为O．1～O．2kgCODcr／(kgMLSS·d)，当C0Dcr，去除率达到80或出水中挥发性有机酸VFA的浓度低于1000MG/L后，再按原有负荷50％的递增幅度增加负荷。如果出水中VFA浓度较高，则不宜提高负荷，甚至要酌情降低负荷。
(6)厌氧反应器的出水以一定的回流比返回反应器，可以回收部分流失的污泥及出水中的缓冲性物质、平衡反应器中水的pH值。一般附着型的反应装置因填料具有一定的拦截作用，可以不用回流出水；而悬浮生长型反应装置启动时因污泥易于流失，可适当出水回流。
(7)对于悬浮型厌氧反应装置，可以投加粉末无烟煤、微小砂砾、粉末活性炭或絮凝剂，促进污泥的颗粒化。
(8)启动初期水力负荷过高可能造成污泥的大量流失，水力负荷过低又不利于厌氧污泥的筛选。一般在启动初期选用较低的水力负荷，经过数周后再缓慢平稳地递增。
