SBR法在糖厂废水处理中的应用

　　广西是全国最大的甘蔗糖主产区,产糖量连续多年居全国首位。糖厂的排水量大,COD值浓度高、总量大。糖厂要做到稳定的达标排放,就必须减排污染物,控制COD的总量。糖厂废水稳定的达标排放是指糖厂从开榨起生产期间的全过程至停机为止,外排废水的COD值均能做到达标排放。目前,糖厂外排废水COD值执行标准为100毫克升。由于广西糖厂缺乏严格规范的在线监测设施,因此,糖厂废水稳定的达标排放情况就难以说清。

　　一般糖厂废水处理有几种方法，如传统的活性污泥法、生物接触氧化法、SBR法、氧化沟、ABJ生物处理法、生物厌氧法等工艺流程。甘蔗制糖生产废水，是以糖元素为主的溶解体有机物，是多种微生物的营养源。这些高能位的有机物质，经一系列的生化反应，逐步释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化处理的要求。

　　二、糖厂废水处理的SBR法

　　广西对甘蔗制糖生产废水处理的工艺技术选择上，目前大多数趋向于运用生物接触法和氧化沟工艺流程。生物接触氧化法和氧化沟工艺同属于好氧生物处理技术的一类工艺。好生物处理技术是在提供游离氧的前提下，以好氧微生物为主体的微生物菌群使废水中的有机物得以降解，是去除废水中溶解性有机物质，降低B0D的有效途径，其操作管理简单，运行费用低，为国内城市生活污水处理所普遍使用。但应用于甘蔗制糖生产工业废水，即突现其不足的缺陷：如对负荷冲击敏感，受高浓度废水冲击时，出现溶解氧严重下降，活性污泥出现非丝状菌污泥膨胀等，废水处理系统控制指标骤然恶化、处理系统效果下降，严重时导致废水处理系统瘫痪，无法抗衡COD浓度多变的甘蔗制糖生产废水，其废水处理系统运行稳定率差。长期连续的机械运行使得机械设备完好率低，设备占地面积相对较大等问题。

　　甘蔗制糖生产废水主要是在生产过程中的蒸发罐、煮糖罐的冷凝水以及各种箱罐的洗罐水，这部分废水其水量大，水温较高，在生产过程中极容易带糖与跑糖，造成废水COD、BOD浓度变化幅度大，加上生产中耗用的冷却水、洗滤布水，锅炉冲灰水，冲洗地台水与机泵的跑、冒、滴、漏等，废水水质极不稳定。在一般偏低COD浓度的情况下，废水处理是可以达标排放的，但废水在COD浓度偏高(1000mg/L左右)的情况下，则难于处理达标排放，也就是说运用生物接触法和氧化沟工艺流程不能完全消化与降解有机物，在实践中我们发现了这一缺点。

　　基于以上几点，本文对广西制糖厂废水主要采用序列间歇式活性污泥法。

　　SBR是序列间歇式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess)的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。

　　与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式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。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，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。

　　2.1SBR工艺具有的优点

　　(1)理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。

　　(2)运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。

　　(3)耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。

　　(4)工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

　　(5)处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

　　(6)反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。

　　(7)SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。

　　(8)脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。

　　(9)工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积少。

　　2.2SBR工艺的反应池

　　反应池的形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地很少。形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为1：1～1：2，水深4～6米。

　　反应池水深过深，基于以下理由是不经济的：①如果反应池的水深大，排出水的深度相应增大，则固液分离所需的沉淀时间就会增加。②专用的上清液排出装置受到结构上的限制，上清液排出水的深度不能过深。

　　反应池水深过浅，基于以下理由是不希望的：①在排水期间，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能过深。②与其他相同BOD-SS负荷的处理方式相比，其优点是用地面积较少。

　　反应池的数量，考虑清洗和检修等情况，原则上设2个以上。在规模较小或投产初期污水量较小时，也可建一个池。

　　2.3SBR工艺的需氧与供氧

　　SBR工艺有机物的降解规律与推流式曝气池类似，推流式曝气池是空间(长度)上的推流，而SBR反应池是时间意义上的推流。由于SBR工艺有机物浓度是逐渐变化的，在反应初期，池内有机物浓度较高，如果供氧速率小于耗氧速率，则混合液中的溶解氧为零，对单一的微生物而言，氧气的得到可能是间断的，供氧速率决定了有机物的降解速率。随着好氧进程的深入，有机物浓度降低，供氧速率开始大于耗氧速率，溶解氧开始出现，微生物开始可以得到充足的氧气供应，有机物浓度的高低成为影响有机物降解速率的一个重要因素。从耗氧与供氧的关系来看，在反应初期SBR反应池保持充足的供氧，可以提高有机物的降解速度，随着溶解氧的出现，逐渐减少供氧量，可以节约运行费用，缩短反应时间。SBR反应池通过曝气系统的设计，采用渐减曝气更经济、合理一些。

　　2.4SBR调试程序及注意事项

　　(一)活性污泥的培养驯化

　　SBR反应池去除有机物的机理与普通活性污泥法基本相同，主要利用大量繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。

　　活性污泥处理系统在正式投产之前的首要工作是培养和驯化活性污泥。活性污泥的培养驯化可归纳为异步培驯法、同步培驯法和接种培驯法，异步法为先培养后驯化，同步法则培养和驯化同时进行或交替进行，接种法系利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当的培驯。

　　培养活性污泥需要有菌种和菌种所需要的营养物。对于城市污水，其中的菌种和营养都具备，可以直接进行培养。对于工业废水，由于其中缺乏专性菌种和足够的营养，因此在投产时除用一般的菌种和所需要营养培养足够的活性污泥外，还应对所培养的活性污泥进行驯化，使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统，具有某种专性。

　　(二)试运行

　　活性污泥培养驯化成熟后，就开始试运行。试运行的目的使确定最佳的运行条件。

　　在活性污泥系统的运行中，影响因素很多，混合液污泥浓度、空气量、污水量、污水的营养情况等。活性污泥法要求在曝气池内保持适宜的营养物与微生物的比值，供给所需要的氧，使微生物很好的和有机物相接触，全体均匀的保持适当的接触时间。

　　对SBR处理工艺而言，运行周期的确定还与沉淀、排水排泥时间及闲置时间有关，还和处理工艺中所设计的SBR反应器数量有关。运行周期的确定除了要保证处理过程中运行的稳定性和处理效果外，还要保证每个池充水的顺序连续性，即合理的运行周期应满足运行过程中避免两个或两个以上的池子同时进水或第一个池子和最后一个池子进水脱节的现象。同时通过改变曝气时间和排水时间，对污水进行不同的反应测试，确定最佳的运行模式，达到最佳的出水水质、最经济的运行方式。

　　(三)污泥沉降性能的控制

　　活性污泥的良好沉降性能是保证活性污泥处理系统正常运行的前提条件之一。如果污泥的沉降性能不好，在SBR的反应期结束后，污泥难以沉淀，污泥的压密性差，上清液的排除就受到限制，水泥比下降，导致每个运行周期处理污水量下降。如果污泥的絮凝性能差，则出水中的悬浮固体(SS)含量将升高，COD上升，导致处理出水水质的下降。

　　导致污泥沉降性能恶化的原因是多方面的，但都表现在污泥容积指数(SVI)的升高。SBR工艺中由于反复出现高浓度基质，在菌胶团菌和丝状菌共存的生态环境中，丝状菌一般是不容易繁殖的，因而发生污泥丝状菌膨胀的可能性是非常低的。SBR较容易出现高粘性膨胀问题。这可能是由于SBR法是一个瞬态过程，混合液内基质逐步降解，液相中基质浓度下降了，但并不完全说明基质已被氧化去除，加之许多污水的污染物容易被活性污泥吸附和吸收，在很短的时间内，混合液中的基质浓度可降至很低的水平，从污水处理的角度看，已经达到了处理效果，但这仅仅是一种相的转移，混合液中基质的浓度的降低仅是一种表面现象。可以认为，在污水处理过程中，菌胶团之所以形成和有所增长，就要求系统中有一定数量的有机基质的积累，在胞外形成多糖聚合物(否则菌胶团不增长甚至出现细菌分散生长现象，出水浑浊)。在实际操作过程中往往会因充水时间或曝气方式选择的不适当或操作不当而使基质的积累过量，致使发生污泥的高粘性膨胀。

　　污染物在混合液内的积累是逐步的，在一个周期内一般难以马上表现出来，需通过观察各运行周期间的污泥沉降性能的变化才能体现出来。为使污泥具有良好的沉降性能，应注意每个运行周期内污泥的SVI变化趋势，及时调整运行方式以确保良好的处理效果。

　　三、结束语

　　目前广西糖厂废水要做到稳定的达标排放,同时外排废水的排放量要达到清洁生产的二级水平以上要求(有些糖厂因设备陈旧,清洁生产仅达到三级水平要求),从各方面考虑，SBR工艺是极佳的糖厂废水处理工艺。

　　参考文献：

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　　[4]刘颖文.甘蔗制糖废水末端治理的必要性及技术思路[J].应用技术,2007.