就SBR工艺处理难降解有机物的研究和应用下似的

SBR工艺处理难降解有机物的研究和应用（下）

2.2 污泥膨胀机理

污泥膨胀是连续法运行中普遍存在的问题，而SBR能成功防止污泥膨胀，为此许多学者 试图 通过SBR对丝状菌抑制机理的研究来阐明污泥膨胀机理及其控制方法。Steven iesa等人 研究证实，微生物处于富营养和贫营养交让企业明明白白缴费替变化的环境下，即在起始基质浓度的显著增加、高生长速率(高基质浓度)及长贫营养时间的条件下，均能有效抑制丝状菌的生长。贫营养的 幅度和时间对絮状污泥的相对量以及微生物合成维持絮状污泥完整性的胞外酶的能力有重要影响。为此，通过对比连续式和间歇式运行、反应池中丝状菌的生长条件和控制方法，Chie sa发现SBR中的特殊生态环境使其具备一定的生物选择能力，该能力能利用领域将变窄从底物中吸收有机物 质并使在延时的内源代谢阶段维持较高活性的非丝状微生物成为优势微生物。SBR对生物的 选 择能力由进料方式、DO、有机负荷率、最大生长速率的幅度及其维持的时间、贫营养的幅度 和范围、贫富营养交替的频率等众多因素决定。被选择生物的最大生长速率取决于基质的营养性质，不同的基质生物选择所需浓度不同。基于上述结论，Chiesa认为连续法运行尽管也 能维持较好的污泥沉降性能，但其有机负荷率的可变范围非常小，易于发生污泥膨胀，当通过调节有机负荷和反应器中的DO还无法避免污泥膨胀时，可将连续式运行改为间歇式运行。Franta等人发现若反应时间太短，贫营养时间不充分更易发生污泥膨胀。

2.3 微生物特征

Robert vine从SBR处理难降解有机物的微生物特征出发，研究其降解机理。认为从微生物角度看，SBR最大的特点是微生物处于富营养、贫营养、好氧、缺氧、厌氧周期性变化的环境中。反应器内营养物浓度的降低可使营养物被摄取速率增加，可利用基质范围增大。通过控制运行周期、1、 控温范围：＋30℃～—60℃ (室温≤25℃)流量、营养物浓度及DO等环境压力的改变可强化反应器对微生物的选择，这是因为在不同条件下，有不同的微生物在起作用。SBR不仅具有改变运行形式方便的优点，通过控制运行周期、进出水流量、营养物浓度及DO等条件，SBR还能够改变微生物的环境压力进而强化微生物。进水确定的环境条件下所富集的特定微生物在反应段得到强化，随之造成生物生理、产量的变化，将进一步促进SBR对生物的选择。Cristiani Urbina等人研究了SBR处理乳浆废水中球酵母属(Torulopsis cremoris)在间歇或连续运行中生长动力学，发现SB R中emori的生长速率比连续式快26%。ada研究了SBR处理含酚废水的生物活性，比较了连续式好氧SBR、厌/好氧SBR在两种冲击负荷下降解酚时细菌的活性，结果最佳生物活性和忍耐力在高酚负荷的好氧SBR中获得。SBR中高的初始酚浓度有助于生物活性的提以移动横梁升降时不碰到为准：高，在连续式低酚浓度下，生物活性较低。SBR能给污泥恰当的酚负荷和稳定的污泥活性，从而在高冲击负荷下也能稳定地运行，降解酚的细菌活性增强主要是细菌降解和忍受酚的能力增强而不是细菌总数的增加。Wilson等人从SBR处理高浓度造纸废水的污泥中分离出仅以双(Diterpene) 和异海松酸(Isopimaric Acid)为碳源和电子供体的两种好氧革兰氏阴性菌，并详细研究了 这两种菌的生长特性、营养源，以提高SBR处理造纸废水的效果。 3 工艺过程研究

SBR工艺中的运行操作是周期性进行的，操作控制较繁琐。另一方面，SBR工艺过程优化控制能极大地提高效率降低能耗，因此如何对工艺过程进行有效控制，对SBR工艺的理论研究和实 际应用均具有重要意义。

3.1 控制

Yongzhen Peng等人研究了用氧化还原电位(ORP)控制SBR的曝气运行。由于ORP传感器能准确显示反应器中的生物氧化状态，因此可用ORP来控制SBR中的曝气时间，通过曝气时间长短的动态调整，尽量减少曝气量以避免能量的浪费。试验发现，氧化基本结束时(通过COD达 到平衡反映出来)，SBR中的ORP值迅速增加。在某一特定废水处理中，ORP平台出现在一狭小范围内，取决于进水组成、曝气时间、MLSS值及系统其他公司生产的采取杠杆加载有机负荷，因此可用ORP平台出现来结束曝气以节省能量。mamoto等人采用“模糊逻辑”(fuzzy logic)控制以自动确定最佳的搅拌和曝气阶段，模糊控俗称冷板制中参数有DO、pH、ORP及反应池的水位，模糊控制后显著 降低了能耗。

3.2 过程设计

许多学者对SBR的设计过程进行了研究。Ketchum L H分析了不同处理目标的SBR设计过程和物理特性。在设计中将进水分为静止进水(完全限制)、搅拌进水(半限制)、曝气进水(不限制) 三种。依据不同的处理目标，将运行策略大致分为五种，建议以处理工业废水及有毒有害废 水为目标的运行方式为：短时间的搅拌加上长时间的曝气。

3.3 启动策略

niz等人研究了SBR处理含难降解有机物废水的启动策略，以缩短启动时间，节省接种污 泥量，降低启动费用。运行周期为6 h，进水曝气时间为4 h，沉淀时间为1.5 h，出水时间为0.5 h。启动阶段在时间上分为接种阶段和条件控制阶段。接种阶段接种的污泥量少，不仅节省污泥量和运输费用，同时也获得更适应新污水的微生物。进料阶段中根据微生物对COD的要求及处理对象中毒性对微生物抑制作用的大小，逐渐增加有毒有害物的量直至最终含量，以达到进料段生长速率常数恒定、COD去除率高、污泥沉降性能好的目的。

4 结语

SBR反应器已广泛应用于多种难降解有机物处理的试验研究与应用，并取得较好的处理效果。但由于SBR工艺的间歇周期运行，反应器中DO、有机物浓度等随时间不断变化，处于这种周期性变化环境中的微生物对难降解有机物的降解机理、反应动力学以及工程应用中的设计、过程控制等更加复杂，给研究人员提出了比研究连续式活性污泥法处理难降解有机物更大的挑战。尽管目前SBR工艺机理及设计研究尚处于起步阶段，但由于SBR运行灵活，抗冲击负荷能力强，能适与客户建立火伴关系应废水间歇无规律排放，且对连续式不能降解的有机物也表现出良好的降解效果，因此该工艺在难降解有机物特别是中小型石化、造纸、印染、炼油、制药等企业废 水处理中将具有极为广泛的应用前景。(作者：王东海，文湘华,钱易/《中国给水排水》）