SBR 能源化技術之探討

美國諾羅丹大學的Irvine提出了循序批次反應槽SBR（Sequencing Batch Reactor）的名稱，並嘗試在實際廢水工程上加以應用。SBR法為廢水的生物 處理程序，屬活性污泥法的範疇，而污泥物去除的機制、BOD 負荷等參數 均適合於SBR循序批次活性污泥法有、厭氣-好氣操作、間斷進流的特點。

而SBR 法是一種半連續-間歇式反應槽，它與傳統的曝氣池不同。進流方式 可以是間歇式，也可以是連續式，而放流階段一般是採間歇式。

SBR法的運作以間歇式操作為主要特徵，所謂序列間歇有兩種含意〆一 種是運行操作在空間上是按程序排列、間歇進行，由於污水是連續按序列進 入反應器，它們運作時的相對關係是序列、間歇的々另一則是是每個SBR的 運行操作在時間上也是按序排列、間歇進行。一般反應槽操作分為下列四個 不同的階段〆1.進流（fill）2.攪拌（react）3.沉降（settle）4.抽離（draw），

這四個階段組成一個週期，如圖2-5。

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(一)進流階段

進流階段為一循環的開始，緊接上一週期的放流狀態，反應槽內留有活 性污泥，且槽內以達最低水位，進流後基質開始流入，隨著進流時間的增加，

水位不斷上升。通常在進流階段可以有兩種不同操作情形依廢水的性質和處 理目標而定〆1.進流即同時開始攪拌階段。2.進流後才開始攪拌階段。

(二)攪拌階段

在此階段反應槽內保持最大水量，並藉著攪拌讓微生物與基質完全混合，

達到處理的目的。

(三)沉降階段

反應槽停止攪拌，反應停止後，活性污泥絮狀體藉著重力沉澱，達到固 液分離的目的々此時污泥是在完全靜置狀況下沉降，固沉降效果極佳，能有 效截流菌體濃度(VSS)。

(四)抽離階段

反應槽內水位達到設計的最高水位並經沉澱後，開始排放上澄液，當槽 內水位恢復到處理週期開始的最低水位（大於污泥高度）停止放流。在放流 後，因尚有一部份上澄液殘留在反應槽內，故在下一循環進流階段時，此殘 留的上澄液有稀釋的作用，可避免突增負荷（Shock Loadind）的影響。

SBR法在單一反應槽中以時間為導向，控制每一個批次循環操作的廢水 生物處理程序，此操作程序介於傳統批次與連續操作之間，不但能連續操作 馴養污泥，更能有效截留菌體量。SBR 法除了具有設備及操作成本低廉、

節省佔地面積、節省能源、易於控制等優點外，尚有下列優點〆 (一)耐衝擊負荷強

SBR兼具有耐衝擊負荷強及反應推力大的優點，並且SBR法的沉降階段 為靜止沉澱，有稀釋的作用，對於基質的突增負荷有忍受力，不會影響放流

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水水質，且沉降性能好及不需要污泥回流，使反應器中維持較高的MLSS濃 度。故SBR法更具耐衝擊負荷能力。

(二)能充分防止污泥膨脹

污泥膨脹多為絲狀膨脹，在活性污泥法中，間歇式最不易發生膨脹，完 全混合式最容易引起膨脹。按照發生膨脹難易程度的順序為〆間歇式、傳統 推流式、階段曝氣式和完全混合式，同時其降解有機物速率也是遵循此順序。

SBR法能夠有效地控制絲狀菌的過量繁殖（Heinrich, 1995），這一特性是由 缺氧好氧狀態並存、反應中底物濃度較大、泥齡短、比增長速率大決定的。

(三)沉澱效果佳

SBR 反應槽固液分離在近乎理想的靜止狀態下進行，且沉降時不會有 短流（short circuiting）現象發生，故污泥沉降性較連續式佳，且不易有鬆化 現象。

(四) 理想的推流過程使生化反應推力大、效率高

在不同的週期中，SBR法反應器中的BOD和MLSS濃度是變化且不連續 的，因此，它的運行是典型的非穩定狀態，並且在其連續曝氣的反應階段也 屬於非穩定狀態，但在同一週期中，其底物和微生物濃度的變化卻是連續的。

這期間，雖然反應器內的混合液呈完全混合狀態，但是其底物和微生物濃度 變化在時間上是一個推流（plug flow）過程，並且呈現出理想的推流狀態（任 立斌，1998）。

根據周周家弘（2001）的文獻及最近的研究顯示，有些能力強的纖維素、

木質素分解菌種，如Geobacillus、Bacillus 及 Clostridium 等菌屬特定菌株，

可以在兼氣到厭氧的環境下，採取不穩態的操作模式，可以有效的裂解 cellulose 及木質素。故本研究選定具有分解 cellulose 的 Clostridium 菌株與 進行大量培養之醱酵產氫菌，進行不同之配比組合批次研究，選出分解力較

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佳的分解菌，作為SBR 反應槽中主要菌種。又因 SBR 其操作過程可以適當 調整其溶氧含量經過一段時間的反應後，可以達到完全的厭氧，因此可以適 合Bacillus 及 Clostridium 的共培養反應，而達到有效分解纖維素、木質素，

以產氫、產能的目的。因此本研究第一段連續流反應槽將以 SBR 來水解能 源作物中的纖維素、木質素等成分。