Добавьте эти два
output=${output//$search_string$SPACE/$replace_string$SPACE}
output=${output//$SPACE$search_string/$SPACE$replace_string}
Обновите комментарий, затем с помощью |
output="|${input//$SPACE$search_string$SPACE/$SPACE$replace_string$SPACE}|"
output=${output//"|$search_string$SPACE"/$replace_string$SPACE}
output=${output//"$SPACE$search_string|"/$SPACE$replace_string}
output=${output//|}
Или, как предложил Марканте Макреле
output=${input//$replace_string/$search_string}
output=${output//$search_string/$replace_string}
Но лучше использовать sed.