فرآیند راکتور پر و خالی شونده نا پیوسته (SBR) Sequencing batch reactor


فرآیند راکتور پر و خالی شونده نا پیوسته  (SBR) Sequencing batch reactor ، یک پیکربندی متفاوت از سیستم های لجن فعال معمولی است ، که در آن فرایند ها در راکتور انجام می شود، جایی که شرایط مختلف در رآکتور اما در زمان های مختلف حاصل می شود. این تصفیه شامل یک چرخه پنج مرحله ای است: پر کردن، واکنش، ته نشینی، تخلیه و سکون. در طول واکنش ، اکسیژن توسط یک سیستم هوادهی به سیستم اضافه می شود. در طی این مرحله ، باکتریها ماده آلی را مانند سیستم های لجن فعال اکسیده می کنند. پس از آن ، هوادهی متوقف می شود تا لجن حل شود. در مرحله بعد ، آب و لجن از هم جدا می شوند و لایه رویی از محفظه واکنش تخلیه می شود. بسته به میزان تولید لجن ممکن است مقداری لجن نیز تخلیه شود. پس از گذشت یک مرحله از کار ، مخزن با جریان جدیدی از فاضلاب پر می شود.

 


 حداقل دو مخزن مورد نیاز است زیرا جریان ورودی مداوم در طول فرایند لازم است که جمع آوری شود. سیستم های کوچک ممکن است فقط یک مخزن اعمال کنند. در این حالت ، جریان ورودی یا باید در یک حوضچه نگه داشته شود یا بطور مداوم در قسمت پایین مخزن تخلیه شود تا در مراحل رسوب گذاری، تخلیه و سکون مزاحم نشود. SBR ها برای جریان های پایین مناسب هستند ، زیرا اندازه هر مخزن با حجم فاضلاب تولید شده در طول دوره تصفیه در مخزن دیگر تعیین می شود.
 


شرح 5 مرحله ی فرایند SBR:


1- مرحله ی پر شدن:


این مرحله برای اضافه شدن جریان ورودی به راکتور صورت می گیرد. در طول پر شدن ، فاضلاب ورودی به زیست توده (به عنوان مثال MLSS) اضافه می شود که از چرخه قبلی در مخزن باقی مانده است. بسته به هدف تصفیه ، این مرحله ممکن است استاتیک ، اختلاط یا هوادهی باشد. Static FILL (بدون اختلاط یا هوادهی) منجر به حداقل ورودی انرژی و غلظت بالای بستر در پایان این مرحله می شود. Mixed FILL (مخلوط کردن بدون هوادهی) در صورت وجود نیترات ، منجر به نیتریفیکاسیون می شود ، همچنین باعث کاهش BOD و انرژی ورودی می شود. همچنین در شرایط بی هوازی برای حذف بیولوژیکی فسفر مورد نیاز است. Aerated FILL (اختلاط و هوادهی) منجر به واکنشهای هوازی می شود که منجر به کاهش زمان چرخه می شود و بستر را در غلظت های پایین تر نگه می دارد ، این حالت زمانی مهم است که ترکیبات زیست تخریب پذیر موجود در فاضلاب در غلظت های بالا سمی باشند.


2- مرحله ی واکنش:


با پر شدن راکتور ، مرحله واکنش آغاز می شود. به طور کلی ، هوادهی با شدت ویژگی این مرحله است. این مرحله ممکن است در غلظت های اکسیژن محلول بالا (REACT Aerated) یا در غلظت های کم اکسیژن محلول (REACT Mixed) انجام شود. زمان اختصاص داده شده برای واکنش باید به اندازه ای باشد که برای دستیابی به سطح مطلوب کیفیت پساب کافی باشد. زمان اختصاص یافته به مرحله واکنش می تواند از حداقل صفر تا بیش از 50٪ از زمان کل چرخه متغیر باشد. اگر فقط حذف مواد آلی مورد نظر باشد ، مدت هوادهی می تواند به اندازه 15 دقیقه باشد. با این حال ، دوره هوادهی طولانی تر، 4 ساعت یا بیشتر ، به طور معمول برای پایداری طولانی مدت فرآیند و نیتریفیکاسیون مورد نیاز است. در صورت نیاز به دفع دی نیتریفیکاسیون به دنبال نیتریفیکاسیون ، هوادهی در طول مرحله ی واکنش قطع می شود. سپس شرایط بی هوازی در طی یک ساعت  به دونبالیک دوره کوتاه هوادهی موجب بیرون راندن حباب های گاز نیتروژن می شود.


3- مرحله ی ته نشینی:


این مرحله باعث می شود كه جامدات از پساب تصفیه شده بدون هرگونه جریان ورودی یا خروجی جدا شوند. راكتور SBR كه ممكن است حجمی بیش از ده برابر از یك زلال ساز ثانویه داشته باشد برای پلنت های معمولی لجن فعال شده با جریان مداوم استفاده می شود. مهمترین مزیت SBR استفاده از آن به عنوان زلال ساز است که شرایط رسوب را فراهم می آورد.


4- مرحله ی تخلیه:


این مرحله برای تخلیه پساب زلال شده از راکتور است. چندین مکانیسم وجود دارد. ممکن است به سادگی لوله ای باشد که در عمق تعیین شده با جریان تنظیم شده توسط یک شیر اتوماتیک یا پمپ تنظیم شده  قرار گرفته باشد. همچنین می توان از یک سد قابل تنظیم یا شناور در سطح مایع یا زیر آن استفاده کرد و تخلیه می تواند توسط یک شیر خودکار یا پمپ تنظیم انجام شود. در هر صورت ، مکانیسم تخلیه باید به گونه ای طراحی شود که از تخلیه مواد شناور جلوگیری شود. مدت زمان اختصاصی برای مرحله تخلیه می تواند از 5٪ تا بیش از 30٪ از زمان کل چرخه باشد. به دلیل مشکلات احتمالی افزایش لجن نباید زمان تخلیه بیش از حد تمدید شود. یک ساعت زمانی معمول است که برای این مرحله از عملیات مجاز است.


5- مرحله ی سکون


این مرحله، مرحله ی بین تخلیه پساب تصفیه شده و قبل از پر کردن دوباره راکتور است. این زمان می تواند به طور موثر برای هدر رفت لجن استفاده شود. میزان هدر رفت لجن با افزایش مواد جامد خالص در راکتور برای هر چرخه و ظرفیت تجهیزات اختلاط و هوادهی تعیین می شود. پس از اتلاف لجن ، بسته به اهداف کلی سیستم ، می توان هوادهی و / یا اختلاط را فراهم کرد.


بازده حذف آلاینده ها در فرایند SBR :



پارامترهای کلیدی در طراحی فرایند SBR :



فرایند SBR در صنایعی که فاضلاب تولیدی کم می باشد یا فضای قابل استفاده کم باشد مورد استفاده قرار می گیرد.


 

مزایای فرایند SBR:


•    متعادل سازی، زلال سازی اولیه، تصفیه ی بیولوژیکی و زلال سازی ثانویه در یک راکتور قابل دستیابی می باشد.
•    قابل کنترل و انعطاف
•    نیاز به فضای کم
•    صرفه جویی در هزینه به دلیل حذف نیاز به تجهیزاتی مانند زلال ساز و سایر
•    کیفیت بالای پساب
•    کاملا خودکار
•    مقاوم در برابر شوک و قابل استفاده برای طیف وسیعی از نرخ بارگذاری آلی و هیدرولیک.


معایب فرایند SBR:


•    حجم های بزرگ منجر به پیچیدگی سیستم می شود.
•    نیاز به نگهداری و کنترل بیشتر (در مقایسه با سیستم های متعارف)
•    نیاز به تأمین مداوم انرژی دارد.
•    تجهیزات بسیار مکانیزه (کنترل پنل).
•    پساب و لجن ممكن است نياز به تصفيه بيشتر داشته باشد.