پکیج تصفیه فاصلاب به روش SBR

آشنایی با روش SBR در تصفیه فاضلاب

روش SBR یا Sequencing Batch Reactor به معنای راکتور ناپیوسته متوالی می باشد. این سیستم یک فرآیند هوازی تصفیه فاضلاب می باشد که قلب آن را یک راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) تشکیل می دهد. این فرآیند به نوعی فرآیند لجن فعال بوده که تمام فازهای تصفیه بیولوژیکی آن در یک مخزن انجام می پذیرد. این سیستم با سایر فرآیند های لجن فعال یک تفاوت اصلی دارد که آن عدم نیاز به مخازن جداگانه برای هوادهی و ته‌نشینی می باشد.

SBR

سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR داری دو مخزن واکنش می باشد که به صورت موازی عمل می کنند. این سیستم می تواند شامل یک مخزن متعادل ساز و یک مخزن واکنش به صورت جداگانه نیز باشد. نوع مخزن استفاده شده در این سیستم وابسته به خصوصیات جریان فاضلاب ورودی می باشد. تنظیمات و خصوصیات این سیستم به گونه ای می باشد که در آن امکان ورود جریان به صورت پیوسته وجود دارد اما  گندزدایی یا نگهداری لجن هوادهی در آن امکان پذیر نیست.

سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR انواع مختلفی دارند که از جمله آن ها می توان به سیستم های جریان مداوم/زمانی، سیستم های جریان غیرمداوم/زمانی، سیستم های حجمی، سیستم های چرخه متناوب (SBR ای که از هوادهی جت استفاده می کند) و … که بسته به نیاز و ویژگی‌های مورد نیاز فاضلاب خروجی طراحی می شوند، اشاره نمود.

مهم ترین نکته در طراحی و انتخاب نوع سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR شامل ویژگی و خصوصیات فاضلاب ورودی، نوع نیاز واحد استفاده کننده و کیفیت مورد نیاز خروجی با توجه به قوانین و استانداردهای موجود می باشد. پکیج های تصفیه فاضلاب به روش SBR معمولاً برای دبی های 37 تا 750 مترمکعب در روز استفاده می شوند، اما می توان این اعداد را با توجه به نیاز مصرف کننده و متناسب با آن تغییر داد.

تصفیه فاضلاب به روش SBR

همانطور که در شکل بالا مشاهده می کنید، جریان ورودی فاضلاب قبل از ورود به سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR وارد آشغال گیر تعبیه شده می شود. سپس فاضلاب درون SBR و بویسله مجموعه ای از راکتورهای ناپیوسته تصفیه شده تا به غلظت مورد نیاز خروجی برسد. فاضلاب مازاد و دفعی از SBR به هاضم رفته و در انتها وارد قسمت استفاده مجدد، دفع یا مدیریت مواد جامد می شود. سپس پساب تصفیه شده وارد واحد گندزدایی می گردد.

معمولاً در سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR برای ذخیره مقادیر بالای آب، پیش از واحد گندزدایی از یک مخزن متعادل ساز استفاده می شود. در صورتی که این کار انجام نپذیرد، استفاده از یک فیلتر بزرگ برای همسان سازی جریان زیاد ورودی به سیستم گندزدایی ضروری خواهد بود. همچنین پکیج های تصفیه فاضلاب به روش SBR معمولا فاقد زلال سازهای اولیه و ثانویه برای ته نشینی می باشند.

عموما در یک چرخه تصفیه فاضلاب توسط سیستم SBR پنج مرحله وجود دارد: پر شدن (Fill)، واکنش (React)، ته نشینی (Settle)، تخلیه (Draw) و استراحت (Idle). مدت زمان هرکدام از این مراحل توسط تابلو برق PLC مشخص می شود (امکان کنترل مداوم و از راه دور سیستم). در مرحله ی پر شدن، فاضلاب خام وارد حوضچه ها شده و با بایومس ته نشین شده از چرخه قبل، ترکیب می گردد. در بعضی موارد در این مرحله هوادهی نیز صورت می گیرد. سپس در مرحله ی واکنش، حوضچه هوادهی شده و اکسیداسیون و نیتریفیکاسیون انجام می شود.

طی مرحله ته نشینی، هوادهی و اختلاط متوقف شده و به جامدات اجازه ته نشینی داده می شود. سپس فاضلاب تصفیه شده از حوضچه ها وارد مرحله تخلیه می شود. در آخرین مرحله نیز حوضچه تا شروع سیکل بعدی فرآیند استراحت خواهد نمود. در طول این زمان بخشی از مواد جامد از حوضچه خارج شده و به عنوان لجن مازاد از سیستم دفع می گردد. شکل زیر ترتیب عملکرد در یک سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR را نشان می دهد.

تصفیه فاضلاب به روش SBR

خصوصیات بنیادی و طراحی سیستم SBR

اجزای مهم داخلی این سیستم شامل سیستم هوادهی که خود معمولاً دربرگیرنده ی دیفیوزرها و بلوئر می باشد، میکسر شناور، دکانتر خروجی، پمپ تخلیه لجن و چندین فلوتر می شود. تابلو برق نیز معمولاً در نزدیکی اتاق کنترل قرار می گیرد.

زمانی که میزان دبی سیستم کمتر از 190 مترمکعب در روز باشد، می توان از یک مخزن فلزی پیش ساخته استفاده نمود. این مخزن به یک حوضچه SBR، یک هاضم هوازی لجن و یک چاه پمپاژ جریان ورودی تقسیم می گردد. در مواردی که تصفیه خانه به قدری بزرگ باشد که ظرفیت آن 380 تا 5700 مترمکعب فاضلاب در روز باشد، معمولاً از مخازن بتنی استفاده می کنند.

طراحی سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR می تواند تنها بر مبنای حذف BOD کربنی یا حذف همزمان BOD کربنی و نیتروژن باشد. اما می توان با به کارگیری چند مرحله فرآیند غیرهوازی در طول ته نشینی به مقدار مناسبی از نیتریفیکاسیون و حذف کربن نیز دست یافت.

با فراهم نمودن بخش های غیر هوازی پس از سیکل های هوازی، می توان شرایط مناسب برای دی‌نیتریفیکاسیون و حذف بیولوژیکی فسفر را نیز فراهم نمود. این کار باعث از بین رفتن DO شده و به دنبال آن مصرف نیترات موجود توسط میکروارگانیسم ها، باعث حذف نیترات به صورت عنصر نیتروژن آزاد می گردد.

بخش زیادی از فسفر در فاز بی هوازی آزاد می شود اما فسفر اضافی در طی سیکل های هوازی بعدی وارد توده های سلولی می گردد. از آنجایی که فسفر به توده های سلولی نفوذ نموده است، باید برای حذف کامل آن از تخلیه سلولی استفاده کرد. برای تصفیه لجن نباید از شرایط و فرآیندهای بی هوازی استفاده نمود، زیرا ممکن است منجر به آزاد سازی فسفر گردد.

مدت زمان عملکرد چرخه ی یک سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR با نسبت کم غذا به میکروارگانیسم (F:M) برای یک الگوی متوسط جریان شهری، چیزی حدود 4 ساعت (6سیکل) در روز می باشد. سیستمی که دارای دو راکتور باشد 12 سیکل در روز و سیستمی که 4 راکتور داشته باشد 24 سیکل در روز خواهد داشت. میزان توزیع و تعداد سیکل های روزانه سیستم را می توان متناسب با استانداردهای مورد نیاز یا الگوی جریان ورودی، تغییر داد.

توالی چرخه ها بوسیله حجم ایجاد شده برای مدیریت جریان ورودی، کنترل می گردد. اگر جریان ورودی به طور چشمگیری کمتر از مقدار جریان طراحی شده گردد، فقط بخشی از ظرفیت راکتور مورد استفاده قرار می گیرد. در این حالت می توان با کاهش دوره های هوادهی از مصرف بیش از حد انرژی و هوادهی اضافی جلوگیری کرد.

اگر مقدار جریان ورودی بسیار بیشتر از حالت طراحی شود، سیستم کنترلی مجموعه این افزایش را تشخیص داده و سیکل را به حالت تنظیمات اوج بار جریان خواهد برد. دراین شرایط به علت کوتاه شدن هوادهی، ته نشینی و توالی تخلیه‌ها، به حداقل رساندن فرآیند غیرهوازی و ایجاد چرخه ی روزانه بیشتر می شود. در نتیجه جریان هیدرولیکی در سیستم گنجانده شده و فاضلاب رقیق شده در زمان کوتاه تری پردازش می‌شود، که برای افزایش بازدهی فرآیندهای ذکر شده می توان از PLC استفاده کرد.

استفاده از سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR در مقیاس های کوچک می تواند موجب بروز مشکلات زیادی در عملکرد، تعمیر و نگهداری و بارگذاری گردد. بنابراین به دلیل گسترده بودن بازه بارهای هیدرولیکی و مواد آلی تولید شده از سوی جوامع کوچک، معیارهای طراحی در این سیستم باید به دقت و بسیار محافظه کارانه انتخاب گردد. این نوع طراحی ها معمولاً از نسبت کمتر غذا به میکروارگانیسم (F:M) و زمان ماند هدرولیکی (HRT) و SRT بیشتری استفاده می کنند.

لجن حاصل از تصفیه فاضلاب به روش SBR

همان طور که ذکر شد بخشی از لجن که لجن مازاد نام دارد از سیستم دفع می شود و بخشی دیگر برای استفاده در مرحله بعد در کف مخزن باقی می ماند.

با نگه داشتن و تنظیم نسبت ماده آلی به توده جرمی در هر سیکل میزان لجن اضافی که باید دفع شود تعیین می‌گردد.

در سیستم‌های لجن فعال متعارف پیوسته، نسبت ماده آلی به توده جرمی (نسبت F/M) با بازگشت لجن از مخزن ته نشینی تنظیم می‌ گردد که میزان آن وابسته به میزان فاضلاب ورودی و مشخصات و غلظت مواد در حوضچه ته نشینی و عوامل دیگر می‌ باشد.

لجن مازاد، بعد از خروج از سیستم، جهت تصفیه و بی خطر سازی وارد یکی از فرآیندهای دفع لجن می گردد.

مزایای پکیج تصفیه فاضلاب به روش SBR

  •   کل فعالیت ها در یک راکتور انجام می گیرند و نیازی به ساخت راکتورهای متعدد نیست.
  •   فضای کمی را اشغال می کند.
  •   کاهش تجهیزات و دستگاه ها و به دنبال آن کاهش هزینه ساخت را در پی دارد.
  •   این روش در عملکرد و کنترل بسیار منعطف است.
  •   قابلیت حذف نیتروژن و فسفر را دارد.
  •   هزینه تعمیرات و نگهداری آن بسیار کم است.
  •   سیستم SBR نوعی از فرآیند لجن فعال پر و خالی شونده است، به این صورت که هر دو سیستم دارای هوادهی و ته نشینی هستند. اما با این تفاوت که در فرآیند لجن فعال فرآیند ها به طور همزمان و در مخزن های جداگانه انجام می شود در حالی که در فرآیند SBR فرآیندها به طور متوالی در یک مخزن انجام می گیرند.

معایب پکیج تصفیه فاضلاب به روش SBR

  • سخت بودن تنظیم مدت زمان سیکل ها برای جوامع کوچک.
  • در صورت نیاز به تصفیه بیشتر ممکن است نیازمند استفاده از متعادل ساز بصورت جداگانه باشیم.
  • دفع لجن باید به صورت منظم و پرتکرار صورت گیرد.
  • بالا بودن میزان مصرف انرژی.

کاربرد راکتور ناپیوسته متوالی (SBR)

  • تصفیه فاضلاب در مناطقی با محدودیت زمین، قوانین سخت گیرانه محیط زیستی و شدت جریان های پایین فاضلاب
  • تصفیه فاضلاب در شدت جریان های ۵ میلیون گالن در روز یا کمتر
  • کاربرد در سایت هایی با محدوده گسترده ای از شدت جریان ورودی و بار آلی بالا که به حداقل اپراتور نیاز دارند.
  • کاربرد در تجهیزاتی که نیازمند نیتریفیکاسیون، دی نیتریفیکاسیون و حذف فسفر هستند.
  • پارک ها و مجتمع های مسکونی
  • کمپ ها و سایت های ساختمانی و کارگری
  • مدارس و مراکز آموزشی در حومه شهرها و روستاها
  • هتل ها و مجتمع های مسافری
  • صنایع داروسازی، آبمیوه سازی، لبنیات، کاغذ و نیشکر و زائدات شیمیایی

راندمان تصفیه فاضلاب به روش SBR

راندمان تصفیه یک سیستم SBR به طور موثری تحت تاثیر عملکرد اپراتور می‌باشد. می توان با انجام آموزش های لازم اپراتورها را به نیروهای متخصصی تبدیل نمود. عملکرد پکیج های SBR قابل اطمینان بوده و در اغلب مواقع با راندمان حذف فرآیندهای هوادهی گسترده مطابقت دارند.

راندمان تصفیه فاضلاب به روش SBR

علاوه بر این، سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR به دلیل بهینه سازی فعالیت های میکروبی از طریق تنش غیرهوازی و استفاده بهتر از اکسیژن در سیکل ها، راندمان حذف BOD کربنی بالاتری نسبت به سایر سیستم ها دارا می باشند.

تعمیر و نگهداری

برای اطمینان از عملکرد مناسب سیستم، تعمیر و نگهداری مناسبی برای بخش های مختلف سیستم باید صورت پذیرد. اقدام های عملیاتی شامل نمونه برداری و نظارت بر مقادیر DO، pH و MLSS می‌باشد. سایر آنالیزها و نمونه گیری ها متناسب با استانداردهای موجود خواهد بود.

تعمیر و نگهداری های معمول برای سیستم های تصفیه فاضلاب SBR شامل سرویس دوره ای بلوئرهای هوادهی (بررسی میزان روغن و تسمه های موجود)، بازرسی و سرویس پمپ های مستغرق، روغن کاری دکانتر و سایر موارد که بنا به نیازهای سیستم و توصیه های سازنده مورد نیاز است.

منبع: آبسازه absaze.com

پیام بگذارید

کلیه فیلدهای مشخص شده با ستاره (*) الزامی است