Analiza porównawcza jednoczesnego usuwania azotu i fosforu w procesie SBR

Podczas działania proces SBR umożliwia jednoczesne usuwanie azotu i fosforu w tym samym zbiorniku reakcyjnym poprzez dostosowanie przydziału czasu i warunków środowiskowych (takich jak szybkość napowietrzania i stan mieszania) na każdym etapie. W szczególności tworzy naprzemienne środowiska tlenowe, beztlenowe i beztlenowe na różnych etapach działania, aby zaspokoić potrzeby metaboliczne różnych społeczności drobnoustrojów.

Tryb pracy: Beztlenowy → Aerobowy → Beztlenowy (lub elastycznie łączony w zależności od potrzeb)

Dzięki kontroli szeregów czasowych-uwalnianie fosforu osiąga się w fazie beztlenowej, nitryfikacja i pobieranie nadmiaru fosforu w fazie tlenowej, a denitryfikacja w fazie beztlenowej.

1. Stężenie wpływającej materii organicznej

Materia organiczna w dopływie jest ważnym źródłem węgla dla bakterii-akumulujących polifosforany i bakterii denitryfikacyjnych. Istnieje konkurencja w zakresie źródeł węgla pomiędzy bakteriami-akumulującymi polifosforany a bakteriami denitryfikacyjnymi. Jeśli stężenie wpływającej materii organicznej będzie niewystarczające, będzie to miało bezpośredni wpływ na skuteczność usuwania azotu i fosforu. Dlatego rozsądny stosunek źródeł węgla ma kluczowe znaczenie dla powodzenia jednoczesnego usuwania azotu i fosforu.

2. Szybkość napowietrzania i rozpuszczony tlen (DO)

Stężenie rozpuszczonego tlenu bezpośrednio wpływa na skuteczność usuwania azotu i fosforu. Denitryfikacja wymaga warunków beztlenowych z DO < 0,5 mg/l; zbyt duża ilość rozpuszczonego tlenu hamuje działanie bakterii denitryfikacyjnych. Jednocześnie w fazie tlenowej należy utrzymać wystarczającą ilość rozpuszczonego tlenu, aby zapewnić pełny postęp nitryfikacji. Dlatego kluczowa jest precyzyjna kontrola szybkości napowietrzania i poziomu rozpuszczonego tlenu.

3. Wartość pH

Wartość pH systemu znacząco wpływa na skuteczność biologicznego usuwania fosforu. Badania wykazały, że przy pH > 8 uwalnianie fosforu przez organizmy akumulujące-polifosforany (PAO) znacznie się zmniejsza, co wpływa na efekt nadmiernego pobierania fosforu w kolejnych etapach tlenowych. Dlatego też podczas pracy należy kontrolować wartość pH w odpowiednim zakresie.

4. Czas retencji osadu (SRT)

Bakterie nitryfikacyjne mają długi cykl generacyjny i wymagają długiego czasu retencji osadu; podczas gdy PAO wymagają krótszego czasu retencji osadu, aby osiągnąć lepsze usuwanie fosforu. Istnieje kompromis-pomiędzy nitryfikacją a usuwaniem fosforu; zazwyczaj SRT należy kontrolować po około 10 dniach, aby znaleźć optymalną równowagę między nimi.

Zalety procesu SBR

1. Nie ma potrzeby stosowania zbiornika wyrównującego przepływ, osadnika wtórnego i pompy powrotnej osadu; prosty przebieg procesu.

2. Jakość ścieków jest lepsza niż w tradycyjnym procesie z osadem czynnym, a jakość wody jest bardziej stabilna.

3. Zwarta konstrukcja, niewielka powierzchnia.

4. Silna odporność na wahania obciążenia, zapewniająca dobry efekt oczyszczania.

5. Niskie inwestycje infrastrukturalne.

6. Łatwe kontrolowanie pęcznienia osadu

Wady procesu SBR

1. Złożona operacja, wysokie wymagania dotyczące automatyzacji i poziomu umiejętności operatora.

2. Niski stopień wykorzystania sprzętu, rosnące koszty sprzętu i zainstalowana moc.

3. Długi cykl pracy, duża objętość zbiornika i sprzęt odwadniający.

4. Trudno spełnić wymagania dotyczące oczyszczania ciągłego dopływu i ciągłego odpływu w dużych-projektach oczyszczania ścieków.

5. Duże wahania poziomu wody, duże straty ciśnienia.

(1) Transformacja biologiczna i oddzielanie substancji zanieczyszczających w ściekach w postaci stałej-cieczy odbywa się w jednym reaktorze lub w wielu zbiornikach reakcyjnych kolejno;

(2) Objętość mieszaniny osadu- i wody w zbiorniku reakcyjnym wzrasta w fazie dopływu i stopniowo maleje w fazie wypływania, zapewniając funkcję regulacji objętości wody;

(3) Czas działania każdego etapu reakcji można regulować losowo, co zapewnia dużą elastyczność;

(4) Sekwencję działania i czas każdego etapu można skutecznie i elastycznie regulować i kontrolować za pomocą automatycznych przyrządów kontrolnych;

(5) Gdy obciążenie dopływu ulega znacznym wahaniom, dobrą wydajność oczyszczania można utrzymać, dostosowując czas pracy systemu;

(6) Oczyszczona woda może być przechowywana w reaktorze i odprowadzana po badaniu jakości wody;

(7) Energię wprowadzoną do systemu można elastycznie regulować w zależności od jakości wody dopływającej, optymalizując efektywną objętość każdego reaktora i liczbę zbiorników roboczych.

Podsumowując, proces SBR ze swoim unikalnym trybem pracy przerywanej zapewnia znaczące i wszechstronne korzyści w dziedzinie oczyszczania ścieków na małą i średnią-skalę. Jednakże jego ograniczeń nie można ignorować w przypadku scenariuszy ciągłej pracy na dużą-skalę. Dlatego badacze opracowali różne ulepszone procesy SBR, aby zrekompensować niedociągnięcia tradycyjnego SBR.