SBR (reaktor wsadowy sekwencjonowania)
Proces SBR to proces osadu czynnego prowadzony w trybie przerywanego napowietrzania. Rdzeniem technologii SBR jest reaktor SBR, który integruje w jednym zbiorniku funkcje takie jak wyrównanie, osadzanie pierwotne, degradacja biologiczna i osadzanie wtórne. W tym samym reaktorze proces składa się z pięciu podstawowych etapów: dopływu, reakcji, osadzania, drenażu i postoju, bez systemu powrotu osadu. W zbiorniku zachodzą naprzemiennie procesy beztlenowe i tlenowe, dzięki czemu osiągana jest skuteczna denitryfikacja i usuwanie fosforu. Jest szczególnie odpowiedni do przerywanego wyładowania i sytuacji, w których występują znaczne wahania przepływu. Dekanter jest kluczowym wyposażeniem w tym procesie.
Proces SBR nie wymaga zbiornika osadzającego, co skutkuje niższym wskaźnikiem objętości osadu (SVI), ułatwiając osadzanie się osadu i ograniczając występowanie pęcznienia osadu. Zwłaszcza w ostatnich latach, wraz z poprawą poziomu automatyzacji, powszechne zastosowanie przyrządów, takich jak zawory elektryczne, wskaźniki poziomu, automatyczne timery i programowalne sterowniki, umożliwiło automatyzację całego procesu SBR. Przy prawidłowej obsłudze i zarządzaniu jakość ścieków może przewyższać jakość ścieków uzyskiwanych w ciągłych procesach osadu czynnego. W porównaniu z innymi metodami, SBR zajmuje również mniejszą powierzchnię, jest odporny na obciążenia udarowe i może obsługiwać toksyczne lub organiczne ścieki o wysokim stężeniu.
Zalety:
Wysoka elastyczność: Nadaje się do małych i średnich oczyszczalni, a skalę oczyszczania można dostosować w razie potrzeby.
Stosunkowo niewielka powierzchnia: Ze względu na przetwarzanie wsadowe SBR zajmuje stosunkowo niewielką powierzchnię.
Skuteczne usuwanie zanieczyszczeń: SBR może skutecznie usuwać zanieczyszczenia organiczne, azot i fosfor.
Wady:
Wymaga ścisłego zarządzania operacjami: Działanie SBR wymaga ścisłej kontroli czasu i zarządzania operacjami.
Wysokie zużycie energii: Wymagane jest znaczne zużycie energii na napowietrzanie i mieszanie.
Wrażliwość na wahania jakości wody dopływającej: SBR może być wrażliwy na wahania jakości wody dopływającej, co może mieć wpływ na skuteczność oczyszczania.
MBR (bioreaktor membranowy)
MBR to nowy i wydajny proces oczyszczania ścieków, który łączy w sobie wysokowydajną technologię separacji membranowej z tradycyjnymi procesami osadu czynnego. Wykorzystuje moduły membranowe MBR zastępując tradycyjne osadniki wtórne. Oczyszczona woda jest wypompowywana po filtracji przez membranę, natomiast osad czynny jest zatrzymywany w procesie separacji membranowej i nie jest usuwany z układu, co znacznie wydłuża wiek osadu i zwiększa stężenie osadu czynnego. Jego główną cechą jest oddzielenie czasu retencji osadu (SRT) od hydraulicznego czasu retencji (HRT).
Głównym składnikiem procesu MBR jest moduł membranowy, który dzieli się na membrany z włókien pustych, membrany rurowe, membrany płytowo-ramowe (płaskie), membrany spiralnie zwijane i membrany kapilarne. Jego funkcja jest podobna do funkcji osadnika wtórnego w tradycyjnych procesach osadu czynnego. Precyzja filtracji modułów membranowych jest stosunkowo wysoka i zazwyczaj są w stanie przechwycić ciała stałe w zakresie od 0.01 μm do 0,1 μm.
Oczywiście w przypadku membran MBR należy również uwzględnić płukanie wsteczne po długotrwałej eksploatacji. Gdy metody czyszczenia fizycznego nie są skuteczne, wymagane jest czyszczenie chemiczne, które może stosunkowo dobrze przywrócić przepływ membrany. Typowe odczynniki chemiczne obejmują kwasy, zasady, środki chelatujące, utleniacze, enzymy i środki powierzchniowo czynne. Chociaż metody chemiczne mogą usuwać zanieczyszczenia, mogą wprowadzać nowe zanieczyszczenia, a chemiczne środki czyszczące mają pewien szkodliwy wpływ na mikroorganizmy, dlatego należy zwrócić uwagę na warunki i metody działania.
Zalety:
Wysokiej jakości ścieki: technologia separacji membranowej MBR zapewnia wysokiej jakości separację substancji stałych i ciekłych, zapewniając stabilną jakość ścieków.
Stosunkowo niewielka powierzchnia: Dzięki zastosowaniu technologii separacji membranowej MBR zajmuje mniejszą powierzchnię.
Szerokie zastosowanie: Nadaje się do oczyszczalni ścieków o różnej jakości i skali wody.
Wady:
Wysokie zużycie energii: Filtracja membranowa w MBR wymaga stosunkowo dużego zużycia energii.
Zanieczyszczenie membran i trudności w konserwacji: Wymagane jest regularne czyszczenie i wymiana membran, co skutkuje wyższymi kosztami konserwacji.
Wysokie koszty inwestycji: W porównaniu do tradycyjnych stawów biologicznych, MBR ma wyższe koszty inwestycji.
MBBR (reaktor biofilmu z ruchomym złożem)
MBBR to nowy typ reaktora z biofilmem, który został opracowany w oparciu o reaktory ze złożem stałym, reaktory ze złożem fluidalnym i złoża filtrów biologicznych. Jest to ulepszony reaktor kompozytowy z biofilmem, który przezwycięża wady reaktorów ze złożem stałym wymagających okresowego płukania wstecznego, reaktorów ze złożem fluidalnym wymagających fluidyzacji nośnika oraz złożonej pracy zanurzonych złóż filtrów biologicznych wymagających czyszczenia mediów filtracyjnych i wymiany urządzenia napowietrzającego. MBBR zachowuje cechy tradycyjnych metod biofilmu, takie jak odporność na obciążenia udarowe, niska produkcja osadu i długi wiek osadu. Rdzeń MBBR znajduje się w specjalnym rodzaju ośrodka o gęstości ≈ 1, która jest zbliżona do gęstości wody, co pozwala na osiągnięcie stanu upłynnionego bez konieczności stosowania znacznej mocy.
Główną zasadą MBBR jest ciągłe przepuszczanie ścieków przez nośniki mediów reaktora, gdzie na nośnikach tworzą się biofilmy, ułatwiające namnażanie się mikroorganizmów i degradację zanieczyszczeń organicznych. W porównaniu do procesów osadu czynnego, procesy MBBR charakteryzują się dłuższym wiekiem osadu, co pozwala na zatrzymanie większej liczby bakterii nitryfikacyjnych i lepsze efekty denitryfikacji.
MBBR może być wyposażony w osadniki wtórne lub może pracować bez nich. W przypadku eksploatacji bez osadników wtórnych zalicza się ją do technologii czystego MBBR, mieszczącej się w kategorii procesów biofilmu. Jeżeli zainstalowane są osadniki wtórne, określa się je mianem hybrydowego systemu MBBR, łączącego cechy procesów biofilmu i osadu czynnego.
Zalety:
Wysoka skuteczność oczyszczania: MBBR zapewnia dużą powierzchnię do wzrostu i przylegania biofilmu, zwiększając w ten sposób rozwój drobnoustrojów i poprawiając skuteczność oczyszczania ścieków.
Silna zdolność adaptacji: Nadaje się do różnych typów i skali oczyszczalni ścieków.
Silna zdolność adaptacji do wahań obciążenia: MBBR wykazuje dobrą zdolność adaptacji do wahań obciążenia, co skutkuje stosunkowo stabilną wydajnością leczenia.
Wady:
Wymaga dużej konserwacji operacyjnej: konieczne jest regularne czyszczenie nośników mediów i monitorowanie stanu biofilmu.
Wymaga wysokiej temperatury i jakości wody: MBBR może być mniej skuteczny w środowiskach o niskiej temperaturze lub warunkach złej jakości wody.
Wysokie koszty inwestycyjne i operacyjne: W porównaniu do tradycyjnych stawów biologicznych MBBR ma wyższe koszty inwestycyjne i operacyjne.