Sequenzierungs-Batch-Reaktor - Sequencing batch reactor

Ein SBR auf den Philippinen.

Sequencing-Batch-Reaktoren ( SBR ) oder Sequential-Batch-Reaktoren sind eine Art Belebtschlammverfahren zur Behandlung von Abwasser . SBR-Reaktoren behandeln Abwässer wie Abwässer oder Abwässer aus anaeroben Fermentern oder mechanisch-biologischen Behandlungsanlagen chargenweise. Durch das Gemisch aus Abwasser und Belebtschlamm wird Sauerstoff geperlt, um die organische Substanz (gemessen als biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB) und chemischer Sauerstoffbedarf (CSB)) zu reduzieren . Das behandelte Abwasser kann zur Einleitung in Oberflächengewässer oder möglicherweise zur Verwendung an Land geeignet sein.

Überblick

Die Phasen im Betrieb eines SBR.

Obwohl es mehrere Konfigurationen von SBRs gibt, ist der grundlegende Prozess ähnlich. Die Anlage besteht aus einem oder mehreren Tanks, die als Pfropfenströmungs- oder vollständig gemischte Reaktoren betrieben werden können. Die Tanks haben ein „Durchfluss“-System, bei dem an einem Ende Rohabwasser ( Influent ) einströmt und das gereinigte Wasser ( Efluent ) am anderen Ende abfließt . In Systemen mit mehreren Tanks, während ein Tank im Absetz-/Dekantiermodus ist, belüftet und befüllt der andere . In einigen Systemen enthalten Tanks einen als Bioselektor bekannten Abschnitt, der aus einer Reihe von Wänden oder Leitblechen besteht, die die Strömung entweder von einer Seite des Tanks zur anderen oder unter und über aufeinanderfolgende Leitbleche leiten. Dies hilft, den einlaufenden Zulauf und den zurückgeführten Belebtschlamm (RAS) zu mischen und den biologischen Faulungsprozess zu beginnen, bevor die Flüssigkeit in den Hauptteil des Tanks gelangt.

Behandlungsstufen

Der Behandlungsprozess besteht aus fünf Phasen:

  1. Füllen
  2. Reagieren
  3. Begleichen
  4. Dekantieren
  5. Ein anammox-SBR.
    Leerlauf

Zunächst wird das Einlassventil geöffnet und der Tank befüllt, wobei mechanisch durchmischt, aber noch keine Luft zugegeben wird. Dieses Stadium wird auch als anoxisches Stadium bezeichnet. In der zweiten Stufe erfolgt die Belüftung der gemischten Flüssigkeit durch den Einsatz von festen oder schwimmenden mechanischen Pumpen oder durch Überführen von Luft in feinblasige Diffusoren , die am Boden des Tanks befestigt sind. In der dritten Stufe wird weder belüftet noch gemischt und das Absetzen der Schwebstoffe beginnt. Während der vierten Stufe öffnet sich das Auslassventil und die "saubere" überstehende Flüssigkeit verlässt den Tank.

Entfernung von Bestandteilen

Die Belüftungszeiten variieren je nach Anlagengröße und Zusammensetzung/Menge der einlaufenden Flüssigkeit, betragen jedoch typischerweise 60 bis 90 Minuten. Die Zugabe von Sauerstoff zum Likör fördert die Vermehrung von aeroben Bakterien und sie verbrauchen die Nährstoffe. Dieser Prozess fördert die Umwandlung von Stickstoff aus seiner reduzierten Ammoniakform in oxidierte Nitrit- und Nitratformen , ein Prozess, der als Nitrifikation bekannt ist .

Ein SBR in Bunbury.

Um Phosphorverbindungen aus der Flotte zu entfernen , wird während dieser Zeit häufig Aluminiumsulfat (Alaun) zugegeben. Es reagiert zu unlöslichen Verbindungen, die sich im nächsten Schritt im Schlamm absetzen.

Die Beruhigungsphase ist in der Regel gleich lang wie die Belüftung. Während dieser Phase kann sich der von den Bakterien gebildete Schlamm am Boden des Tanks absetzen. Die aeroben Bakterien vermehren sich weiter, bis der gelöste Sauerstoff nahezu aufgebraucht ist. Die Bedingungen im Tank, insbesondere in Bodennähe, sind jetzt besser für das Gedeihen der anaeroben Bakterien geeignet . Viele von ihnen und einige der Bakterien, die eine Sauerstoffumgebung bevorzugen würden, beginnen nun, oxidierten Stickstoff anstelle von Sauerstoffgas zu verwenden (als alternativen terminalen Elektronenakzeptor ) und wandeln den Stickstoff in einen gasförmigen Zustand um, als Stickoxide oder idealerweise als molekularer Stickstoff ( Distickstoff , N 2 ) Gas. Dies wird als Denitrifikation bezeichnet .

Baumplantagen können mit dem endgültigen SBR-Abwasser bewässert werden.

Ein anoxischer SBR kann für anaerobe Prozesse wie die Entfernung von Ammoniak über Anammox oder die Untersuchung langsam wachsender Mikroorganismen verwendet werden. In diesem Fall werden die Reaktoren durch Spülen mit Inertgas von Sauerstoff gespült und es erfolgt keine Belüftung.

Wenn sich die Bakterien vermehren und absterben, nimmt der Schlamm im Tank im Laufe der Zeit zu und eine Pumpe für Belebtschlamm (WAS) entfernt einen Teil des Schlamms während der Absetzphase zu einem Faulbehälter zur weiteren Behandlung. Die Menge oder das „Alter“ des Schlamms im Tank wird genau überwacht, da dies einen starken Einfluss auf den Behandlungsprozess haben kann.

Der Schlamm wird abgesetzt, bis sich auf den oberen 20 bis 30 Prozent des Tankinhalts klares Wasser befindet.

Die Dekantierphase beinhaltet am häufigsten das langsame Absenken einer Schaufel oder eines „Trogs“ in das Becken. Dies hat eine Rohrverbindung zu einer Lagune, in der das endgültige Abwasser gespeichert wird, um es in ein Feuchtgebiet, eine Baumplantage, einen Ozeanausfluss zu entsorgen oder für die Verwendung in Parks, Golfplätzen usw. weiter aufzubereiten.

Umwandlung

In einigen Situationen, in denen eine herkömmliche Kläranlage die erforderliche Behandlung nicht erfüllen kann (aufgrund höherer Belastungsraten, strengerer Behandlungsanforderungen usw.), kann sich der Eigentümer dafür entscheiden, sein traditionelles System in eine Multi-SBR-Anlage umzuwandeln. Die Umstellung auf SBR führt zu einem längeren Schlammalter und minimiert die Anforderungen an die Schlammbehandlung stromabwärts des SBR.

Es ist auch umgekehrt möglich, SBR-Systeme in Systeme mit erweiterter Belüftung (EA) umzuwandeln . SBR-Behandlungssysteme, die einem plötzlichen ständigen Anstieg des Zulaufs nicht gewachsen sind, können problemlos zu EA-Anlagen umgebaut werden. Anlagen mit erweiterter Belüftung sind hinsichtlich der Durchflussmenge flexibler, wodurch Einschränkungen durch Pumpen in den SBR-Systemen beseitigt werden. In den Ausgleichsbehältern des SBR können Klärbecken nachgerüstet werden.

Siehe auch

Verweise