پترو پردا شركت پترو پردا تامین کننده تجهیزات و مجری پروژه های نفت گاز پتروشیمی آب و فاضلاب
راکتور ناپیوسته متوالی یا (SBR or Sequencing Batch Reactor )
راکتور ناپیوسته متوالی ( Sequencing Batch Reactor ) و یا رآکتورهای بچ ترتیبی، مخازن پردازش صنعتی برای تصفیه فاضلاب هستند. SBR رآکتورها، از آب پسماند مانند فاضلاب یا خروجی بی هوازی و یا تجهیزات تصفیه بیولوژیکی مکانیکی استفاده می کنند.
به منظور کاهش تقاضای بیوشیمیایی مصرف اکسیژن (BOD) و اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) – که از مهم ترین شاخص های سنجش آلودگی فاضلاب هستند – اکسیژن از طریق فاضلاب حباب می شود تا برای رهاسازی در اگو یا استفاده مناسب گردد،. در حالی که چندین پیکربندی از SBR وجود دارد، اما فرآیند اساسی مشابه است.
نصب شامل حداقل دو تانک مجهز با یک ورودی مشترک است که می تواند بین آنها سوئیچ شود. مخازن دارای سیستم ” مسیر جریان” است که فاضلاب خام (ورودی) از یک انتها وارد میشود و آب تصفیه شده (پساب) از طرف دیگر جاری می شود. در حالی که یک مخزن در حالت تصفیه قرار دارد، دیگری در حال هوادهی و پر شدن است.
در ورودی مخزن یک بخش وجود دارد که به عنوان سلکتور بیو شناخته می شود. بیو سلکتور از دیوار یا موانعی تشکیل می شود که یا جریان را از یک طرف مخزن به طرف دیگر یا از بالا و پایین موانع هدایت می کند. این عمل به ترکیب فاضلاب ورودی با لجن فعال باز گشتی کمک کرده و فرآیند هضم بیولوژیکی را قبل از ورود مایعات به قسمت اصلی مخزن آغاز می کند.
اصول عملکرد SBR
فرآیند تصفیه پایه
سیستم SBR، در ساده‌ترین شکل خود، مجموعه‌ای از تانک‌ها است که بر اساس پر و خالی شدن عمل می‌کنند. هر مخزن در سیستم SBR، در طول یک دوره زمانی گسسته پر شده و سپس به عنوان یک بچ رآکتور ، عمل می کند. بعد از تصفیه مورد نظر، مایع ترکیبی مجاز به ته نشینی و سکون بوده و سپس مایع زلال از مخزن خارج می‌شوند.
چرخه هر مخزن در یک SBR، به پنج دوره مجزا تقسیم میشود: پر کردن، واکنش، جداسازی، خروج و بی‌کار شدن. همانطور که در شکل نشان‌داده شده است. انواع مختلفی از دوره‌های پر کردن و واکنش وجود دارد که مطابق با روندهای اختلاط و هوادهی، متفاوت هستند.
کاهش لجن ممکن است در نزدیکی پایان واکنش، یا در طول سکون، خالی کردن یا بیکاری رخ دهد. سیستم SBR، استفاده از یک مخزن منفرد برای چندین جنبه تصفیه فاضلاب است.
پر کردن:
ورودی به مخزن ممکن است یا فاضلاب خام باشد (screened و degritted) یا پساب اولیه. ممکن است یا به داخل پمپ شود و یا اجازه داده شود که با جاذبه وارد شود.
حجم ورودی بر اساس تعدادی از عوامل، شامل بارگیری مورد نظر و زمان حبس و ویژگی‌های مورد انتظار ته نشینی برای ارگانیسم‌ها تعیین میشود. زمان پر کردن به حجم هر تانک، تعداد تانک‌های موازی در عملیات و میزان تغییرات روزانه در نرخ جریان فاضلاب بستگی دارد.
تقریبا هر سیستم هوادهی (به عنوان مثال، پراکنده، شناور، یا جت)می‌تواند استفاده شود. با این حال، سیستم هوادهی ایده‌آل باید قادر به فراهم کردن هر دو دامنه شدت مخلوط، از صفر تا آشفتگی کامل، و انعطاف‌پذیری اختلاط بدون هوادهی باشد.
ابزار سنجش سطح، یا تایمر یا پروبهای درون مخزن (به عنوان مثال برای اندازه‌گیری اکسیژن حل‌شده یا نیتروژن آمونیاک)را می توان برای روشن و خاموش کردن هوادهنده ها یا میکسرها استفاده کرد.
واکنش:
واکنش‌های بیولوژیکی که در طول پر کردن آغاز شده اند در طی واکنش کامل می‌شوند. همانند پر کردن، شرایط متناوب غلظت اکسیژن حل‌شده (به عنوان مثال، واکنش ترکیبی) و غلظت بالای اکسیژن حل‌شده (به عنوان مثال واکنش هوادهی) ممکن است مورد نیاز باشد.
همانطور که شکل نشان می‌دهد، سطح مایع در حالت ماکزیمم واکنش کلی باقی می‌ماند، اتلاف لجن می‌تواند در طول این دوره به عنوان وسیله‌ای ساده برای کنترل سن رسوب انجام شود. با هدر رفتن در طی واکنش، لجن از رآکتور – به عنوان وسیله‌ای برای حفظ یا کاهش حجم رسوب در رآکتور – جدا میشود و حجم جامدات را کاهش می‌دهد.
زمان پیش بینی شده برای واکنش می‌تواند تا ۵۰ % یا بیشتر زمان چرخه کلی باشد. پایان واکنش ممکن است با مشخصات زمان (به عنوان مثال زمان در واکنش همیشه ۱.۵ ساعت) یا یک کنترل‌کننده سطح در یک مخزن مجاور دیکته شود.
سکون:
در SBR، جداسازی جامدات ممکن است تحت شرایط خاموش (یعنی، بدون ورودی یا خروجی)در یک مخزن رخ دهد، که ممکن است حجمی بیش از ده برابر زلال ساز ثانویه مورد استفاده برای پلنت متعارف لجن فعال با جریان مداوم داشته باشد. این مزیت اصلی در فرآیند توضیح، ناشی از این حقیقت است که مخزن کل هوادهی در طول دوره زمانی که هیچ جریانی وارد مخزن نمی‌شود، به عنوان زلال ساز عمل میکند.
از آنجا که همه بیو توده باقی مانده در مخزن تا زمانی که مقداری ذرات کوچک باید هدر رود، نیازی به سخت‌افزار جریان کم که معمولا در کلاریفیرهای مرسوم یافت میشود ندارد. در مقابل، مایع ترکیبی به طور مداوم از مخزن هوادهی لجن فعال جریان دایم جدا میشود و فقط از کلاریفایر عبور میکند تا بخش عمده‌ای از لجن به مخزن هوادهی بازگردانده شود.
خالی کردن (دکستینگ):
مکانیزم کشیدن ممکن است اشکال مختلفی، از جمله یک لوله ثابت در برخی از سطوح از پیش تعیین‌شده با جریان تنظیم‌شده توسط یک شیر یا یک پمپ، یا یک سرریز قابل تنظیم یا شناور در زیر سطح مایع داشته باشد. در هر صورت، مکانیزم کشیدن باید به گونه‌ای طراحی و اجرا شود که مانع از تخلیه ماده شناور شود. زمان اختصاص‌داده شده به کشیدن می‌تواند از ۵ تا بیش از ۳۰ % کل زمان چرخه باشد. با این حال زمان کشیدن، به دلیل مشکلات احتمالی با لجن در حال افزایش، نباید بیش از حد گسترش یابد.
بیکاری:
مدت زمان بین کشیدن و پر کردن، بیکاری نامیده میشود. علیرغم نام آن، زمان “بیکاری” بلااستفاده، می‌تواند به طور موثر برای هدر دادن لجن ساکن به کار رود. در حالی که هدر رفتن لجن به اندازه یک‌بار در هر ۲ تا ۳ ماه می‌تواند غیرمعمول باشد، برنامه‌های هدر رفتن بیشتر لجن برای حفظ بازده فرآیند و ته‌نشینی لجن توصیه میشود.
عملکر این مزیت را دارد که انعطاف‌پذیری بسیار بیشتری نسبت به فرآیند رسوب فعال شده در موادر واکنش تطبیق برای غلظت و درجه تصفیه مورد نیاز برای فاضلاب خاص دارد.
به عنوان مثال، فرآیند SBR، به تنظیمات زیر علاوه بر آنها اجازه می‌دهد (مانند سن لجن و عمل تمرکز جامدات مایع ترکیبی) که می‌تواند در یک فرآیند متعارف هم‌ارز انجام شود: طول مدت چرخه هر فاز در الگوی چرخه فرآیند جریان ورودی، پروفایل اکسیژن حل‌شده در طول عملیات هوادهی در سطح بالای آب و سطح پایین آب.
پیکربندی فرآیند SBR
اجزای اصلی SBR عبارتند از:
- حوضچه رآکتور
- مکانیسم تخلیه لجن از دست رفته
- تجهیزات هوادهی
- فریز فاضلاب
- سیستم کنترل فرآیند SBR
سیستم SBR، برای جا دادن جریان پیوسته فاضلاب، شامل یک مخزن ذخیره‌سازی / برابری و یک مخزن SBR یا حداقل دو تانک است. همانند سیستم‌های تصفیه لجن فعال مرسوم، غربالگری معمولی و حذف ریگ معمولا به عنوان تصفیه اولیه ارایه می‌شوند.
یک مرحله رسوب اولیه معمولا با فرآیندهای SBR مورد نیاز نیست مگر اینکه جامدات معلق ورودی بیش از حد باشند. همچنین اگر SBR در پایین‌دست مخازن رسوب اولیه موجود نصب شود، پساب نیز ممکن است تحت تصفیه قرار گیرد. راکتورها معمولا مخازن ساده، مربعی یا مستطیلی هستند و ممکن است از بتن یا فولاد ساخته شده‌باشند. سازه‌های لاگون نیز می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند و مخازن موجود، برای مثال، مخازن رسوب اولیه، می‌توانند تکمیل شده باشند.
از آنجا که مخزن به عنوان یک مخزن هوادهی و یک زلال ساز عمل میکند، ساختار کمتری برای این کارخانه تصفیه به عنوان یک سیستم کامل و یک چیدمان فشرده استفاده میشود. توسعه در پلنت با افزودن حوضچه‌های مدولار با استفاده از ساخت دیوار مشترک می‌تواند به راحتی برای شرایط بارگذاری آینده طراحی شود.
حجم بین سطح آب کف طراحی و سطح بالای آب، نشان دهنده حجم تصفیه شده در هر بچ یا حجم “هیدرولیکی” را نشان می‌دهد. این حجم معمولا تا ۳۰ درصد حجم سطح بالای آب تعیین‌شده و عمق حوضه به طور کلی ۵ تا ۷ متر است. حجم مایع در سطح آب پایین به اندازه کافی سایز می گردد تا توده کافی لجن فعال شده را برای تصفیه بیولوژیکی فراهم نماید.
لجن فعال شده به طور معمول توسط پمپ و یا شیر تحریک شده، از پتوی لجن ته‌نشین شده در طول فازهای فعال یا غیر فعال طول چرخه به دست می‌آید. چگالی آن معمولا در محدوده ۸۰۰۰ – ۱۵۰۰۰ mg / L و تولید لجن (بازده) تحت همان نرخ بارگذاری، مشابه فرآیندهای متعارف لجن فعال است.
لجن فعال پسماند را می توان با فرآیندهای هوازی یا بی‌هوازی و یا ضخیم کردن و خشک کردن قبل از دفع، بیشتر تصفیه کرد. بسیاری از فرآیندهای SBR، از بلوور هوایی برای تامین هوای هوادهی برای تخریب بیولوژیکی اجزای آلی در فاضلاب استفاده می‌کنند. با این وجود تعدادی از کارخانجات، از سیستم‌های هوادهی حباب دار و نیاز به نگهداری کم عمل می‌کنند اگر چه در تاسیسات صنعتی سیستم های هوادهی جت استفاده می شود.
سیستم‌های هوادهی جت همچنین می‌توانند بدون هوا برای فراهم نمودن فاز اختلاط آنوکسیک، در پلنت های حذف مواد مغذی زیستی مورد استفاده قرار گیرند. تجهیزات هوادهی سطحی نیز با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
راندمان بالا غشا انعطاف‌پذیر، آب‌بندی توسط خود و حباب دهی خوب، منجر به استفده و جذب آنها در پلنتهای SBR شده‌است که در آنها استفاده از انرژی بسیار مهم است. دیفیوزرها غشا نازک انعطاف‌پذیر، راندمان بالایی را از نظر اکسیژن فرایند در واحد انرژی فراهم می‌کنند و همچنین اجازه می‌دهند که جریان هوا در طول فازهای فرآیند هوا خاموش (ته‌نشینی و انجماد )بدون رسوب دیفیوزرها و یا جاری شدن در لوله های توزیع هوا قطع شود. تجهیزات هوادهی حباب، ممکن است در تاسیساتی که مخزن به راحتی خالی نمی‌شود مورد استفاده قرار گیرند.
