بخشی از مقاله
چکیده:
سیستم راکتور ناپیوسته متوالی - sequencing batch reactor - یک راکتور پر - خالی شونده است که در شرایط نا پایدار طراحی می شود.این سیستم از دهه 1920 برای تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی در اروپا و امریکا مورد استفاده قرار گرفت برخلاف سیستم لجن فعال متعارف بهره برداری این سیستم به صورت ناپیوسته بوده که عمل هوادهی و ته نشینی در توالی زمانی در یک تانک منفرد رخ می دهد .
فضای مورد نیاز کم و کارایی بالا در حذف نوترینت و کل جامدات معلق این سیستم را قادر ساخته تا انتخاب مناسبی برای تصفیه فاضلاب صنعتی و شهری گردد.این مقاله قصد دارد به تشریح مفاهیم سیستم SBR ، شرایط بهره برداری سیستم برای اهداف مختلف تصفیه و طراحی سیستم SBR بپردازد.
کلمات کلیدی: SBR ، سیستم جریان منقطع ، تصفیه فاضلاب
مقدمه
پساب های صنعتی دارای ترکیبات متعدد آلی و معدنی می باشند که در صورت تخلیه به محیط زیست و آب های پذیرنده دارای اثرات زیان باری می باشند. اثرات پساب های صنعتی می توا ند بر تولید مثل ،رشد ، و رفتار عادی موجودات آبزی باشد. تصفیه مشترک فاضلاب های صنعتی و شهری نیازمند الگوی مدیریتی مناسب بین صنعت و است . - Bungay et al.,2007; Irvine et al.,2004 - شهرداری می باشد و همچنین این سیستم تصفیه ممکن است در مواردی باعث عدم دستیابی به استانداردهای پساب برای تخلیه به آب های پذیرنده شوند.
متاءسفانه به دلیل سخت گیرانه شدن استانداردها ی پساب ورودی به محیط زیست - نوترینت ، ترکیبات خطرناک - دستیابی به این استانداردها بویژه برای صنایع توسط سیستم های قدیمی مثل لاگون ، صافی چکنده یا سیستم های لجن فعال با اختلاط کامل قابل دستیابی نمی باشد - Mahvi, 2008; Irvine et al.,1997 - از اینروسیستم راکتور ناپیوسته متوالی - SBR - می تواند به عنوان یک روش پایدار و یک روش تصفیه مجزا برای فاضلاب های صنعتی و شهری مورد استفاده قرار گیرد.سیستم SBR یک راکتور پر - خالی شونده است که از دهه 1920 برای تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی در اروپا و امریکا مورد استفاده قرار گرفت .
امروزه این سیستم ها برای تصفیه فاضلاب های صنایع کاغذ سازی ، لبنیات ، دباغی ، نساجی کاربرد فراوانی دارد.پیشرفت در تکنولوژی و تجهیزات بخصوص در سیستم های هوادهی و سیستم کنترل کامپیوتری راکتور های SBR را قادر ساخته تا یک انتخاب مناسبی نسبت به سیستم هایی با جریان پیوسته باشند.سیستم SBR نوعی فرآیند لجن فعال است که در شرایط نا پایدار طراحی می شود.
بهره برداری این سیستم به صورت ناپیوسته بوده که عمل هوادهی و ته نشینی در یک تانک منفرد رخ می دهد ایده بهره برداری این سیستم به صورت ناپیوسته در دهه 1970 توسط ایرواین ارائه شد - . - Metcaf and addy, 2003 فضای کم و حذف کل جامدات معلق تا 10mg/l در پساب خروجی توسط تخلیه کننده ها نیاز به کلاریفایر را از بین برده است.
طراحی سیستم SBR ممکن است به صورت یک تانک منفرد و یا چند تانک به صورت موازی انجام شود.این تانک ها در هر سیکل خود دارای 5 فاز مشخص هستند - فاز پر شدن ،واکنش ، ته نشینی ، تخلیه و سکون - .طراحان قادرند زمان های مختلفی را برای هر فاز تخصیص دهند. واکنش های مختلفی در هر فاز در یک سیکل با توجه به برآورد اهداف تصفیه رخ می دهد که این ویژگی از مهمترین خصوصیات این سیستم است که به طراح کمک می کند تا ازاین سیستم برای دستیابی به اهداف مختلف تصفیه چه در زمان ساخت سیستم و چه در زمان بعد از ساخت سیستم استفاده کند.
توسعه فرآیند : SBR در سال های بین 1914 تا 1920 چندین راکتور پر خالی شونده ساخته شد ولی در اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1960 با توسعه فناوری و تجهیزات جدید استفاده از راکتور ناپیوسته متوالی علاقمندان زیادی پیدا کرد. پیشرفت فزاینده ای در تجهیزات هوادهی، کنترل و تنظیم سیستم باعث شد که این سیستم ها به طور چشمگیری با سیستم های متداول لجن فعال رقابت کند - . - U.S.EPA,1999
مهمترین اصلاحات سیستم SBR
تبدیل سیستم SBR به راکتور ناپیوسته متوالی بیوفیلم دار ، تبدیل سیستم SBR به راکتور متوالی بی هوازی ، تبدیل سیستم SBR به راکتور متوالی بی هوازی- هوازی.
بهره برداری از سیستم های SBR
فاز پر شدن: با توجه به اهداف تصفیه ممکن است به صورت استاتیک ، توام با اختلاط یا توام با هوادهی باشد که هر یک ازاین اشکال پر شدن ممکن است به تنهایی یا همزمان با هم درتوالی زمانی مختلف استفاده گردند. پرکردن استاتیکی در این روش پرکردن راکتورهای ناپیوسته متوالی - SBR - ، انرژی ورودی حداقل بوده و غلظت مواد ورودی به راکتور در پایان مرحله پرکردن حداکثر است.
در طول مدت زمان پرکردن استاتیکی، به علت مجزا بودن سوبسترای ورودی و بیومس موجود در راکتور واکنش های بیولوژیکی صورت نمی گیرد و به این دلیل در انتهای مرحله پرکردن غلظت سوبسترای موجود در راکتور به حداکثر خود می رسد. این حداکثر غلظت برابر با کل جرم اضافه شده در طول مرحله پرکردن استاتیکی به اضافه مواد باقیمانده در پایان مرحله استراحت، تقسیم بر کل حجم راکتور در پایان مرحله پر کردن استاتیکی خواهد بود.
حالت توام با اختلاط با کاهش اکسیژن مورد نیاز در قسمت ورودی وکاهش انرژی باعث دنتیریفیکاسیون و حذف بیولوژیکی فسفر در شرایط بی هوازی می گردد. برای ممانعت از اثرات ترکیبات قابل تجزیه بیولوژیکی که در غلظت های بالا سمی هستند از فاز پر شدن توام با هوادهی استفاده می کنند زیرا این شکل پر شدن در شروع واکنش های هوازی با عث کاهش زمان سیکل و نگه داشتن سوبسترا در غلظت های پایین می گردد .
فاز واکنش: در این مرحله عمل هوادهی تا زمان تجزیه بیولوژیکی کامل BOD و نیتروژن انجام می پذیرد. بعد از اینکه سوبسترا مصرف می شود مرحله کمبود نوترینت شروع می شود . در طی این مرحله به علت کمبود مواد غذایی بعضی از ارگانیزم ها از بین می روند که منجر به کاهش حجم لجن ته نشینی می شود. زمان دوره فاز واکنش با درجه مصرف BOD تعین می گردد.
فاز ته نشینی : در این مرحله عمل هوادهی قطع شده و جداسازی جامدات انجام می گیرد تا پساب تصفیه شده در قسمت فوقانی بستر لجن ایجاد گردد.در طی این مرحله برای ممانعت از ایجاد تلاطم نباید هیج مایعی به تانک وارد یا از آن خارج گردد.
فاز تخلیه : در این مرحله عمل تخلیه پساب انجام می گیرد نکته مهم در این مرحله این است که عمل تخلیه پساب دراین راکتور نباید کوچکترین اختلالی را در بستر لجن ایجاد کند.
