Reatores SBR

Reatores SBR

1 Introdução ao processo SBR

SBR é a sigla de Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process. Ele foi originalmente proposto pelos acadêmicos britânicos Ardern e Lockett em 1914, mas devido à facilidade de bloqueio dos ventiladores, aos baixos níveis de controle automático e à complexidade da gestão das operações operacionais, foi rapidamente substituído pelo método de lama ativa contínua. Até a década de 1970, com o desenvolvimento de vários novos tipos de aparelhos e tecnologias de hardware e software para aeração, diques flutuantes e monitoramento automático de controle, especialmente o aperfeiçoamento contínuo de computadores e tecnologias de autocontrole industrial, a operação automática do processo de tratamento de águas residuais tornou-se possível, o processo SBR recebeu ampla atenção por suas vantagens únicas e foi rapidamente desenvolvido e aplicado, e agora centenas de plantas de tratamento de águas residuais SBR estão em funcionamento com sucesso no mundo. A Agência Nacional de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) considera o processo SBR como uma tecnologia de governança ambiental altamente eficiente, com baixos custos operacionais e de manutenção.

SBR pertence a um tipo de método de lama ativa, seu mecanismo de reação e mecanismo de remoção de poluentes é basicamente o mesmo que o método de lama ativa tradicional, mas o modo de operação é muito diferente. Divide as unidades do processo em ordem cronológica e todo o processo é realizado em intervalos para uma única unidade operacional. O SBR típico é ventilado e precipitado em uma piscina, sem a necessidade de configurar duas piscinas e equipamentos de refluxo de lama. Neste sistema, a piscina de reação é preenchida com águas residuais dentro de um determinado intervalo de tempo, operando de forma intermitente, a mistura de líquido após o tratamento é precipitada, com o uso de equipamentos de drenagem dedicados para excluir o líquido superior, a lama biológica sedimentada é deixada na piscina para ser usada novamente para misturar com as águas residuais para tratar as águas residuais, de modo a operar repetidamente, constituindo o processo de tratamento de lote sequencial. Um sistema SBR típico é dividido em cinco fases de operação: entrada de água, reação, precipitação, drenagem e inatividade. O modelo básico de operação típico para o tratamento de águas residuais com a tecnologia SBR é mostrado no gráfico abaixo:

O processo SBR apresenta as seguintes vantagens principais:

1. Tratar poucas estruturas, um reator SBR coleta ar e precipitação em um, poupando a piscina de afundamento inicial, a segunda piscina e a sala de bomba de lama de refluxo. Portanto, a área ocupada pela construção de processamento, os tubos de conexão entre os edifícios e os equipamentos de transporte de fluidos são muito poupados, o que geralmente pode reduzir o investimento total de engenharia de 10% a 20%.

Devido à sua entrada intermitente de água, a duração do tempo e a quantidade de água podem ser ajustadas, portanto, as mudanças na qualidade da água têm uma forte adaptabilidade, sem necessidade de uma piscina de regulamento separada.

Ocupando menos área do que o método tradicional de lama ativa ocupa menos de 30% -50%, é um dos processos mais provínciais de vários processos de tratamento de águas residuais atuais.

4. Pode desnitrogenar o fósforo. Ao ajustar o tempo de aeração e o tempo de intervalo, as águas residuais estão alternadamente anaeróbicas, deficientes de oxigênio e anaeróbicas na piscina de reação, criando as condições para a desnitrogenação e desfosforação do processo. Ao mesmo tempo, essas mudanças nas condições ambientais também podem efetivamente inibir o crescimento da mitose e reduzir o efeito da expansão do lodo.

Quando a planta de tratamento de águas residuais foi construída, o fluxo é geralmente menor do que o valor projetado, o SBR pode aumentar e reduzir o número de piscinas operacionais de acordo com as necessidades da qualidade da água, de modo a evitar o consumo desnecessário de energia, que outros processos não possuem.

As principais desvantagens do processo SBR são:

A entrada de água, a ventilação e o processo de drenagem da piscina de reação mudam com frequência e não podem ser gerenciados manualmente, portanto, os requisitos para os instrumentos do equipamento da estação de esgoto são elevados e exigem que o gerente tenha um certo nível técnico.

Quando a quantidade de água é grande, o problema de utilização de volume é baixo.

1.2 Introdução e comparação do processo de melhoria SBR

SBR modo de operação flexível, forte adaptabilidade, para atender às diferentes exigências de qualidade da água e engenharia real, o processo pode ser melhorado, com o progresso contínuo da pesquisa básica e a compreensão gradual do mecanismo de eliminação de substâncias poluentes de lama ativa, dada a limitação da tecnologia SBR clássica na aplicação de engenharia real, para se adaptar às necessidades da engenharia real, a tecnologia SBR gradualmente deriva de várias novas formas.

Atualmente, os processos de melhoria mais utilizados são: ICEAS, UNITANK, DAT-IAT, CAST (CASS), etc.

1.2.1 Princípios do processo ICEAS

O ICEAS é conhecido como o método de aeração prolongada de ciclo intermitente (Aeração prolongada de ciclo intermitente), sua maior característica é a adição de uma zona de pré-reação na ponta de entrada de água do reator, o modo de operação é a entrada contínua de água (período de precipitação, período de drenagem ainda continua), drenagem intermitente, sem fase de reação óbvia e fase inativa. As águas residuais da área de pré-reação entram na área de reação principal a uma velocidade de fluxo muito baixa, e a separação de água de lama na área de reação principal não terá um efeito evidente. Devido à simplicidade das instalações do ICEAS e à facilidade de gestão, especialmente no tratamento de águas residuais municipais e industriais, que são mais econômicas do que os sistemas SBR clássicos, ele recebeu ampla atenção no país e no exterior. Desde a sua ascensão na Austrália no início dos anos 80, mais de 300 usinas de tratamento de águas residuais foram construídas e operacionais.

O ICEAS funciona como mostrado na Figura 1-2:

A piscina de reação SBR é dividida em duas partes ao longo da direção de comprimento, com a frente como a área de pré-reação e a parte de trás como a área de reação principal. A região de pré-reação pode desempenhar o papel de regular o fluxo de água, a região de reação principal é o corpo principal de aeração e precipitação. O ICEAS é um processo de alimentação contínua de água, que é introduzida não apenas durante a fase de reação, mas também durante a fase de precipitação e amortiguação. Depois que as águas residuais entram na área de pré-reação, através da porta de conexão na parte inferior da divisória, o fluxo de fluxo constante entra na piscina de reação principal, na piscina de reação principal para a ventilação intermitente e precipitação de água, tornando-se a água contínua de entrada e saída intermitente da piscina de reação SBR, simplificando a distribuição de água e tornando a operação mais flexível.

As funções das unidades operacionais no processo ICEAS são:

A、 O sistema de ventilação fornece oxigênio intermitente para a piscina de reação, neste momento, a matéria orgânica é oxidada biológicamente por meio de efeitos microbianos, ao mesmo tempo que o nitrogênio de amônia em águas residuais é nitrificado por meio de efeitos microbianos de desnitrificação, alcançando o efeito de desnitrificação.

B、 A fase de precipitação interrompe o fornecimento de oxigênio para a piscina de reação e o lodo ativo diminui em estado estático, alcançando a separação da água do lodo.

C、 Depois que a lama se precipita a uma certa profundidade, o sistema de amortiguador começa a trabalhar e elimina o líquido superior da piscina de reação. Durante o processo de absorção, devido ao sedimento de lama no fundo da piscina, a concentração é maior, a bomba de lama pode ser iniciada de acordo com a necessidade para descarregar a lama restante para a piscina de lama para manter uma certa concentração de lama ativa no reator. Depois de terminar, entra no próximo novo ciclo, começa a aeração, começa gradualmente e conclui o tratamento das águas residuais.