ALMA BIO SBR – biologische afvalwaterzuivering in een sequencing batch reactor
Een SBR-installatie laten ontwerpen:
Maksim Neubauer
Hoofd Internationale Projectontwikkeling
Wat is een SBR-reactor?
Een SBR-reactor (Sequencing Batch Reactor) is een biologisch afvalwaterzuiveringsproces dat diskontinu wordt uitgevoerd. In tegenstelling tot een continue zuiveringsinstallatie worden de afzonderlijke processtappen achtereenvolgens in de tijd in dezelfde reactor uitgevoerd.
Door de procesfasen in de tijd van elkaar te scheiden, kan dezelfde reactor achtereenvolgens onder aërobe, anoxische en sedimentatieve omstandigheden worden gebruikt. Hierdoor kunnen zowel organische verontreinigingen als ammonium en stikstof biologisch worden afgebroken.
Een SBR-reactor is een biologische afvalwaterzuiveringsinstallatie waarbij het vullen, de biologische zuivering, de bezinking en de afvoer van gezuiverd water achtereenvolgens in dezelfde reactor plaatsvinden.
Hoe werkt de ALMA BIO SBR?
De ALMA BIO SBR werkt in terugkerende biologische behandelingscycli. De afzonderlijke fasen worden, afhankelijk van de verontreiniging van het afvalwater, het reinigingsdoel en de vereiste stikstofverwijdering, per project specifiek ingesteld.
Vullen
Het industriële afvalwater wordt naar de SBR-reactor geleid en gemengd met de actieve biomassa in de reactor.
Biologisch reageren
Tijdens de reactiefase breken micro-organismen biologisch beschikbare organische bestanddelen van het afvalwater af en verlagen zo het CSB en het BSB.
Nitrificeren
Onder aërobe omstandigheden zetten nitrificerende micro-organismen ammonium via nitriet biologisch om in nitraat.
Denitrificeren
Door gericht in te stellen anoxische fasen kan nitraat biologisch worden gereduceerd tot elementaire stikstof, waardoor het totaal stikstofgehalte wordt verlaagd.
Sedimenteren
Na afloop van de biologische reactiefase worden de beluchting en de doormenging gestopt. De biomassa bezinkt in de SBR-reactor.
Het heldere water afvoeren
Het biologisch gezuiverde heldere water wordt na de bezinkfase op gecontroleerde wijze boven de bezonken biomassa uit de reactor afgetapt.
Overtollig slib afvoeren
Een deel van de biomassa wordt doelgericht verwijderd om de slibleeftijd en de biomassaconcentratie binnen het gewenste werkingsbereik te houden.
Voordelen van het SBR-proces
Door de tijdsregeling van de afzonderlijke procesfasen combineert een SBR meerdere biologische en hydraulische functies in één reactor en kan deze flexibel worden aangepast aan industriële afvalwateromstandigheden.
Meerdere processtappen in één reactor
Biologische behandeling, sedimentatie en afvoer van helder water vinden plaats in hetzelfde reservoir. Hierdoor is een afzonderlijke klassieke nabezinking niet nodig.
Flexibele procesaansturing
Beluchtings-, meng-, bezinkings- en afvoerfasen kunnen worden aangepast aan de werkelijke hydraulische en biologische belasting.
Geschikt voor wisselende belastingen
De variabele cyclusregeling is bijzonder geschikt voor industrieel afvalwater met wisselende debieten, productietijden of organische belasting.
CSB- en stikstofafbraak
Door de combinatie van aërobe en anoxische reactiefasen kunnen organische verontreinigingen, ammonium en totaalstikstof biologisch worden afgebroken.
Compacte installatiestructuur
Aangezien meerdere procesfuncties in één reactor worden gecombineerd, kan de installatiestructuur worden vereenvoudigd ten opzichte van meertraps continue biologische systemen.
Geautomatiseerde werking
Toevoer, beluchting, roerwerken, sedimentatie, afvoer van helder water en slibafvoer kunnen automatisch worden aangestuurd via gedefinieerde proces- en cyclusvoorwaarden.
Referenties: aërobe biologische afvalwaterzuivering
Suikerindustrie, Pemuco, Chili
Nitrificatie en denitrificatie met geïntegreerde ontgassing en sedimentatie voor een afvalwaterdebiet van 120 m³/u.
Abraham Benelux S.A., België
Compacte biologische afvalwaterzuiveringsinstallatie in containeruitvoering voor 35 m³/d.
Papierfabriek, Zuid-Duitsland
Verwijdering van biologisch moeilijk afbreekbaar BZV door middel van biofiltratie bij een debiet van 700 m³/u.
Suikerindustrie, Duitsland
Anaërobe behandeling en aërobe nabehandeling voor 220 m³/u afkomstig uit de suikerindustrie.
Zuivelfabriek, proceswater, Duitsland
Biofiltratie voor verdere verwijdering van chemisch zuurstofverbruik (CZV) in het waterhergebruikproces, ontworpen voor 600 m³/d.
Top Harvest Yanchang Coal, China
Biologische afvalwaterzuivering voor 1.500 m³/u met een voorafgeschakelde DAF-fase voor de voorbehandeling van raffinaderijafvalwater.
SBR-cyclus – bepalend voor de biologische zuiveringscapaciteit
De prestaties van een SBR-reactor worden in belangrijke mate bepaald door de verdeling en de duur van de afzonderlijke cyclusfasen . Daarom wordt er niet met een vaste standaardcyclus gewerkt. De procesfasen worden per project afgestemd op de afvalwaterbelasting, het toevoerprofiel en de vereiste afvoerkwaliteit .
Typische factoren die de SBR-cyclus beïnvloeden
- Toevoerhoeveelheid
- CSB- en BSB-belasting
- ammoniumbelasting
- Gewenste stikstofverwijdering
- Afvalwatertemperatuur
- Zuurstofbehoefte
- Sedimentatie-eigenschappen van de biomassa
- Gewenste uitgangswaarden
- Productie- en belastingsprofielen
- Beschikbare reactorvolumes
Het gaat niet om een zo kort mogelijke cyclustijd. Het gaat om een procesvoering waarbij de biologische CSB-afbraak, nitrificatie, denitrificatie en sedimentatie voldoende tijd krijgen en tegelijkertijd de vereiste afvalwaterdoorvoer wordt bereikt.
Afbraak van CSB, ammonium en stikstof in het SBR-systeem
Door de tijdsmatige scheiding van aërobe en anoxische reactiefasen is het mogelijk om verschillende biologische processen gericht binnen dezelfde SBR-reactor te combineren.
Afbraak van CSB en BSB
Tijdens de biologische reactiefase breken heterotrofe micro-organismen biologisch beschikbare organische koolstofverbindingen af en verminderen zo de COD- en BOD-belasting van het afvalwater.
Nitrificatie
Bij voldoende zuurstoftoevoer wordt ammonium door nitrificerende micro-organismen biologisch via nitriet tot nitraat geoxideerd.
Denitrificatie
Tijdens doelbewust ingestelde anoxische fasen kan nitraat biologisch worden gereduceerd tot elementaire stikstof . Hierdoor kan een gecombineerde stikstofverwijdering binnen de SBR-cyclus worden gerealiseerd.
Wanneer is een SBR-reactor bijzonder geschikt?
De ALMA BIO SBR is met name geschikt voor industriële afvalwatertoepassingen waarbij de toevoer, de belasting of de productietijden fluctueren en een flexibele biologische procesregeling vereist is.
SBR of continu-actiefslibproces?
Bij beide methoden wordt gebruikgemaakt van micro-organismen in suspensie voor biologische afvalwaterzuivering. Het belangrijkste verschil zit hem in de ruimtelijke respectievelijk temporele scheiding van de afzonderlijke processtappen.
| Criterium | SBR | Continu proces met actief slib |
|---|---|---|
| Werkingsmodus | Discontinu / cyclisch | Continu |
| Biologische reactie | In de SBR-reactor | In het beluchtingsbassin |
| Sedimentatie | In dezelfde reactor | Afzonderlijke nabehandeling |
| Afvoer van helder water | Tijdsgestuurd | Continu proces |
| Nitrificatie / denitrificatie | Instelbaar via cyclusfasen | Over ruimtelijk gescheiden proceszones |
| Schommelende belastingen | Grote flexibiliteit dankzij aanpasbare cycli | Continue hydraulische bedrijfsvoering |
| Procesbeheersing | Zeer flexibel qua tijd | Continue procesvoering |
| Structuur van de installatie | Meerdere functies in één reactor | Vaak meerdere bassins of procesfasen |
Het belangrijkste verschil tussen SBR en een klassiek actiefslibproces is dat bij SBR de biologische zuivering en de sedimentatie achtereenvolgens in dezelfde reactor plaatsvinden.
SBR of MBBR – welk biologisch proces is in welke situatie geschikt?
SBR en MBBR zijn beide gevestigde methoden voor de biologische afvalwaterzuivering, maar verschillen aanzienlijk wat betreft biomassabehoud, bedrijfsvoering en afscheiding van vaste stoffen.
SBR
Bij de Sequencing Batch Reactor is de biomassa voornamelijk aanwezig als zwevend actief slib. De biologische reactie, sedimentatie en afvoer van helder water vinden in verschillende fasen plaats in dezelfde reactor.
MBBR
Bij de Moving Bed Biofilm Reactor groeit een aanzienlijk deel van de biomassa als biofilm op vrij beweegbare kunststofdragers. Afgezette biomassa wordt vervolgens via een afzonderlijke vaste-stofafscheiding verwijderd.
Wanneer is welke procedure bijzonder interessant?
Een SBR-installatie laten ontwerpen:
Maksim Neubauer
Hoofd Internationale Projectontwikkeling
Geautomatiseerde procesbesturing van de ALMA BIO SBR
Bij het SBR-systeem is automatisering van bijzonder groot belang, aangezien het vullen, de biologische reactie, de bezinking, de afvoer van helder water en het slibbeheer betrouwbaar op elkaar moeten worden afgestemd. De ALMA BIO SBR wordt voor afvalwaterhoeveelheden van 50 tot 1.000 m³/d projectspecifiek ontworpen en geautomatiseerd geëxploiteerd.
Toevoerregeling
Het vullen wordt geregeld op basis van de cyclusstatus, het vulniveau en het beschikbare reactorvolume.
Zuurstofmeting
De zuurstofconcentratie vormt een essentiële basis voor de regulering van de aërobe biologische reactiefasen.
Ventilatieregeling
De luchttoevoer kan automatisch worden geregeld, afhankelijk van de biologische belasting en de actuele zuurstofbehoefte.
Besturing van de roerinstallatie
Tijdens anoxische fasen wordt de biomassa doorroerd, zonder doelgericht extra zuurstof toe te voeren.
Afvoer van helder water
Na de bezinkfase wordt het biologisch gezuiverde heldere water op gecontroleerde wijze uit de bovenste reactiezone afgetapt.
Slibbeheer
De afvoer van overtollig slib kan automatisch worden afgestemd op de leeftijd van het slib, de biomassaconcentratie en de bedrijfsvoering van de installatie .
Procesgegevens & analyse
Cyclustijden, zuurstofwaarden, toevoerhoeveelheden, bedrijfstoestanden en alarmen kunnen in de besturing worden weergegeven en geanalyseerd.
Technische uitvoering van de ALMA BIO SBR
De ALMA BIO SBR is een op maat ontworpen biologische afvalwaterzuiveringsinstallatie voor industriële afvalwaterstromen van 50 tot 1.000 m³ per dag. Het reactorvolume, de cyclusregeling, de beluchting, de doormenging en de automatisering worden afgestemd op de verontreiniging van het afvalwater en de vereiste kwaliteit van het afvoerwater.
| Parameters | Uitvoering |
|---|---|
| Procedure | Sequencing Batch Reactor (SBR) |
| Hydraulisch vermogen | 50–1.000 m³/dag |
| Werkingsmodus | Discontinu / cyclisch |
| biomassa | Suspendeerd actief slib |
| Fasen van het proces | Vullen, reageren, bezinken, afvoer van helder water en afvoer van slib |
| Biologische doelstellingen | Afbraak van CSB/BSB, nitrificatie en denitrificatie |
| Ventilatie | Membraanbeluchters of buisbeluchters, projectspecifiek ontworpen op basis van de zuurstofbehoefte en de geometrie van de reactor |
| Vermenging | Dompelmotorroerder, centrale roerder of zijdelings gemonteerde roerders, afhankelijk van de reactorgrootte en de procesregeling |
| Afvoer van helder water | Geautomatiseerde afvoer van helder water na sedimentatie |
| Meting | O₂, pH, redox; optioneel COD, NH₄-N, NO₂-N, NO₃-N |
| Automatisering | Automatische cyclus- en procesbesturing |
| Systeemintegratie | Nieuwe en bestaande installaties |
Typische industriële toepassingen
SBR-installaties zijn bijzonder geschikt voor industrieel afvalwater met biologisch afbreekbare organische verontreinigingen, wisselende toevoeromstandigheden of eisen op het gebied van de biologische stikstofverwijdering.
Voedselindustrie
Biologische behandeling van met organische stoffen verontreinigd productieafvalwater met in de tijd variërende CSB- en BSB-belasting.
Drankenindustrie & brouwerijen
Behandeling van biologisch goed afbreekbaar productieafvalwater met wisselende productie- en reinigingscycli.
Zuivelfabrieken
Biologische behandeling van afvalwater met een hoge organische belasting met sterke schommelingen in productie en belasting.
Chemische industrie
Behandeling van geschikte biologisch afbreekbare deelstroomfracties na een voorbehandeling die is afgestemd op de waterchemie.
Farmaceutische en cosmetische industrie
Flexibele biologische behandeling van diskontinu ontstaand en biologisch afbreekbaar productieafvalwater.
Decentrale afvalwaterzuivering
Compacte biologische zuivering op locaties met een onregelmatige afvalwaterstroom of beperkte infrastructuur.
Welke gegevens hebben we nodig voor de SBR-ontwerpberekening?
Bij het ontwerp van een SBR-reactor zijn naast de dagelijkse afvalwaterhoeveelheid met name de tijdsafhankelijke toevoerprofielen, biologische ladingen, stikstofbelasting en de vereiste afvoerwaarden van belang.
Belangrijke gegevens voor het eerste SBR-ontwerp
- Gemiddelde en maximale afvalwaterproductie
- Dag- en weekhoeveelheden
- Toevoerprofielen
- CSB en BSB
- Biologisch afbreekbaar BZV
- Ammoniumstikstof
- Stikstof totaal
- Fosfor
- pH-waarde
- Afvalwatertemperatuur
- Vastestofgehalte
- Productietijden
- Piekbelastingen
- Gewenste uitgangswaarden
- Bestaande voorbehandeling
- Bekende remmers
- Bestaande badkuipen of beschikbare opstellocatie
Op basis van de afvalwaterhoeveelheid, de analyse, het toevoerprofiel en de afvoervereisten bepalen we het reactorvolume, de cyclusregeling, de beluchting en de benodigde biologische procesfasen, afgestemd op het specifieke project.
Foto's van aërobe afvalwaterzuiveringsinstallaties
Veelgestelde vragen - ALMA BIO SBR-sequencing-batch-reactor
Wat betekent SBR bij de afvalwaterzuivering?
SBR staat voor Sequencing Batch Reactor. Hierbij worden de afzonderlijke stappen van de biologische afvalwaterzuivering achtereenvolgens in een reactor uitgevoerd. Typische fasen zijn het vullen, de biologische reactie, de bezinking, de afvoer van helder water en de afvoer van overtollig slib.
Voor welk industrieel afvalwater is een SBR bijzonder geschikt?
Een SBR is bijzonder geschikt voor biologisch afbreekbaar industrieel afvalwater met schommelende hoeveelheden of verontreinigingsgraad. Typische toepassingen zijn bijvoorbeeld te vinden in de voedingsmiddelen-, dranken-, zuivel-, chemische, farmaceutische en cosmetica-industrie, evenals in decentrale afvalwaterzuiveringsinstallaties.
Kan een SBR ook worden gebruikt bij een onregelmatige afvalwaterstroom?
Ja. Juist bij afvalwater dat in batches of op onregelmatige tijdstippen wordt geproduceerd, kan de cyclische werking van de SBR voordelen bieden. De toevoer- en reactiefasen kunnen zo worden afgestemd op de productietijden en de werkelijke afvalwaterhoeveelheden.
Heeft een SBR een aparte nabehandeling nodig?
Meestal niet. Bij SBR bezinkt de biomassa direct in de reactor. Na de bezinkfase wordt het gezuiverde heldere water boven het bezonken slib op gecontroleerde wijze afgetapt. Hierdoor is een afzonderlijke klassieke nabehandeling overbodig.
Hoe wordt de cyclustijd van een SBR bepaald?
De cyclustijd wordt per project bepaald op basis van de afvalwaterhoeveelheid, de organische belasting, de stikstofbelasting, de temperatuur, de sedimentatie en de vereiste afvoerwaarden. Er bestaat dan ook geen universeel optimale standaardcyclustijd voor industriële SBR-installaties.
Kan een bestaand bassin worden omgebouwd tot een SBR-reactor?
In principe is een aanpassing mogelijk, mits het bassinvolume, de geometrie en de hydraulische randvoorwaarden geschikt zijn. Daarnaast moeten onder andere de beluchting, de doormenging, de afvoer van helder water, de meettechniek en de automatisering worden aangepast aan de cyclische bedrijfsvoering.
In hoeverre kan een SBR flexibel worden uitgebreid bij een stijgende productiehoeveelheid?
De uitbreidbaarheid hangt af van het bestaande installatieconcept. Afhankelijk van het beschikbare reactorvolume kunnen de cyclusregeling en de bedrijfsmodus worden aangepast of kunnen extra SBR-lijnen worden toegevoegd. Bij het ontwerp moet daarom in een vroeg stadium rekening worden gehouden met een mogelijke toekomstige productieverhoging.
Welke voorbehandeling kan nodig zijn vóór een SBR?
Dat hangt af van de samenstelling van het industriële afvalwater. Afhankelijk van de toepassing kunnen bijvoorbeeld zeven, vet- of vaste-stofafscheiding, neutralisatie, homogenisatie of een chemisch-fysische voorbehandeling nodig zijn. Het doel is om voor de biologische SBR-fase stabiele en voldoende biologisch afbreekbare toevoercondities te creëren.
Onze reactoren voor de aërobe afvalwaterzuivering
ALMA BHU BIO
Het ALMA BHU BIO-systeem combineert nitrificatie, denitrificatie en sedimentatie met biomassa-terugvoer om de omzettingssnelheden te verhogen.
ALMA BIO BBI
Het ALMA BIO BBI-systeem wordt gekenmerkt door zijn geïntegreerde sedimenter, waardoor het extreem ruimtebesparend is vergeleken met vergelijkbare systemen.
ALMA BAF
Bij biologisch geactiveerde filtratie (BAF) worden sessiele micro-organismen gebruikt om organische verbindingen (BZV, CZV) en stikstof uit afvalwater te verwijderen.
ALMA BIO MBBR
Biologische afvalwaterzuivering met vrij bewegende biofilmdragers voor een efficiënte afbraak van koolstof- en stikstofverbindingen.
ALMA BIO SBR
Een sequentieel werkende bioreactor met in de tijd gescheiden fasen voor biologische zuivering, bezinking en afvoer van helder water.
ALMA BHU BIO DEA
Biologisch deammonificatieproces voor energiezuinige stikstofverwijdering uit afvalwater met een hoog ammoniumgehalte, waarbij weinig zuurstof nodig is.
ALMA BIO Compact MBBR
MBBR-installatie in containeruitvoering voor de biologische afvalwaterzuivering, met een hoge capaciteit per oppervlakte-eenheid en snelle integratie in het bedrijfsproces.
ALMA BioFil Compact
Onze compacte biologisch geactiveerde filtratie in tankontwerp, uitgerust met speciale groeilichamen voor effectieve biomassagroei.
ALMA BIO MBR
Membraanbioreactor met ondergedompelde plaatmodules of een extern geplaatste ultrafiltratie-eenheid in een robuuste buismoduleconstructie.
Een SBR-installatie laten ontwerpen:
Maksim Neubauer
Hoofd Internationale Projectontwikkeling