ALMA BIO SBR – biologiczne oczyszczanie ścieków w reaktorze sekwencyjnym typu Batch Reactor
Zlecenie zaprojektowania instalacji SBR:
Maksim Neubauer
Kierownik ds. rozwoju projektów międzynarodowych
Czym jest reaktor SBR?
Reaktor SBR (Sequencing Batch Reactor) to pracujący w trybie nieciągłym biologiczny proces oczyszczania ścieków. W odróżnieniu od instalacji napowietrzania pracującej w trybie ciągłym poszczególne etapy procesu są realizowane kolejno w czasie w tym samym reaktorze.
Dzięki czasowemu rozdzieleniu etapów procesu ten sam reaktor może pracować kolejno w warunkach tlenowych, beztlenowych oraz sedimentacyjnych. Dzięki temu możliwe jest biologiczne rozkładanie zarówno zanieczyszczeń organicznych, jak i amonu oraz azotu.
Reaktor SBR to biologiczna oczyszczalnia ścieków, w której napełnianie, biologiczne oczyszczanie, sedymentacja oraz odprowadzanie wody czystej odbywają się kolejno w czasie w tym samym reaktorze.
Jak działa system ALMA BIO SBR?
System ALMA BIO SBR działa w ramach cyklicznych biologicznych procesów oczyszczania. Poszczególne fazy są dostosowywane indywidualnie do danego projektu w zależności od obciążenia ścieków, docelowego stopnia oczyszczenia oraz wymaganego poziomu eliminacji azotu.
Napełnianie
Ścieki przemysłowe są doprowadzane do reaktora SBR i mieszane z aktywną biomasą znajdującą się w reaktorze.
Reagować w sposób biologiczny
W fazie reakcji mikroorganizmy rozkładają biologicznie dostępne organiczne składniki ścieków, a tym samym obniżają wartości ChZT i BZT.
Nitryfikacja
W warunkach tlenowych mikroorganizmy nitryfikacyjne przekształcają amon biologicznie, poprzez azotyn, w azotan.
Denitryfikacja
Dzięki celowo ustalonym fazom beztlenowym azotan może zostać biologicznie zredukowany do azotu elementarnego, co pozwala na obniżenie całkowitej zawartości azotu.
Osadzanie się
Po zakończeniu fazy reakcji biologicznej wstrzymuje się napowietrzanie i mieszanie. Biomasa osiada w reaktorze SBR.
Spuścić czystą wodę
Woda czysta poddana oczyszczaniu biologicznemu jest po zakończeniu fazy sedymentacji kontrolowanie odprowadzana z reaktora powyżej osadzonej biomasy.
Usunięcie nadmiaru osadu
Część biomasy jest celowo usuwana w celu utrzymania wieku osadu i stężenia biomasy w ramach pożądanego zakresu roboczego.
Zalety procesu SBR
Dzięki sterowaniu czasowemu poszczególnych faz procesu reaktor SBR łączy w sobie szereg funkcji biologicznych i hydraulicznych w jednym reaktorze i można go elastycznie dostosować do przemysłowych warunków dotyczących ścieków.
Kilka etapów procesu w jednym reaktorze
Oczyszczanie biologiczne, sedymentacja i odprowadzanie wody czystej odbywają się w tym samym zbiorniku. Dzięki temu można zrezygnować z oddzielnego, klasycznego etapu dosiedlania.
Elastyczne zarządzanie procesami
Fazy napowietrzania, mieszania, sedymentacji i odprowadzania można dostosować w zależności od rzeczywistego obciążenia hydraulicznego i biologicznego.
Odpowiednie do zmiennych obciążeń
System sterowania cyklem zmiennym nadaje się szczególnie do ścieków przemysłowych o zmiennych natężeniach przepływu, czasach produkcji lub zawartości substancji organicznych.
Rozkład CSB i azotu
Dzięki połączeniu faz reakcji tlenowych i beztlenowych można w sposób biologiczny zredukować zanieczyszczenia organiczne, amoniak oraz azot całkowity.
Kompaktowa konstrukcja instalacji
Ponieważ w reaktorze łączy się kilka funkcji procesowych, można uprościć strukturę instalacji w porównaniu z wieloetapowymi systemami biologicznymi działającymi w trybie ciągłym.
Praca w trybie automatycznym
Dopływ, napowietrzanie, mieszadła, sedymentacja, odpływ wody czystej oraz odpływ osadu mogą być sterowane automatycznie na podstawie określonych warunków procesowych i cykli.
Referencje dotyczące tlenowego biologicznego oczyszczania ścieków

Przemysł cukrowniczy, Pemuco, Chile
Nitryfikacja i denitryfikacja ze zintegrowanym odgazowaniem i sedymentacją dla przepływu objętościowego ścieków wynoszącego 120 m³/h.

Abraham Benelux S.A., Belgia
Kompaktowa biologiczna oczyszczalnia ścieków w konstrukcji kontenerowej o wydajności 35 m³/d.

Fabryka papieru, południowe Niemcy
Usuwanie trudno rozkładalnych biologicznie substancji CSB za pomocą biofiltracji przy przepływie objętościowym wynoszącym 700 m³/h.

Przemysł cukrowniczy, Niemcy
Oczyszczanie beztlenowe i oczyszczanie tlenowe o wydajności 220 m³/h z przemysłu cukrowniczego.

Mleczarnia, wody procesowe, Niemcy
Biofiltracja służąca do dalszej eliminacji ChZT w procesie ponownego wykorzystania wody, zaprojektowana dla wydajności 600 m³/dobę.

Top Harvest Yanchang Coal, Chiny
Biologiczne oczyszczanie ścieków o wydajności 1 500 m³/h z poprzedzającym etapem DAF służącym do wstępnego oczyszczania ścieków rafineryjnych.
Cykl SBR – kluczowy dla biologicznej wydajności oczyszczania
Wydajność reaktora SBR zależy w znacznym stopniu od podziału i czasu trwania poszczególnych faz cyklu. Z tego powodu nie stosuje się stałego, standardowego cyklu. Fazy procesu są dostosowywane indywidualnie dla każdego projektu do obciążenia ściekowego, profilu dopływu oraz wymaganej jakości ścieków odprowadzanych. .
Typowe czynniki wpływające na cykl SBR
- Wydajność zasilania
- Obciążenie CSB i BSB
- Zawartość amonu
- Pożądany poziom eliminacji azotu
- Temperatura ścieków
- Zapotrzebowanie na tlen
- Właściwości sedymentacyjne biomasy
- Żądane wartości przepływu
- Profile produkcyjne i obciążeniowe
- Dostępne pojemności reaktorów
Decydujące znaczenie nie ma jak najkrótszy czas cyklu. Decydujące znaczenie ma takie sterowanie procesem, w którym biologiczny rozkład CSB, nitryfikacja, denitryfikacja i sedymentacja mają wystarczająco dużo czasu, a jednocześnie osiągana jest wymagana przepustowość ścieków.
Rozkład CSB, amonu i azotu w procesie SBR
Czasowe rozdzielenie faz reakcji tlenowych i beztlenowych umożliwia celowe połączenie różnych procesów biologicznych w ramach tego samego reaktora typu SBR.
Rozkład CSB i BSB
W trakcie fazy reakcji biologicznej mikroorganizmy heterotroficzne rozkładają biologicznie dostępne organiczne związki węgla, zmniejszając w ten sposób obciążenie ścieków wskaźnikami CSB i BSB.
Nitryfikacja
W warunkach wystarczającego dopływu tlenu amon jest utleniany biologicznie przez mikroorganizmy nitryfikacyjne poprzez azotyn do azotanu.
Denitryfikacja
Podczas celowo wprowadzanych faz beztlenowych można biologicznie zredukować azotan do azotu elementarnego . Dzięki temu możliwe jest przeprowadzenie połączonej eliminacji azotu w ramach cyklu SBR.
W jakich przypadkach reaktor SBR sprawdza się szczególnie dobrze?
System ALMA BIO SBR nadaje się w szczególności do przemysłowych instalacji oczyszczania ścieków, w których przepływ, obciążenie lub czasy produkcji ulegają wahaniom i wymagane jest elastyczne biologiczne sterowanie procesem.
SBR czy proces z osadem czynnym w trybie ciągłym?
W obu procesach wykorzystuje się mikroorganizmy w zawiesinie do biologicznego oczyszczania ścieków. Istotna różnica polega na przestrzennym lub czasowym rozdzieleniu poszczególnych etapów procesu.
| Kryterium | SBR | Proces z osadem czynnym w trybie ciągłym |
|---|---|---|
| Tryb działania | Nieciągłe / cykliczne | W sposób ciągły |
| Reakcja biologiczna | W reaktorze SBR | W zbiorniku napowietrzającym |
| Sedymentacja | W tym samym reaktorze | Oddzielne osadzanie wtórne |
| Odpływ czystej wody | Sterowane czasowo | Ciągły przebieg |
| Nitryfikacja / denitryfikacja | Możliwość sterowania w zależności od faz cyklu | O strefach procesowych oddzielonych przestrzennie |
| Zmienne obciążenia | Wysoka elastyczność dzięki możliwości dostosowania cykli | Ciągłe sterowanie hydrauliczne |
| Kontrola procesu | Duża elastyczność czasowa | Ciągłe sterowanie procesem |
| Struktura aktywów trwałych | Wiele funkcji w jednym reaktorze | Często kilka zbiorników lub etapów procesu |
Główna różnica między procesem SBR a klasycznym procesem z osadem czynnym polega na tym, że w procesie SBR oczyszczanie biologiczne i sedymentacja odbywają się kolejno w czasie w tym samym reaktorze.
SBR czy MBBR – która metoda biologiczna jest odpowiednia w danej sytuacji?
Zarówno SBR, jak i MBBR są uznanymi metodami biologicznego oczyszczania ścieków, różnią się jednak znacznie pod względem zatrzymywania biomasy, sposobu działania oraz oddzielania substancji stałych.
SBR
W reaktorze sekwencyjnym partiami (Sequencing Batch Reactor ) biomasa występuje głównie w postaci zawieszonego osadu czynnego. Reakcja biologiczna, sedymentacja oraz odprowadzanie wody czystej odbywają się w różnych momentach w tym samym reaktorze.
MBBR
W reaktorze z ruchomym złożem biofilmowym znaczna część biomasy rozwija się jako biofilm na swobodnie poruszających się nośnikach z tworzywa sztucznego. Usunięta biomasa jest następnie eliminowana za pomocą oddzielnego systemu separacji substancji stałych.
W jakich przypadkach poszczególne procedury są szczególnie interesujące?
Zlecenie zaprojektowania instalacji SBR:
Maksim Neubauer
Kierownik ds. rozwoju projektów międzynarodowych
Zautomatyzowane sterowanie procesem w systemie ALMA BIO SBR
W przypadku systemu SBR automatyzacja ma szczególne znaczenie, ponieważ napełnianie, reakcja biologiczna, sedymentacja, odprowadzanie wody czystej oraz gospodarka osadami muszą być niezawodnie ze sobą zsynchronizowane. System ALMA BIO SBR jest projektowany indywidualnie dla danego obiektu z myślą o przepływach ścieków od 50 do 1 000 m³/d i jest eksploatowany w trybie zautomatyzowanym.
Regulacja dopływu
Proces napełniania jest sterowany w zależności od stanu cyklu, poziomu napełnienia oraz dostępnej objętości reaktora.
Pomiar tlenu
Stężenie tlenu stanowi istotną podstawę regulacji tlenowych faz reakcji biologicznych .
Regulacja wentylacji
Dopływ powietrza może być regulowany automatycznie w zależności od obciążenia biologicznego oraz aktualnego zapotrzebowania na tlen.
Sterowanie mieszadłem
W fazach beztlenowych biomasa jest mieszana, bez celowego wprowadzania dodatkowego tlenu.
Odpływ czystej wody
Po zakończeniu fazy sedymentacji woda czysta poddana oczyszczaniu biologicznemu jest w kontrolowany sposób odprowadzana z górnej strefy reaktora .
Gospodarka osadami
Odprowadzanie nadmiaru osadu można zautomatyzować w sposób dostosowany do wieku osadu, stężenia biomasy oraz trybu pracy instalacji .
Dane procesowe i analiza
Czasy cyklu, wartości stężenia tlenu, natężenia dopływu, stany pracy oraz alarmy mogą być wyświetlane i analizowane w systemie sterowania .
Specyfikacja techniczna urządzenia ALMA BIO SBR
ALMA BIO SBR to zaprojektowana specjalnie na potrzeby danego projektu biologiczna oczyszczalnia ścieków przeznaczona do oczyszczania ścieków przemysłowych o przepływie od 50 do 1 000 m³ dziennie. Pojemność reaktora, przebieg cyklu, napowietrzanie, mieszanie oraz automatyzacja są dostosowane do obciążenia ścieków i wymaganej jakości ścieków odprowadzanych.
| Parametry | Wykonanie |
|---|---|
| Procedura | Reaktor cykliczny (SBR) |
| Moc hydrauliczna | 50–1 000 m³/dobę |
| Tryb działania | Nieciągłe / cykliczne |
| biomasa | Osad zawieszony |
| Etapy postępowania | Napełnianie, reakcja, sedymentacja, odprowadzanie wody czystej i odprowadzanie osadu |
| Cele biologiczne | Rozkład CSB/BSB, nitryfikacja i denitryfikacja |
| Wentylacja | Aeratory membranowe lub rurowe, dopasowane do konkretnego projektu w zależności od zapotrzebowania na tlen oraz geometrii reaktora |
| Wymieszanie | Mieszadło zanurzeniowe, mieszadło centralne lub mieszadła zamontowane z boku, w zależności od wielkości reaktora i sposobu sterowania procesem |
| Odpływ czystej wody | Zautomatyzowane odprowadzanie wody czystej po sedymentacji |
| Pomiar | O₂, pH, potencjał redoks; opcjonalnie ChZT, NH₄-N, NO₂-N, NO₃-N |
| Automatyzacja | Automatyczne sterowanie cyklami i procesami |
| Integracja systemów | Instalacje nowe i istniejące |
Typowe zastosowania przemysłowe
Instalacje typu SBR nadają się szczególnie do oczyszczania ścieków przemysłowych zawierających zanieczyszczenia organiczne ulegające biodegradacji, przy zmiennych warunkach dopływu lub wymaganiach dotyczących biologicznej eliminacji azotu.
Przemysł spożywczy
Biologiczne oczyszczanie ścieków produkcyjnych zawierających substancje organiczne, charakteryzujących się zmiennymi w czasie stężeniami ChZT i BZT.
Przemysł napojowy i browary
Oczyszczanie ścieków produkcyjnych o wysokiej biodegradowalności przy zmiennych cyklach produkcyjnych i oczyszczania.
Mleczarnie
Biologiczne oczyszczanie ścieków o wysokim obciążeniu substancjami organicznymi charakteryzujących się znacznymi wahaniami w zakresie produkcji i obciążenia.
Przemysł chemiczny
Oczyszczanie odpowiednich strumieni odpadowych ulegających biodegradacji po przeprowadzeniu wstępnego oczyszczania dostosowanego do składu chemicznego wody.
Przemysł farmaceutyczny i kosmetyczny
Elastyczne oczyszczanie biologiczne ścieków produkcyjnych, które powstają w sposób nieciągły i ulegają biodegradacji.
Zdecentralizowane oczyszczanie ścieków
Kompaktowe oczyszczanie biologiczne w lokalizacjach, w których występuje nieregularny dopływ ścieków lub ograniczona infrastruktura.
Jakie dane są nam potrzebne do opracowania projektu SBR?
Przy projektowaniu reaktora SBR istotne znaczenie mają, oprócz dziennej ilości ścieków, w szczególności profile czasowe dopływu, obciążenia biologiczne, zawartość azotu oraz wymagane wartości na wylocie.
Istotne dane do pierwszego wymiarowania systemu SBR
- Średnia i maksymalna ilość wytwarzanych ścieków
- Ilości dzienne i tygodniowe
- Profile doprowadzające
- CSB i BSB
- Biologicznie rozkładalny CSB
- Azot amonowy
- Azot całkowity
- Fosfor
- Wartość pH
- Temperatura ścieków
- Zawartość substancji stałych
- Czas realizacji
- Szczytowe obciążenia
- Żądane wartości przepływu
- Dotychczasowe zabiegi przygotowawcze
- Znane inhibitory
- Istniejące wanny lub dostępna powierzchnia montażowa
Na podstawie ilości ścieków, wyników analizy, profilu dopływu oraz wymogów dotyczących odpływu określamy objętość reaktora, przebieg cyklu, napowietrzanie oraz niezbędne biologiczne etapy procesu, dostosowując je do konkretnego projektu.
Zdjęcia aerobowych oczyszczalni ścieków
Najczęściej zadawane pytania – reaktor cykliczny ALMA BIO SBR
Co oznacza skrót SBR w kontekście oczyszczania ścieków?
Skrót SBR oznacza „Sequencing Batch Reactor” (reaktor cykliczny). W tym procesie poszczególne etapy biologicznego oczyszczania ścieków odbywają się kolejno w czasie w jednym reaktorze. Typowe etapy to: napełnianie, reakcja biologiczna, sedymentacja, odprowadzanie wody czystej oraz usuwanie nadmiaru osadu.
Do jakich ścieków przemysłowych system SBR nadaje się szczególnie?
Reaktor SBR nadaje się szczególnie do oczyszczania biologicznie rozkładalnych ścieków przemysłowych o zmiennej objętości lub zmiennym obciążeniu. Typowe zastosowania obejmują między innymi przemysł spożywczy, napojowy, mleczarski, chemiczny, farmaceutyczny i kosmetyczny, a także zdecentralizowane oczyszczalnie ścieków.
Czy reaktor SBR może działać również w przypadku nieciągłego napływu ścieków?
Tak. Cykl pracy systemu SBR może przynieść korzyści zwłaszcza w przypadku ścieków powstających partiami lub o nieregularnym harmonogramie. Dzięki temu fazy dopływu i reakcji można dostosować do harmonogramu produkcji oraz rzeczywistych ilości ścieków.
Czy w przypadku reaktora SBR konieczne jest oddzielne osadzanie?
Z reguły nie. W procesie SBR biomasa osiada bezpośrednio w reaktorze. Po zakończeniu fazy sedymentacji oczyszczona woda klarowna jest w kontrolowany sposób odprowadzana z góry osadu. Dzięki temu można zrezygnować z oddzielnego, klasycznego etapu dosiedlania.
W jaki sposób ustala się czas trwania cyklu w systemie SBR?
Czas trwania cyklu ustala się indywidualnie dla każdego projektu na podstawie ilości ścieków, obciążenia organicznego, zawartości azotu, temperatury, sedymentacji oraz wymaganych parametrów na wylocie. Nie ma zatem uniwersalnego, optymalnego standardowego czasu trwania cyklu dla przemysłowych instalacji typu SBR.
Czy istniejący zbiornik można przekształcić w reaktor typu SBR?
Zasadniczo modernizacja jest możliwa, o ile objętość zbiornika, jego geometria oraz warunki brzegowe układu hydraulicznego są odpowiednie. Ponadto należy dostosować między innymi system napowietrzania, mieszania, odpływu wody czystej, technikę pomiarową oraz automatyzację do cyklicznego trybu pracy.
W jakim stopniu można elastycznie rozbudować reaktor SBR przy rosnącej wielkości produkcji?
Możliwości rozbudowy zależą od istniejącej koncepcji instalacji. W zależności od dostępnej pojemności reaktora można dostosować przebieg cyklu i tryb pracy lub dodać dodatkowe linie SBR. Dlatego podczas projektowania należy z wyprzedzeniem uwzględnić ewentualny przyszły wzrost produkcji.
Jakie działania przygotowawcze mogą być konieczne przed zastosowaniem procesu SBR?
Zależy to od składu ścieków przemysłowych. W zależności od zastosowania konieczne może być na przykład przesiewanie, oddzielanie tłuszczu lub substancji stałych, neutralizacja, homogenizacja lub fizykochemiczna obróbka wstępna. Celem jest zapewnienie stabilnych i odpowiednio biodegradowalnych warunków dopływu do biologicznego etapu SBR.
Nasze reaktory do tlenowego oczyszczania ścieków

ALMA BHU BIO
System ALMA BHU BIO łączy nitryfikację, denitryfikację i sedymentację z recyrkulacją biomasy w celu zwiększenia szybkości przemian.

ALMA BIO BBI
System ALMA BIO BBI charakteryzuje się zintegrowanym osadnikiem, dzięki czemu zajmuje wyjątkowo mało miejsca w porównaniu z podobnymi systemami.

ALMA BAF
W biologicznie aktywowanej filtracji (BAF) mikroorganizmy siedzące są wykorzystywane do usuwania związków organicznych (BZT, ChZT) i azotu ze ścieków.

ALMA BIO MBBR
Biologiczne oczyszczanie ścieków z wykorzystaniem swobodnie poruszających się osadów biologicznych w celu skutecznej redukcji związków węgla i azotu.

ALMA BIO SBR
Bioreaktor pracujący w trybie sekwencyjnym, z oddzielnymi fazami oczyszczania biologicznego, sedymentacji i odprowadzania wody czystej.

ALMA BHU BIO DEA
Biologiczny proces deamonifikacji służący energooszczędnej eliminacji azotu ze ścieków o wysokiej zawartości amonu przy niewielkim zapotrzebowaniu na tlen.

ALMA BIO Compact MBBR
Kontenerowa instalacja MBBR do biologicznego oczyszczania ścieków, charakteryzująca się wysoką wydajnością powierzchniową i szybką integracją z procesami operacyjnymi.

ALMA BioFil Compact
Nasza kompaktowa, biologicznie aktywowana filtracja w zbiorniku, wyposażona w specjalne organy wzrostu dla efektywnego wzrostu biomasy.

ALMA BIO MBR
Reaktor membranowy z zanurzonymi modułami płytowymi lub zewnętrznym zespołem ultrafiltracyjnym, wykonany w solidnej konstrukcji rurowoczęściowej.
Zlecenie zaprojektowania instalacji SBR:
Maksim Neubauer
Kierownik ds. rozwoju projektów międzynarodowych



















