Reaktor sekwencyjny typu batch do biologicznego oczyszczania ścieków
Tlenowe biologiczne oczyszczanie ścieków

ALMA BIO SBR – biologiczne oczyszczanie ścieków w reaktorze sekwencyjnym typu Batch Reactor

ALMA BIO SBR (Sequencing Batch Reactor) to biologiczna oczyszczalnia ścieków, w której napełnianie, reakcja biologiczna, sedymentacja i odprowadzanie wody czystej odbywają się kolejno w tym samym reaktorze.

Dzięki elastycznemu sterowaniu poszczególnymi fazami procesu instalację można precyzyjnie dostosować do różnych obciążeń ścieków i celów oczyszczania. Proces SBR nadaje się w szczególności do ścieków przemysłowych o zmiennym składzie, nieciągłych procesów produkcyjnych, a także do biologicznego rozkładu ChZT, BZT, amonu i azotu.
Dane techniczne
Główne zastosowania
Ścieki przemysłowe, strumienie substancji organicznych powstających w procesach technologicznych, strumienie odpadów
Sposób wykonania:
Konstrukcja betonowa, ze stali nierdzewnej, z PE/PP lub kontenerowa
Redukcja:
CSB, amoniak i azot
Moc hydrauliczna
50–1 000 m³/d

Zlecenie zaprojektowania instalacji SBR:

dominik_hoffmann_almawatech

Dominik Hoffmann

Kierownik ds. rozwoju projektów

maksim_neuabauer_almawatech

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.

1
Napełnianie
2
Reakcja biologiczna
3
Sedymentacja
4
Odpływ czystej wody
5
Odprowadzanie nadmiaru osadu

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.

1

Napełnianie

Ścieki przemysłowe są doprowadzane do reaktora SBR i mieszane z aktywną biomasą znajdującą się w reaktorze.

2

Reagować w sposób biologiczny

W fazie reakcji mikroorganizmy rozkładają biologicznie dostępne organiczne składniki ścieków, a tym samym obniżają wartości ChZT i BZT.

3

Nitryfikacja

W warunkach tlenowych mikroorganizmy nitryfikacyjne przekształcają amon biologicznie, poprzez azotyn, w azotan.

4

Denitryfikacja

Dzięki celowo ustalonym fazom beztlenowym azotan może zostać biologicznie zredukowany do azotu elementarnego, co pozwala na obniżenie całkowitej zawartości azotu.

5

Osadzanie się

Po zakończeniu fazy reakcji biologicznej wstrzymuje się napowietrzanie i mieszanie. Biomasa osiada w reaktorze SBR.

6

Spuścić czystą wodę

Woda czysta poddana oczyszczaniu biologicznemu jest po zakończeniu fazy sedymentacji kontrolowanie odprowadzana z reaktora powyżej osadzonej biomasy.

7

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

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.

Obciążenie organiczne

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.

Amon

Nitryfikacja

W warunkach wystarczającego dopływu tlenu amon jest utleniany biologicznie przez mikroorganizmy nitryfikacyjne poprzez azotyn do azotanu.

Azot całkowity

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.

Zmienne ilości ścieków przemysłowych
Procesy produkcyjne o charakterze nieciągłym
Zmieniające się stężenia CSB i BSB
Biologiczna nitryfikacja
Dalsza eliminacja azotu
Ograniczona powierzchnia ustawienia
Powstawanie ścieków w partiach
Zdecentralizowane biologiczne oczyszczanie ścieków
Rozbudowa istniejących instalacji biologicznych
Wysoki poziom pożądanej elastyczności procesowej

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?

SBR: szczególnie interesujące, gdy pożądane jest elastyczne, cykliczne oczyszczanie, nieciągły dopływ ścieków oraz zintegrowana sedymentacja.
MBBR: szczególnie interesujące w przypadku kompaktowych stopni biofilmowych, wysokiej gęstości biomasy oraz zastosowań wymagających dużej odporności na wahania obciążenia.

Zlecenie zaprojektowania instalacji SBR:

dominik_hoffmann_almawatech

Dominik Hoffmann

Kierownik ds. rozwoju projektów

maksim_neuabauer_almawatech

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.

Wydajność hydrauliczna 50–1 000 m³/d
Proces Reaktor sekwencyjny typu Batch
Cele biologiczne CSB · BSB · NH₄-N · N
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
Prześlij wyniki analizy ścieków i zleć wykonanie projektu instalacji SBR

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.

Zlecić zaprojektowanie instalacji SBR

Zdjęcia aerobowych oczyszczalni ścieków

Najczęściej zadawane pytania – reaktor cykliczny ALMA BIO SBR

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Zlecenie zaprojektowania instalacji SBR:

dominik_hoffmann_almawatech

Dominik Hoffmann

Kierownik ds. rozwoju projektów

maksim_neuabauer_almawatech

Maksim Neubauer

Kierownik ds. rozwoju projektów międzynarodowych