A reator SBR (Sequencing Batch Reator) é um processo de purificação biológica de funcionamento descontínuo que integra várias etapas de tratamento num único tanque. O reator SBR é frequentemente utilizado no tratamento de água e de águas residuais para remover compostos orgânicos, azoto e fósforo. Devido à sequência de diferentes fases num único reator, este sistema oferece uma alternativa flexível e economizadora de espaço aos processos contínuos.
Índice
Estrutura de um reator SBR
Recipiente do reator:
- Um contentor central no qual têm lugar todas as fases do processo. Pode ser retangular ou redondo e é frequentemente feito de betão, aço ou plástico.
Sistema de ventilação:
- Difusores de bolhas finas ou aeradores de superfície fornecem oxigénio ao reator durante as fases aeróbias.
- O fornecimento de oxigénio é regulado por sensores e sistemas de controlo.
Sistema de mistura:
- Agitadores mecânicos ou bombas de fluxo asseguram uma distribuição homogénea das águas residuais e da biomassa durante as fases anóxicas.
Saída de água limpa:
- Uma saída regulável em altura ou um dispositivo especial de extração de água limpa retira a água purificada da secção superior do reator após a sedimentação.
Automatização:
- Os reactores SBR modernos têm um sistema de controlo abrangente que coordena as fases individuais, o arejamento e a monitorização dos sensores.
Como funciona o reator SBR
O reator SBR funciona num modo cíclico em que diferentes fases são executadas uma após a outra. Esta separação temporal permite combinar vários processos num único reator.
1ª fase de enchimento
- As águas residuais brutas são introduzidas no reator e misturadas com a biomassa existente (lamas activadas). O enchimento pode ser estático ou dinâmico (com arejamento).
- Objetivo: Descarga das águas residuais e início dos processos biológicos.
2ª fase de reação
- Durante esta fase, os poluentes são biodegradados:
- Condições aeróbias: O oxigénio é fornecido para decompor as substâncias orgânicas e oxidar o amónio em nitrato (nitrificação).
- Condições anóxicas: Sem fornecimento de oxigénio, os microrganismos utilizam o nitrato como aceitador de electrões para formar azoto gasoso (desnitrificação).
- Eliminação do fósforo: quer biologicamente, através de organismos armazenadores de polifosfatos, quer quimicamente, através da adição de precipitantes.
- Objetivo: Eliminação de compostos de carbono, azoto e fósforo.
3ª fase de sedimentação
- Uma vez terminados os processos biológicos, o arejamento é interrompido para que a biomassa possa assentar no fundo do reator.
- Objetivo: Clarificação da água através da separação das lamas e da água limpa.
4. Fase de remoção da água limpa
- A água clarificada é retirada da parte superior do reator. Este procedimento é efectuado com cuidado para não agitar as partículas da camada de sedimentos.
- Objetivo: Remoção da água purificada.
5. descarga de lamas
- O excesso de biomassa é removido periodicamente para manter a idade desejada das lamas e o desempenho do reator.
- Objetivo: Regulação da concentração de biomassa no reator.
Foto: Reator SBR como parte do sistema ALMA BHU BIO
Caraterísticas técnicas do reator SBR
Tempos de ciclo:
- Um ciclo completo demora normalmente entre 6 e 12 horas, dependendo da carga de águas residuais e dos requisitos de limpeza.
Carga de lamas:
- O rácio entre a carga (F) e a biomassa (M) situa-se normalmente entre 0,1 e 0,4 kg de CBO/kg de MS-d.
Controlo da ventilação:
- O fornecimento de oxigénio é monitorizado por sensores de oxigénio, amónio e nitrato e controlado conforme necessário.
Capacidade:
- Os reactores SBR podem ser concebidos para caudais pequenos ou grandes, o que os torna adequados tanto para aplicações municipais como industriais.
Vantagens do reator SBR
Elevada flexibilidade do processo:
- Adaptação das fases de funcionamento a diferentes composições de águas residuais.
Design compacto:
- Não é necessário um clarificador secundário separado, o que permite poupar espaço e custos de construção.
Elevado desempenho de limpeza:
- Remoção eficaz de carbono, azoto e fósforo através do controlo preciso das condições do reator.
Eficiência energética:
- A ventilação baseada na procura minimiza o consumo de energia.
Modularidade:
- Fácil de expandir através do funcionamento de vários reactores em paralelo.
Desvantagens do reator SBR
Controlo complexo:
- O funcionamento requer um sistema de automação preciso para controlar a sequência de fases.
Funcionamento descontínuo:
- A água purificada não é descarregada de forma contínua, mas em lotes, o que exige um amortecimento no tratamento a jusante.
Flutuações do afluxo:
- Os picos de carga repentinos podem afetar o desempenho da limpeza se não existirem reservatórios de reserva.
Potencial de otimização do reator SBR
Integração de sensores:
- Utilização de sensores de amónio, nitrato e redox para melhorar o controlo de fase.
Controlo dinâmico:
- Regulação automática dos tempos de ciclo em função da carga efectiva.
Soluções híbridas:
- Combinação com outros processos, como os biorreactores de membrana (MBR), para aumentar o desempenho e a capacidade de purificação.
Conclusão
O reator reator SBR é um sistema extremamente flexível e eficiente para o tratamento biológico de águas residuais. Graças à sua capacidade de integrar várias fases de tratamento num único tanque, oferece uma solução económica e com economia de espaço para aplicações municipais e industriais. O elevado desempenho de purificação e a adaptabilidade a diferentes composições de águas residuais fazem do reator SBR uma tecnologia à prova de futuro no tratamento de água e de águas residuais. Com a automação moderna e o controlo inteligente, o potencial deste processo pode ser ainda mais maximizado, especialmente em aplicações industriais complexas.
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