I. Současné odstraňování dusíku a fosforu v procesu SBR
Během provozu může proces SBR dosáhnout současného odstranění dusíku a fosforu ve stejné reakční nádobě úpravou časového přidělení a podmínek prostředí (jako je rychlost provzdušňování a stav míchání) v každé fázi. Konkrétně vytváří střídající se aerobní, anoxická a anaerobní prostředí v různých provozních fázích, aby vyhovovala metabolickým potřebám různých mikrobiálních komunit.
Provozní režim: Anaerobní → Aerobní → Anoxický (nebo flexibilně kombinovaný podle potřeb)
Prostřednictvím časové{0}}řadové kontroly se v anaerobní fázi dosáhne uvolňování fosforu, v aerobní fázi se dokončí nitrifikace a přebytečný příjem fosforu a v anoxické fázi se dosáhne denitrifikace.
II. Klíčové faktory ovlivňující současné odstraňování dusíku a fosforu
1. Koncentrace přítokové organické hmoty
Organická hmota v přítoku je důležitým zdrojem uhlíku pro bakterie akumulující polyfosfáty- a denitrifikační bakterie. Mezi bakteriemi akumulujícími polyfosfát- a denitrifikačními bakteriemi existuje konkurence zdroje uhlíku. Pokud je koncentrace organické hmoty v přítoku nedostatečná, ovlivní to přímo účinnost odstraňování dusíku a fosforu. Pro úspěch současného odstraňování dusíku a fosforu je proto rozhodující rozumný poměr zdroje uhlíku.
2. Rychlost provzdušňování a rozpuštěný kyslík (DO)
Koncentrace rozpuštěného kyslíku přímo ovlivňuje účinnost odstraňování dusíku a fosforu. Denitrifikace vyžaduje anoxické podmínky s DO < 0,5 mg/l; příliš vysoký obsah rozpuštěného kyslíku inhibuje aktivitu denitrifikačních bakterií. Současně je třeba během aerobní fáze udržovat dostatek rozpuštěného kyslíku, aby byl zajištěn plný průběh nitrifikace. Proto je rozhodující přesné řízení rychlosti provzdušňování a hladiny rozpuštěného kyslíku.
3. Hodnota pH
Hodnota pH systému významně ovlivňuje účinnost biologického odstraňování fosforu. Studie ukázaly, že když je pH > 8, uvolňování fosforu organismy akumulujícími polyfosfáty (PAO) významně klesá, což ovlivňuje účinek nadměrného vychytávání fosforu v následných aerobních fázích. Proto je třeba během provozu kontrolovat hodnotu pH ve vhodném rozsahu.
4. Doba retence kalu (SRT)
Nitrifikační bakterie mají dlouhý generační cyklus a vyžadují dlouhou dobu zadržení kalu; zatímco PAO vyžadují kratší dobu zdržení kalu pro dosažení lepšího odstranění fosforu. Existuje kompromis-mezi nitrifikací a odstraněním fosforu; typicky je třeba SRT kontrolovat přibližně po 10 dnech, aby se mezi nimi nalezla optimální rovnováha.
III. Porovnání procesu SBR a procesu aktivovaného kalu s kontinuálním průtokem
Výhody procesu SBR
1. Není potřeba nádrž na vyrovnávání průtoku, sekundární sedimentační nádrž a zpětné čerpadlo kalu; jednoduchý procesní tok.
2. Kvalita odpadních vod je lepší než u tradičního procesu s aktivovaným kalem a kvalita vody je stabilnější.
3. Kompaktní konstrukce, malé rozměry.
4. Silná odolnost vůči kolísání zatížení, dosažení dobrého čisticího účinku.
5. Nízké investice do infrastruktury.
6. Snadno ovladatelný objem kalu
Nevýhody procesu SBR
1. Složitá obsluha, vysoké požadavky na automatizaci a úroveň dovedností obsluhy.
2. Nízká míra využití zařízení, rostoucí náklady na zařízení a instalovaná kapacita.
3. Dlouhý pracovní cyklus, velký objem nádrže a odvodňovací zařízení.
4. Je obtížné splnit požadavky na čištění kontinuálního přítoku a kontinuálního vypouštění ve velkých-projektech čištění odpadních vod.
5. Velké kolísání hladiny vody, velká tlaková ztráta.
IV. Celková charakteristika procesu SBR
(1) Biologická přeměna a separace pevných-kapalin znečišťujících látek v odpadních vodách se dosahuje v jedné reakční nádrži nebo ve více reakčních nádržích za sebou;
(2) Objem směsi kalu-vody v reakční nádrži se zvyšuje během fáze přítoku a postupně klesá během fáze výtoku, což zajišťuje funkci regulace objemu vody;
(3) Provozní doba každého reakčního stupně může být nastavena náhodně, což nabízí vysokou flexibilitu;
(4) Provozní sekvenci a čas každého stupně lze efektivně a flexibilně nastavit a řídit pomocí automatických řídicích přístrojů;
(5) Když přítokové zatížení výrazně kolísá, lze dobrý výkon čištění udržet úpravou provozní doby systému;
(6) Upravená voda může být skladována v reaktoru a vypouštěna po testování kvality vody;
(7) Příkon energie do systému lze flexibilně upravovat podle kvality přitékající vody, optimalizovat efektivní objem každé reakční nádrže a počet provozních nádrží.
Stručně řečeno, proces SBR se svým jedinečným přerušovaným provozním režimem má významné komplexní výhody v oblasti čištění odpadních vod v malém a středním{0} měřítku. Jeho omezení však nelze ignorovat ve velkých-scénářích nepřetržitého provozu. Proto výzkumníci vyvinuli různé vylepšené procesy SBR, aby kompenzovaly nedostatky tradičního SBR.