1. Darba princips un pamata operācijas
SBR process apstrādā notekūdeņus. Tās galvenās apstrādes iekārtas ir sekvencēšanas partijas reaktors (SBR). SBR process novērš daudzas ārstēšanas struktūras. Visi reaktori darbojas vienā SBR reaktorā. Laika kontrole tiek izmantota, lai sasniegtu katra SBR reaktora posma darbības mērķus. Plūsmas modelis ir pilnībā sajaukts, laika gaitā sasniedzot stumšanas plūsmu, un laika gaitā organiskie piesārņotāji tiek noārdīti.
Viss SBR procesa cikls sastāv no pieciem pamata soļiem: ūdens ieplūdes, reakcija, sedimentācija, ūdens kontaktligzda un dīkstāves laiks. Šīs darbības tiek veiktas secīgi reaktorā, kas aprīkots ar aerāciju vai uzbudinājumu. Šis cikls atkārtojas atkārtoti attīrīšanas procesa laikā, lai sasniegtu vēlamos notekūdeņu attīrīšanas rezultātus.
1.1 Ūdens uzņemšanas process
Pirms notekūdeņu ievadīšanas reaktors ir gaidīšanas režīmā. Supernatanta šķidrums pēc sedimentācijas ir iztukšots, un reaktors joprojām satur augstas koncentrācijas aktivizētu dūņu maisījumu. Ūdens līmenis reaktorā ir viszemākais. Notekūdeņi tiek ievadīti, un reakcija notiek pēc pabeigšanas. Šajā ziņā reaktors darbojas arī kā regulēšanas tvertne. Tāpēc SBR procesu mazāk ietekmē slodzes svārstības, un tas ir vairāk pielāgojams ūdens kvalitātes un daudzuma izmaiņām.
1.2. Reakcijas process
Kad notekūdeņi sasniedz iepriekš noteiktu augstumu, sākas reakcijas process. Atbilstošo darbību var izvēlēties, pamatojoties uz dažādiem ārstēšanas mērķiem. Piemēram, aerācijas laika kontrole var sasniegt dažādas prasības, piemēram, BSP noņemšanu, gremošanu un fosfora absorbciju. Aerācijas vai aģitatora intensitātes kontrole reaktorā var uzturēt anaerobus vai anoksiskus apstākļus, ļaujot sagremot un denitrifikāciju.
1.3 Sedimentācijas process
Šajā procesā SBR reaktors darbojas kā sekundārā sedimentācijas tvertne. Aerācija un uzbudinājums tiek apturēti, ļaujot jauktajam šķidrumam palikt statiskam, un aktivizētās dūņas nokārtoties pēc smaguma un atdalās no supernatanta. Kļūdu sedimentācija SBR reaktorā notiek pilnīgi statiskā stāvoklī, samazinot ārējos traucējumus. Turklāt statiskā sedimentācija ļauj izvairīties no nepārtrauktas notekūdeņu problēmas, kas ved gaismas, ļoti aktīvas dūņas. Līdz ar to SBR process piedāvā īsu norēķinu laiku un augstu sedimentācijas efektivitāti, saglabājot augstas dūņu aktivitāti. Norēķinu laiku nosaka notekūdeņu veida un attīrīšanas prasības, parasti svārstoties no 1 līdz 2 stundām.
1.4 Izlādes process
Supernatants pēc sedimentācijas tiek izvadīts, cikla sākumā atjaunojot ūdens līmeni līdz minimumam. Atlikušais apstrādātais ūdens kalpo kā cirkulējošs ūdens un atšķaidīšanas ūdens. Lielākā daļa novietoto aktivizēto dūņu kalpo kā atgriešanās dūņas nākamajam ciklam, bet atlikušās dūņas tiek izvadītas.
1.5 Dīkstāves process
Kad SBR tvertne ir dīkstāvē, mikroorganismi atjaunojas endogēnā elpošanas laikā, samazinot izšķīdušo skābekļa koncentrāciju un dodot zināmu denitrifikācijas un slāpekļa noņemšanas pakāpi, radot labvēlīgus sākotnējos apstākļus nākamajam ciklam. Tā kā mikroorganismi ir bada stāvoklī pēc dīkstāves perioda, aktivizētajām dūņām ir lielāks virsmas laukums. Tāpēc jaunā cikla ietekmīgā fāzē aktivizētās dūņas var izmantot savu spēcīgo adsorbcijas spēju sākotnējai organisko vielu noņemšanai. Turklāt gaidīšanas režīms vēl vairāk samazina izšķīdušā skābekļa līmeni tvertnē, nodrošinot labvēlīgus nosacījumus denitrifikācijas procesam.
2. SBR procesa veiktspējas īpašības
(1) Procesa plūsma ir vienkārša, operācija ir elastīga, un kapitāla būvniecības izmaksas ir zemas. Galvenais SBR procesa aprīkojums ir SBR reaktors. No iepriekšminētās analīzes var redzēt, ka SBR tvertnei ir vairākas lomas: sajaukšanas tvertne, reakcijas tvertne (anaerobā, anoksiska un aerobiska), sedimentācijas tvertne un daļēja koncentrācijas tvertne. Būtībā visas operācijas tiek pabeigtas šādā reaktorā, un dubļu un ūdens sajaukšana, organisko vielu oksidācija, gremošana, denitrifikācija, fosfora absorbcija un izdalīšanās, kā arī dubļu un ūdens atdalīšana tiek veikta dažādos laikos. Tam nav nepieciešama sekundārā sedimentācijas tvertne un dūņu atgriešanās aprīkojums, un parasti tai nav nepieciešama regulējoša tvertne un primārā sedimentācijas tvertne. Tāpēc notekūdeņu attīrīšanas sistēma, izmantojot SBR procesu, ievērojami samazina struktūru skaitu, ietaupa kapitāla būvniecības izmaksas, un tai bieži ir kompaktā izkārtojuma un telpas taupīšanas priekšrocības.
(2) Ārstēšanas efekts ir labs, un notekūdeņi ir uzticami. No reakcijas kinētikas viedokļa SBR reaktoram ir savas unikālās priekšrocības. Saskaņā ar aktivizēto dūņu reakcijas kinētisko modeli, strāvas nepārtrauktas plūsmas bioloģiskās apstrādes reaktoram galvenokārt ir divi plūsmas stāvokļi: pilnīga sajaukšana un spraudņu plūsma. Nepārtrauktas plūsmas spraudņa plūsmas reaktorā katrā aerācijas tvertnes posmā ir tikai horizontāla sajaukšana, un nav vertikālas "aizmugures sajaukšanas". Substrāta koncentrācija pakāpeniski noārdās no augstākās koncentrācijas pie ieplūdes līdz zemākajai koncentrācijai izejā, nodrošinot vislielāko bioķīmiskās reakcijas virzītāju. Darbības aerācijas reakcijas posmā, kaut arī jauktais šķidrums reaktorā atrodas pilnīgi jauktā stāvoklī, tā substrāta un mikroorganismu koncentrācija laika gaitā pakāpeniski samazinās, kas laika izpratnē ir līdzvērtīgs spraudņa plūsmas stāvoklim. Tāpēc SBR reaktors realizē divu reaktoru īpašības nepārtrauktā plūsmā.
(3) Labāks fosfora noņemšana un slāpekļa noņemšanas efekts. Fosfora noņemšana un slāpekļa noņemšana ir salīdzinoši sarežģīts process. Lai sasniegtu nitrifikācijas, denitrifikācijas un fosfora absorbcijas un izdalīšanos, ir nepieciešams nodrošināt anaerobus, anoksiskus un aerobus posmus ārstēšanas procesā. SBR metodē vienā reaktorā var sasniegt dažādus mērķus. Tā kā SBR metode var viegli panākt anaerobo, anoksisko un aerobo stāvokļu maiņu, izmantojot piecu procesu izkārtojumu, tā var maksimizēt teorētisko vides apstākļu apmierināšanu bioloģiskajai denitrifikācijai un fosfora noņemšanai.
(4) Labas dūņu norēķinu veiktspēja. Aktivētā dūņu buļošana ir izplatīta problēma aktivizēto dūņu ārstēšanas procesā. Vairāk nekā 90% no dūņu buļošanas problēmām izraisa pavedienu gausu buļošana. Sakarā ar pārmērīgu pavedienu baktēriju augšanu, baktēriju floku augšana un reprodukcija tiek kavēta, un daudzas pavedieniskas baktērijas sniedzas ārpus dūņu virsmas, padarot flokus vaļīgus un sedimentācijas īpašības vēl sliktāk. SBR metode var efektīvi kontrolēt pārmērīgu pavedienu baktēriju augšanu, un dūņu SVI ir zema. Tas ir process ar salīdzinoši labu dūņu norēķinu sniegumu.
Spēcīga pielāgošanās spējas izmaiņām ūdens kvalitātē un ūdens daudzumā. Ārstēšanas efektu ietekmēs ūdens kvalitāte un ūdens daudzums, galvenokārt tāpēc, ka tā mainīs ārstēšanas vidi, un mikroorganismi dzīves apstākļos bieži ir stingrāki. Tāpēc no teorētiskās analīzes pilnīgi jauktajam reaktoram ir spēcīgāka spēja izturēt trieciena slodzes nekā spraudņa plūsmas reaktoram. Kaut arī SBR process ir ideāls spraudņu plūsmas apstrādes process, tā reaktora struktūra uztur pilnīga sajaukšanas reaktora tipiskās īpašības. Tāpēc tas var izturēt lielas ūdens kvalitātes un daudzuma svārstības, un tai ir spēcīga spēja izturēt trieciena slodzes.