I. Rimozione simultanea di azoto e fosforo nel processo SBR
Durante il funzionamento, il processo SBR può ottenere la rimozione simultanea di azoto e fosforo all'interno dello stesso serbatoio di reazione regolando il tempo e le condizioni ambientali (come il tasso di aerazione e lo stato di agitazione) in ciascuna fase. Nello specifico, crea ambienti alternati aerobici, anossici e anaerobici in diverse fasi operative per soddisfare le esigenze metaboliche delle diverse comunità microbiche.
Modalità operativa: Anaerobica → Aerobica → Anossica (o combinata in modo flessibile a seconda delle esigenze)
Attraverso il controllo delle serie temporali-, nella fase anaerobica si ottiene il rilascio di fosforo, nella fase aerobica si completano la nitrificazione e l'assorbimento in eccesso di fosforo e nella fase anossica si ottiene la denitrificazione.
II. Fattori chiave che influenzano la rimozione simultanea di azoto e fosforo
1. Concentrazione della materia organica influente
La materia organica nell'affluente è un'importante fonte di carbonio per i batteri che accumulano polifosfati-e per i batteri denitrificanti. Esiste una competizione per la fonte di carbonio tra i batteri che accumulano polifosfati-e i batteri denitrificanti. Se la concentrazione di materia organica in entrata è insufficiente, ciò influenzerà direttamente l'efficienza di rimozione di azoto e fosforo. Pertanto, un rapporto ragionevole tra le fonti di carbonio è fondamentale per il successo della rimozione simultanea di azoto e fosforo.
2. Tasso di aerazione e ossigeno disciolto (DO)
La concentrazione di ossigeno disciolto influisce direttamente sull'efficienza di rimozione di azoto e fosforo. La denitrificazione richiede condizioni anossiche con DO < 0,5 mg/L; un livello eccessivo di ossigeno disciolto inibisce l'attività dei batteri denitrificanti. Allo stesso tempo, durante la fase aerobica è necessario mantenere una quantità sufficiente di ossigeno disciolto per garantire il pieno progresso della nitrificazione. Pertanto, il controllo preciso della velocità di aerazione e dei livelli di ossigeno disciolto è fondamentale.
3. Valore del pH
Il valore del pH del sistema influisce in modo significativo sull’efficienza della rimozione biologica del fosforo. Gli studi hanno dimostrato che quando il pH > 8, il rilascio di fosforo da parte degli organismi che accumulano polifosfati-(PAO) diminuisce in modo significativo, influenzando l'effetto di assorbimento eccessivo di fosforo nelle successive fasi aerobiche. Pertanto, il valore del pH deve essere controllato entro un intervallo appropriato durante il funzionamento.
4. Tempo di ritenzione dei fanghi (SRT)
I batteri nitrificanti hanno un lungo ciclo di generazione e necessitano di un lungo tempo di ritenzione dei fanghi; mentre i PAO richiedono un tempo di ritenzione dei fanghi più breve per ottenere una migliore rimozione del fosforo. Esiste un compromesso-tra nitrificazione e rimozione del fosforo; in genere, l'SRT deve essere controllato dopo circa 10 giorni per trovare l'equilibrio ottimale tra i due.
III. Confronto tra il processo SBR e il processo a fanghi attivi a flusso continuo
Vantaggi del processo SBR
1. Nessuna necessità di serbatoio di equalizzazione del flusso, serbatoio di sedimentazione secondaria e pompa di ritorno dei fanghi; flusso di processo semplice.
2. La qualità dell'effluente è migliore rispetto al tradizionale processo a fanghi attivi e la qualità dell'acqua è più stabile.
3. Struttura compatta, ingombro ridotto.
4. Forte resistenza alle fluttuazioni di carico, ottenendo un buon effetto purificante.
5. Bassi investimenti in infrastrutture.
6. Facile controllo della carica dei fanghi
Svantaggi del processo SBR
1. Operazioni complesse, requisiti elevati di automazione e livello di abilità dell'operatore.
2. Basso tasso di utilizzo delle apparecchiature, aumento dei costi delle apparecchiature e della capacità installata.
3. Ciclo operativo lungo, grande volume del serbatoio e attrezzatura di drenaggio.
4. Difficile soddisfare i requisiti di trattamento degli affluenti continui e degli effluenti continui nei progetti di trattamento delle acque reflue su larga-scala.
5. Grandi fluttuazioni del livello dell'acqua, grandi perdite di carico.
IV. Caratteristiche generali del processo SBR
(1) La trasformazione biologica e la separazione solida{1}}liquida degli inquinanti nelle acque reflue vengono ottenute in un unico serbatoio di reazione o in più serbatoi di reazione in sequenza;
(2) Il volume della miscela di fanghi-acqua nel serbatoio di reazione aumenta durante la fase di afflusso e diminuisce gradualmente durante la fase di effluente, fornendo una funzione di regolazione del volume dell'acqua;
(3) Il tempo operativo di ciascuna fase di reazione può essere regolato in modo casuale, offrendo un'elevata flessibilità;
(4) La sequenza operativa e il tempo di ciascuna fase possono essere regolati e controllati in modo efficace e flessibile utilizzando strumenti di controllo automatico;
(5) Quando il carico influente fluttua in modo significativo, è possibile mantenere buone prestazioni di trattamento regolando il tempo di funzionamento del sistema;
(6) L'acqua trattata può essere immagazzinata nel reattore e scaricata dopo i test di qualità dell'acqua;
(7) L'energia immessa nel sistema può essere regolata in modo flessibile in base alla qualità dell'acqua influente, ottimizzando il volume effettivo di ciascun serbatoio di reazione e il numero di serbatoi operativi.
In sintesi, il processo SBR, con la sua modalità operativa intermittente unica, presenta vantaggi globali e significativi nel campo del trattamento delle acque reflue su piccola e media-scala. Tuttavia, i suoi limiti non possono essere ignorati negli scenari di funzionamento continuo su larga-scala. Pertanto, i ricercatori hanno sviluppato vari processi SBR migliorati per compensare le carenze dell’SBR tradizionale.