فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی موسوم به SBR یا راکتورهای دسته ای متوالی است که در مخازن فرآوری صنعتی برای تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی یا SBR با استفاده از فاضلاب یا خروجی از دستگاه هضم کننده بی هوازی یا تأسیسات تصفیه بیولوژیکی مکانیکی، فاضلاب ها را به صورت دسته ای و ناپیوسته تصفیه می کند.
گروه مهندسی اوژن اطلس سپهر با پشتیبانی از تیم کارشناسی خبره و بکارگیری مهندسین باتجربه در تمامی زمینه های زیرساخت فاضلابی و زیرساخت های مشابه فعالیت می نماید. کارشناسان اوژن با تجربه و مهارتی که دارند می توانند شما در طراحی و پیاده سازی پروژه ها یاری نمایند.
فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی
در ابتدایی ترین فرم، سیستم فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی مجموعه ای از مخازن است که به صورت پر و پایه کار می کند. هر مخزن در سیستم فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی در یک دوره زمانی گسسته پر شده و بعنوان یک راکتور دسته ای عمل می کند.
پس از انجام تصفیه مورد نظر، به مواد مخلوط اجازه می دهد تا حل شود و مایع رویی معلق شده از مخزن بیرون رانده می شود. چرخه برای هر مخزن در فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی معمولی به پنج دوره گسسته تقسیم می شود که به ترتیب شامل Fill یا پر کردن ، React یا واکنش دهی، Settle یا ته نشینی،Draw یا تخلیه و Idle یا سکون می باشد، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
چندین دوره Fill و React وجود دارد که بسته به روش هوادهی و روش اختلاط متفاوت است. هدر رفتن لجن ممکن است در نزدیکی اتمام مرحله React یا در طول مرحلهSettle ، Draw یا Idle انجام شود. در واقع طراحی اصلی فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی جهت استفاده از یک مخزن واحد برای جنبه های مختلف تصفیه فاضلاب است.
مراحل فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی
- پر کردن: پر کردن در مخزن ممکن است با فاضلاب خام یا پساب اصلی انجام شود. این کار ممکن است یا با نیروی جاذبه به داخل پمپ شود یا جریان داده شود. حجم آن بر اساس تعدادی از عوامل شامل زمان بارگیری و نگهداشتن و ویژگی های انتظار برای تصفیه اجسام تعیین می شود. زمان پرکردن بستگی به حجم هر مخزن، تعداد مخازن موازی هنگام کار و میزان تغییرات روزانه در سرعت جریان فاضلاب دارد. تقریباً هر سیستم هوادهی مثلاً پراکنده ، مکانیکی شناور یا جت، قابل استفاده است. با این حال، سیستم هوادهی ایده آل باید بتواند طیف وسیعی از شدت اختلاط، از صفر تا تحریک کامل و انعطاف پذیری اختلاط را بدون هوادهی فراهم کند. از دستگاه های سنجش سطح یا تایمر و یا کاوشگرهای درون مخزن برای اندازه گیری اکسیژن محلول یا نیتروژن آمونیاک، می توان برای روشن و خاموش کردن هواکش و یا میکسر به دلخواه استفاده کرد.
- واکنش دهی: واکنشهای بیولوژیکی که در طول پر کردن آغاز شده اند، در طول واکنش دهی به پایان می رسند. برای پر کردن، ممکن است شرایط متناوب غلظت کم اکسیژن محلول مانند واکنش مخلوط و غلظت بالای اکسیژن محلول مانند واکنش هوادهی، مورد نیاز باشد. در حالی که شکل بالا نشان می دهد که سطح مایع در طول واکنش حداکثر است، هدر رفتن لجن در این دوره می تواند به عنوان ابزاری ساده برای کنترل دوره لجن اتفاق بیفتد. با هدر رفتن لجن در طول واکنش دهی، لجن به عنوان ابزاری برای حفظ یا کاهش حجم لجن از رآکتور خارج می شود و حجم مواد جامد را کاهش می دهد. زمان اختصاص داده شده برای واکنش دهی ممکن است به اندازه ۵۰ درصد کمتر یا بیشتر از کل زمان چرخه باشد. ممکن است پایان مرحله واکنش دهی توسط یک زمان مشخص مانند زمان موجود در React که همیشه ۱.۵ ساعت باشد یا یک کنترل کننده سطح در یک مخزن مجاور تعیین شود.
- ته نشینی: در فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی، جداسازی جامدات در شرایط ساکن بدون ورود یا خروج، در یک مخزن صورت می گیرد که ممکن است حجمی ده برابر بیشتر از شفاف کننده ثانویه ای داشته باشد، این مقدار برای کارخانه معمولی لجن فعال شده با جریان مداوم استفاده می شود. این مزیت عمده در فرآیند شفاف سازی از این واقعیت ناشی می شود که کل مخزن هوادهی در دوره ای که هیچ جریانی وارد مخزن نمی شود به عنوان شفاف کننده عمل می کند. از آنجایی که تمام لایه های زیستی تا زمانی که بخشی از آنها از بین نبرد در مخزن باقی می مانند، بنابراین دیگر نیازی به ابزار جریان در شفاف کننده های معمولی وجود ندارد. در مقابل، مواد مخلوط به طور مداوم از مخزن هوادهی لجن فعال شده با جریان مداوم خارج می شود و از طریق تصفیه کننده ها معین می شود که تنها بخش عمده ای از لجن را به مخزن هوادهی برگردانند.
- تخلیه: مکانیسم تخلیه ممکن است چندین شکل را شامل شود، از جمله لوله ای که در مقداری از پیش تعیین شده با جریان توسط یک دریچه اتوماتیک تنظیم شده ، یک پمپ، یک تنظیم کننده، یک شناور قابل تنظیم که در سطح زیر مایع ثابت شده است. در هر صورت، مکانیسم تخلیه باید به گونه ای طراحی و راه اندازی شود که از تخلیه مواد شناور جلوگیری شود. زمان اختصاص داده شده به Draw می تواند از ۵ تا بیش از ۳۰ درصد از کل زمان چرخه باشد. با این حال، زمان تخلیه به دلیل مشکلات احتمالی در افزایش لجن نباید بیش از حد تمدید شود.
- سکون: دوره بین Draw و Fill ، دوره سکون نامیده می شود. با وجود نام آن، این زمان می تواند به طور موثری برای دفع لجن مستقر استفاده شود. در حالی که هدر رفتن لجن می تواند هر ۲ تا ۳ ماه یک بار انجام شود، برنامه های مکرر هدر رفتن لجن برای حفظ بازدهی فرآیند و رفع لجن توصیه می شود.
کاربرد فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی
فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی از مزیت انعطاف پذیری بالاتری نسبت به فرآیندهای لجن فعال معمولی از نظر تطابق زمان واکنش با غلظت و درجه تصفیه مورد نیاز برای فاضلاب خاص برخوردار است. به عنوان مثال، فرایند SBR اجازه می دهد تا علاوه بر مواردی مانند سن لجن و غلظت جامدات مخلوط که می توانند در یک فرآیند معمولی معادل ایجاد شوند، تنظیمات زیر نیز انجام می شود:
کل مدت زمان چرخه هر مرحله در فرایند، الگوی چرخه جریان مشخصات اکسیژن محلول در حین هوادهی، در سطح بالای آب فعالیت می کند، سطح زیرین آب را تشکیل می دهد. سیستم SBR با چرخه فرآیند مبتنی بر زمان تکراری به صورت زیر عمل می کند:
- تهویه: برای واکنش های بیولوژیکی، مدت زمان دو ساعت
- تنظیم: برای جداسازی مایع جامد، مدت زمان یک ساعت
- اضطراری: برای از بین بردن پساب تصفیه شده، کل مدت زمان یک ساعت
برای تصفیه فاضلاب خانگی، این چرخه چهار ساعته است که شش بار در روز تکرار می شود. در فرآیند راکتورهای دسته ای متوالی، راکتورها معمولاً مخازن مستطیل ساده هستند که از بتن یا فولاد ساخته می شوند، اگرچه از سازه های تالاب و مقاوم سازی مخازن رسوبی اولیه موجود نیز استفاده شده است. در مقیاس بزرگ از سازه های دایره ای نیز استفاده شده است که فضای آن محدود نیست. برای SBR در مقیاس بزرگ، پساب تصفیه شده پس از مدت زمان پاکسازی توسط مخزن وایرر در حال حرکت، از مخزن SBR خارج می شود.
حوضچه آبگیر کناف در بالاترین سطح آب برای هوادهی و مراحل استقرار قرار دارد تا از تخلیه تصادفی مواد جامد معلق و مخلوط جلوگیری کند. در طول فعالیت فازهای چرخه، پرکننده توسط یک مکانیزم محرک الکترو مکانیکی با سرعت یکنواخت درون مایع هدایت می شود و جریان مداوم پساب شفاف از مخزن تخلیه می شود. پس از رسیدن به سطح آب از پیش تعیین شده، کنترل کننده به حالت استراحت خارج از مایع خود باز می گردد. این دستگاه مجهز به محافظ ضد زنگ است که از طغیان سطحی و سایر مواد شناور در آن جلوگیری می کند.
مزایای فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی
- اعتبار CE
- شفاف سازی اولیه در اکثر موارد
- درمان بیولوژیکی
- تقسیم بندی ثانویه را می توان در یک عملیات انعطاف پذیر و کنترل شده به دست آورد.
- اثرگذاری CP
- صرفه جویی در هزینه ها با از بین بردن تقسیم کننده ها و سایر تجهیزات
معایب فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی
- سطح بالاتری از CA در مقایسه با سیستم های معمولی به ویژه برای سیستم های بزرگتر
- واحدهای زمان بندی و کنترل ها مورد نیاز است.
- سطح بالاتری از نگهداری را در مقایسه با سیستم های متداول نیاز دارد.
- همراه با کنترل های بیشتر
- سوئیچ خودکار
- دریچه های موزون
- لجن کشی در مرحله DRAW یا decant
- نیاز به وصل کردن دستگاه های هوادهی در چرخه عملیات
