Selv om tradisjonell SBR-teknologi gir mange fordeler, har den begrensninger i kontinuerlig innflytende, kontinuerlig avløp og stor{0}}tekniske applikasjoner. Derfor har forskere og ingeniører utviklet en rekke forbedrede SBR-prosesser for å bedre tilpasse seg ulike behov for behandling av avløpsvann. Denne artikkelen introduserer systematisk fem hovedforbedrede SBR-prosesser.
I. ICEAS-prosess – Intermittent Cyclic Extended Aeration System
ICEAS (Intermittent Cyclic Extended Aeration System)
Prosessegenskaper: En pre-reaksjonssone (også kalt en seleksjonssone) legges til den innflytende enden av den tradisjonelle SBR, og endrer driftsmodusen fra intermitterende innflytende til kontinuerlig innflytende og intermitterende avløp.
Forbedringer: For-reaksjonssonen forbedrer effektivt slamavsetningsytelsen, og den kontinuerlige innløpsmodusen er mer egnet for behandlingsscenarier med store vannvolumer.
De viktigste ulempene:
(1) Den hydrauliske retensjonstiden er relativt lang, og behandlingseffektiviteten må forbedres;
(2) Sedimenteringsprosessen påvirkes av kontinuerlig innflyt, som lett kan forårsake hydraulisk interferens; derfor bør ikke innflytende volumet være for stort.
II. CAST-prosess – syklisk aktivert slamteknologi
CAST (Cyclic Activated Sludge Technology)
CAST-prosessen, også kjent som CASS eller CASP, er en av de mest brukte modifiserte SBR-prosessene.
Strukturelle egenskaper: Reaktoren er delt inn i tre funksjonssoner:
(1) Biologisk selektiv sone (anaerobe eller fakultative anaerobe forhold);
(2) fakultativ anaerob sone;
(3) Aerobic sone.
Driftsmekanisme: Under tilstrømnings- og luftingsstadiene returneres slam fra den aerobe sonen til den biologiske selektive sonen, og slammet utnyttes fullt ut for å forbedre slamavsetningsevnen. Den fakultative anaerobe sonen fungerer som en buffer for innflytende vannkvalitet og mengde.
Hovedfordeler: Den biologiske selektive sonen hemmer effektivt slambulking, forbedrer systemstabiliteten og forbedrer slamavsetningsytelsen betydelig.
III. DAT-IAT Process – Continuous Aeration-Intermittent Aeration Series Process
DAT-IAT (Demand Aeration Tank - Intermittent Aeration Tank)
Prosesssammensetning: Består av to deler koblet i serie: en DAT (Continuous Aeration Tank) og en IAT (Intermittent Aeration Tank).
Driftsmekanisme: Vannet renner kontinuerlig. Avløpsvann kommer først inn i DAT-tanken for foreløpig biologisk behandling, og strømmer deretter inn i IAT-tanken, hvor lufting, sedimentering, drenering og fjerning av overflødig slam fullføres sekvensielt. En del av overflødig slam fra IAT-tanken returneres til DAT-tanken.
Hovedfordeler:
(1) Høy motstand mot støtbelastninger;
(2) Høy utnyttelsesgrad av reaksjonstanken;
(3) Sterk tilpasningsevne, enkel betjening og lav infrastrukturinvestering.
IV. UNITANK-prosess – integrert aktivert slamsystem
UNITANK (Unified Tank)
Prosessegenskaper: Systemet består av tre sammenkoblede korridorer, hver utstyrt med et vifte- eller overflateluftingssystem og et blandesystem.
Driftsmekanisme: De tre korridorene fungerer vekselvis som luftetanker og sedimentasjonstanker i begge ender. Systemet oppnår kontinuerlig tilløp og kontinuerlig avløp. Selv om den totale driften er kontinuerlig, opererer individuelle tanker relativt intermitterende med tilløp og avløp.
Kjernefordel: Ved vekslende drift av flere tanker, løser den problemet med kontinuerlig tilførsel og avløp i tradisjonelle SBR-er, noe som gjør den spesielt egnet for store-avløpsbehandlingsprosjekter som krever kontinuerlig avløp.
V. MSBR-prosess – Modifisert sekvenseringsbatchreaktor
MSBR (Modified Sequencing Batch Reactor)
Prosessegenskaper: Bruker en enkelt-tank, multi-romdesign for å oppnå kontinuerlig drift ved konstant vannnivå.
Strukturell sammensetning: Inkluderer en anaerob tank, en anoksisk tank, en aerob tank og to SBR-tanker (en reaksjonstank og en avløpstank).
Driftsmekanisme: Resirkulering av blandet brennevin skjer i den aerobe tanken, og innløpet fortsetter selv under avløpsstadiet, og oppnår en virkelig kontinuerlig innløps- og kontinuerlig avløpsdriftsmodus.
Kjernefordel: Utmerket nitrogen- og fosforfjerningseffektivitet, og konstant vannstandsdrift unngår tapsproblemet forårsaket av vannstandssvingninger i tradisjonelle SBR-er.
VI. Sammendrag av forbedrede prosesser
De fem forbedrede SBR-prosessene nevnt ovenfor har hver sitt fokus:
ICEAS – Oppnår kontinuerlig påvirkning gjennom en for-reaksjonssone, egnet for små til middels-operasjoner;
CAST – Forbedrer slamavsetningsevnen gjennom en biologisk utvalgssone, den mest brukte;
DAT-IAT – Forbedrer motstanden mot sjokkbelastninger og tankutnyttelse gjennom dobbel-tankseriekobling;
UNITANK – Oppnår kontinuerlig tilførsel og avløp gjennom vekslende drift av flere tanker;
MSBR – Enkel tank med flere rom, konstant vannstandsdrift, best for nitrogen- og fosforfjerning.
Fremveksten av disse forbedrede prosessene har gjort SBR-teknologisystemet mer komplett, i stand til å tilpasse seg ulike behov for avløpsvannbehandling fra liten til stor skala, fra enkel til kompleks.