בעוד שטכנולוגיית SBR מסורתית מציעה יתרונות רבים, יש לה מגבלות ביישומי הנדסה מתמשכים, שפכים מתמשכים ויישומי הנדסה בקנה מידה גדול. לכן, חוקרים ומהנדסים פיתחו סדרה של תהליכי SBR משופרים כדי להתאים טוב יותר לצרכי טיפול בשפכים שונים. מאמר זה מציג באופן שיטתי חמישה תהליכי SBR משופרים עיקריים.
I. תהליך ICEAS - מערכת איוורור ממושכת לסירוגין
ICEAS (מערכת איוורור ממושכת לסירוגין)
מאפייני תהליך: אזור קדם-תגובה (נקרא גם אזור בחירה) מתווסף לקצה ההשפעה של ה-SBR המסורתי, ומשנה את מצב הפעולה מהשפעה לסירוגין לשפכים מתמשכים ושפכים לסירוגין.
שיפורים: אזור התגובה הקדם-משפר למעשה את ביצועי שקיעת הבוצה, ומצב ההשפעה המתמשך מתאים יותר לתרחישי טיפול עם נפחי מים גדולים.
חסרונות עיקריים:
(1) זמן השמירה ההידראולי ארוך יחסית, ויש לשפר את יעילות הטיפול;
(2) תהליך השקיעה מושפע מהשפעה מתמשכת, העלולה לגרום בקלות להפרעה הידראולית; לכן, נפח ההשפעה לא צריך להיות גדול מדי.
II. תהליך CAST – טכנולוגיית בוצה פעילה מחזורית
CAST (טכנולוגיית בוצה פעילה מחזורית)
תהליך ה-CAST, הידוע גם כ-CASS או CASP, הוא אחד מתהליכי ה-SBR המשתנים הנפוצים ביותר.
מאפיינים מבניים: הכור מחולק לשלושה אזורים פונקציונליים:
(1) אזור סלקטיבי ביולוגי (תנאים אנאירוביים או פקולטטיביים);
(2) אזור אנאירובי פקולטטיבי;
(3) אזור אירובי.
מנגנון הפעלה: במהלך שלבי ההשפעה והאוורור, בוצה מהאזור האירובי מוחזרת לאזור הסלקטיבי הביולוגי, תוך ניצול מלא של הבוצה לשיפור ביצועי שקיעת הבוצה. האזור האנאירובי הפקולטטיבי משמש כחיץ לאיכות וכמות המים המשפיעים.
יתרונות עיקריים: האזור הסלקטיבי הביולוגי מעכב ביעילות את התנפחות הבוצה, משפר את יציבות המערכת ומשפר משמעותית את ביצועי שקיעת הבוצה.
III. DAT-תהליך IAT - אוורור מתמשך-תהליך סדרת אוורור לסירוגין
DAT-IAT (מיכל איוורור לסירוגין - מיכל איוורור לסירוגין)
הרכב תהליך: מורכב משני חלקים המחוברים בסדרה: DAT (טנק אוורור מתמשך) ו-IAT (מיכל אוורור לסירוגין).
מנגנון הפעלה: מים זורמים ברציפות. מי שפכים נכנסים תחילה למיכל ה-DAT לטיפול ביולוגי מקדים, ואז זורמים למיכל ה-IAT, שם מסתיימים ברצף אוורור, שיקוע, ניקוז ופינוי עודפי בוצה. חלק מהבוצה העודפת ממיכל IAT מוחזרת למיכל DAT.
יתרונות עיקריים:
(1) עמידות גבוהה לעומסי זעזועים;
(2) שיעור ניצול גבוה של מיכל התגובה;
(3) יכולת הסתגלות חזקה, תפעול פשוט והשקעה נמוכה בתשתית.
IV. תהליך UNITANK - מערכת בוצה פעילה משולבת
UNITANK (טנק מאוחד)
מאפייני תהליך: המערכת מורכבת משלושה מסדרונות מחוברים, כל אחד מצויד במפוח או מערכת אוורור עילי ומערכת ערבוב.
מנגנון הפעלה: שלושת המסדרונות מתפקדים לסירוגין כמיכלי אוורור ומיכלי שיקוע בשני הקצוות. המערכת משיגה שפכים רציפים ושפכים רציפים. למרות שהפעולה הכוללת היא רציפה, מיכלים בודדים פועלים יחסית לסירוגין עם שפכים ושפכים.
יתרון ליבה: על ידי תפעול חילופי של מיכלים מרובים, הוא פותר את בעיית ההשפעה והקולחים המתמשכים ב-SBRs מסורתיים, מה שהופך אותו למתאים במיוחד לפרויקטים של טיפול בשפכים בקנה מידה גדול הדורש שפכים רציפים.
V. MSBR Process – Modified Sequencing Batch Reactor
MSBR (כור רצף שונה)
מאפייני תהליך: מעסיק-מיכל יחיד, רב-תאים, כדי להשיג פעולה רציפה במפלס מים קבוע.
הרכב מבני: כולל מיכל אנאירובי, מיכל אנוקסי, מיכל אירובי ושני מיכלי SBR (מיכל תגובה ומיכל קולחים).
מנגנון הפעלה: מחזור משקאות מעורבים מתרחשת במיכל האירובי, וההשפעה נמשכת גם בשלב הקולחים, ומשיגה מצב ממשי רציף של השפעת קולחים וקולחים רציף.
יתרון הליבה: יעילות מצוינת להסרת חנקן וזרחן, ופעולה קבועה של מפלס מים מונעת את בעיית אובדן הראש הנגרמת על ידי תנודות במפלס המים ב-SBRs מסורתיים.
VI. סיכום תהליכים משופרים
לחמשת תהליכי ה-SBR המשופרים שהוזכרו לעיל, לכל אחד יש מיקוד משלו:
ICEAS - משיג השפעה מתמשכת באמצעות אזור קדם-תגובה, המתאים לפעולות בקנה מידה קטן עד בינוני-;
CAST - משפר את ביצועי שקיעת הבוצה דרך אזור בחירה ביולוגי, הנפוץ ביותר;
DAT-IAT – משפר עמידות בעומסי זעזועים וניצול טנק באמצעות חיבור כפול מסדרת-טנקים;
UNITANK - משיג השפעות ושפכים מתמשכים באמצעות פעולה מתחלפת של מספר מיכלים;
MSBR – מיכל בודד עם מספר תאים, פעולת מפלס מים קבועה, הטובה ביותר להסרת חנקן וזרחן.
הופעתם של תהליכים משופרים אלה הפכה את מערכת טכנולוגיית SBR לשלמה יותר, המסוגלת להתאים לצרכי טיפול בשפכים שונים מקנה מידה קטן ועד גדול, מפשוט למורכב.
