I. Eliminación simultánea de nitrógeno y fósforo en el proceso SBR
Durante la operación, el proceso SBR puede lograr la eliminación simultánea de nitrógeno y fósforo dentro del mismo tanque de reacción ajustando la asignación de tiempo y las condiciones ambientales (como la tasa de aireación y el estado de agitación) en cada etapa. Específicamente, crea ambientes aeróbicos, anóxicos y anaeróbicos alternos en diferentes etapas operativas para satisfacer las necesidades metabólicas de diferentes comunidades microbianas.
Modo de funcionamiento: Anaeróbico → Aeróbico → Anóxico (o combinado de forma flexible según las necesidades)
A través del control de series de tiempo-, la liberación de fósforo se logra en la etapa anaeróbica, la nitrificación y la absorción excesiva de fósforo se completan en la etapa aeróbica y la desnitrificación se logra en la etapa anóxica.
II. Factores clave que influyen en la eliminación simultánea de nitrógeno y fósforo
1. Concentración de Materia Orgánica Influente
La materia orgánica en el afluente es una fuente importante de carbono para las bacterias acumuladoras de polifosfato-y las bacterias desnitrificantes. Existe una competencia de fuentes de carbono entre las bacterias acumuladoras de polifosfato-y las bacterias desnitrificantes. Si la concentración de materia orgánica afluente es insuficiente, afectará directamente la eficiencia de eliminación de nitrógeno y fósforo. Por lo tanto, una proporción razonable de fuentes de carbono es crucial para el éxito de la eliminación simultánea de nitrógeno y fósforo.
2. Tasa de aireación y oxígeno disuelto (OD)
La concentración de oxígeno disuelto afecta directamente la eficiencia de eliminación de nitrógeno y fósforo. La desnitrificación requiere condiciones anóxicas con OD < 0,5 mg/L; Un nivel excesivamente alto de oxígeno disuelto inhibe la actividad de las bacterias desnitrificantes. Al mismo tiempo, es necesario mantener suficiente oxígeno disuelto durante la fase aeróbica para garantizar el pleno progreso de la nitrificación. Por lo tanto, es crucial un control preciso de la tasa de aireación y los niveles de oxígeno disuelto.
3. Valor del pH
El valor del pH del sistema afecta significativamente la eficiencia de la eliminación biológica de fósforo. Los estudios han demostrado que cuando el pH > 8, la liberación de fósforo por los organismos acumuladores de polifosfato-(PAO) disminuye significativamente, lo que afecta el efecto de absorción excesiva de fósforo en las etapas aeróbicas posteriores. Por lo tanto, el valor del pH debe controlarse dentro de un rango apropiado durante la operación.
4. Tiempo de retención de lodos (SRT)
Las bacterias nitrificantes tienen un ciclo de generación largo y requieren un tiempo de retención de lodos prolongado; mientras que los PAO requieren un tiempo de retención de lodos más corto para lograr una mejor eliminación de fósforo. Existe una compensación-entre la nitrificación y la eliminación de fósforo; Por lo general, es necesario controlar el SRT alrededor de los 10 días para encontrar el equilibrio óptimo entre los dos.
III. Comparación del proceso SBR y el proceso de lodos activados de flujo continuo
Ventajas del proceso SBR
1. No se necesitan tanques de ecualización de flujo, tanques de sedimentación secundarios ni bombas de retorno de lodos; flujo de proceso simple.
2. La calidad del efluente es mejor que la del proceso tradicional de lodos activados y la calidad del agua es más estable.
3. Estructura compacta, tamaño reducido.
4. Fuerte resistencia a las fluctuaciones de carga, logrando un buen efecto de purificación.
5. Baja inversión en infraestructura.
6. Fácil de controlar el volumen de lodos
Desventajas del proceso SBR
1. Operación compleja, altos requisitos de automatización y nivel de habilidad del operador.
2. Baja tasa de utilización de equipos, aumentando los costos de los equipos y la capacidad instalada.
3. Ciclo operativo largo, tanque de gran volumen y equipo de drenaje.
4. Difícil cumplir con los requisitos de tratamiento de afluentes y efluentes continuos en proyectos de tratamiento de aguas residuales a gran-escala.
5. Grandes fluctuaciones del nivel del agua, gran pérdida de carga.
IV. Características generales del proceso SBR
(1) La transformación biológica y la separación sólido-líquido de los contaminantes en las aguas residuales se logran en un solo tanque de reacción o en múltiples tanques de reacción en secuencia;
(2) El volumen de la mezcla de lodo-agua en el tanque de reacción aumenta durante la etapa de afluencia y disminuye gradualmente durante la etapa de efluente, proporcionando una función de regulación del volumen de agua;
(3) El tiempo de funcionamiento de cada etapa de reacción se puede ajustar aleatoriamente, ofreciendo una alta flexibilidad;
(4) La secuencia operativa y el tiempo de cada etapa se pueden ajustar y controlar de manera efectiva y flexible mediante instrumentos de control automático;
(5) Cuando la carga del afluente fluctúa significativamente, se puede mantener un buen rendimiento del tratamiento ajustando el tiempo de funcionamiento del sistema;
(6) El agua tratada puede almacenarse en el reactor y descargarse después de realizar pruebas de calidad del agua;
(7) La entrada de energía al sistema se puede ajustar de manera flexible según la calidad del agua entrante, optimizando el volumen efectivo de cada tanque de reacción y la cantidad de tanques operativos.
En resumen, el proceso SBR, con su exclusivo modo de operación intermitente, tiene importantes ventajas integrales en el campo del tratamiento de aguas residuales a pequeña y mediana-escala. Sin embargo, sus limitaciones no pueden ignorarse en escenarios de operación continua a gran-escala. Por lo tanto, los investigadores han desarrollado varios procesos SBR mejorados para compensar las deficiencias del SBR tradicional.