คำตอบสั้น: เลือก SBR เมื่อมีพื้นที่ว่างและภาระน้ำเสียแกว่งตลอดทั้งวัน เลือก MBBR เมื่อคุณกำลังอัปเกรดถังที่มีอยู่และไม่สามารถเพิ่มถังตกตะกอนได้ เลือก MBR เมื่อค่ามาตรฐานการระบายน้ำเข้มงวดหรือน้ำจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ และคุณสามารถจ่ายค่าอุปกรณ์เมมเบรนและลมสำหรับเป่าเมมเบรนได้ ทั้งสามระบบยังคงผลิตสลัดจ์ของเสียที่ต้องผ่านการรีดน้ำออก
สามกระบวนการ ในหนึ่งย่อหน้าต่อกระบวนการ
SBR — ถังปฏิกรณ์แบบลำดับขั้น ถังเดียวทำทุกอย่างตามลำดับ แผ่นข้อมูลข้อเท็จจริงของ US EPA ระบุห้าขั้นตอนดังนี้: idle, fill, react, settle และ drawการเติมอากาศ การตกตะกอน และการถ่ายน้ำใสเกิดขึ้นในถังเดียวกันแต่ต่างเวลากัน จึงไม่มีถังตกตะกอนแยกต่างหากและไม่มีการสูบตะกอนกลับ การควบคุมทำโดยใช้ตัวตั้งเวลาและสวิตช์ระดับ
MBBR — ถังปฏิกรณ์ biofilm แบบเคลื่อนที่ ถังเติมอากาศที่บรรจุตัวพาพลาสติกขนาดเล็ก แบคทีเรียเจริญเป็นไบโอฟิล์มบนพื้นผิวด้านในที่ได้รับการปกป้องของตัวพาแต่ละตัว ดังนั้นมวลชีวภาพจึงคงอยู่ในถังโดยไม่ต้องมีการหมุนเวียนตะกอน ตัวพาถูกกักไว้ในถังปฏิกรณ์ด้วยตะแกรงที่ทางออก ของแข็งที่หลุดออกมาจะถูกกำจัดในขั้นตอนถัดไป โดยปกติด้วยถังตกตะกอนหรือหน่วย DAF
MBR — เมมเบรนไบโอรีแอกเตอร์ แอกติเวเต็ดสลัดจ์ที่มีถังตกตะกอนขั้นที่สองถูกแทนที่ด้วยเมมเบรนไมโครหรืออัลตราฟิลเตรชัน ซึ่งจมอยู่ในถังเติมอากาศหรือในสายข้าง เอกสารข้อเท็จจริงเรื่องเมมเบรนไบโอรีแอกเตอร์ของ EPA อธิบายถึงเมมเบรนที่ต้องกักอนุภาคขนาดประมาณ 1 ไมครอนซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมน้ำทิ้งจาก MBR จึงแทบไม่มีของแข็งแขวนลอยและแบคทีเรียส่วนใหญ่
แต่ละอันทำอะไรได้ดี
SBR: ความยืดหยุ่นบนพื้นที่ขนาดเล็ก
เอกสารข้อเท็จจริงของ EPA ให้เครดิต SBRs ว่าผสมผสานการปรับสมดุล การตกตะกอนขั้นต้น การบำบัดทางชีวภาพ และการตกตะกอนขั้นทุติยภูมิไว้ในถังเดียว โดยใช้พื้นที่น้อยที่สุดและประหยัดเงินลงทุนได้จากการกำจัดถังตกตะกอน ค่าการออกแบบที่อ้างในเอกสารเดียวกันให้ค่า รอบ 4 ชั่วโมงสำหรับน้ำเสียเทศบาล และ 4–24 ชั่วโมงสำหรับอุตสาหกรรมโดยมี MLSS อยู่ที่ 2,000–4,000 มก./ลิตร ที่ระดับน้ำต่ำ
เนื่องจากความยาวของรอบสามารถเปลี่ยนแปลงได้จากแผงควบคุม SBR จึงสามารถเดินระบบได้ตั้งแต่โหมดสัมผัส-ทำให้เสถียรแบบสั้น 3.5 ชั่วโมง ไปจนถึงโหมดเติมอากาศแบบขยาย 18–36 ชั่วโมง นั่นคือเหตุผลที่เหมาะกับโรงงานที่มีภาระเปลี่ยนแปลงตามกะหรือตามฤดูกาล โดยทั่วไปการกำจัด BOD 85–95%และซัพพลายเออร์ที่อ้างในเอกสารข้อเท็จจริงรับประกันค่า BOD และ TSS ต่ำกว่า 10 มก./ลิตร
MBBR: เพิ่มความจุในถังเดิม
ตัวกลางเพิ่มพื้นที่ผิวไบโอฟิล์มโดยไม่เพิ่มปริมาตรถัง ตัวกลาง Kaldnes K1 มาตรฐานให้พื้นที่ผิวประมาณ พื้นที่ผิวที่ได้รับการป้องกัน 500 ตร.ม. ต่อตัวพา 1 ลูกบาศก์เมตรและโดยปกติแล้วเครื่องปฏิกรณ์จะถูกเติมไม่เกิน ประมาณ 67–70% ของปริมาตรถัง ดังนั้นตัวพาจึงยังสามารถหมุนเวียนได้ (Rusten et al., 2006) เติมถังให้เต็มครึ่งหนึ่งด้วยตัวพา และปริมาณชีวมวลที่มีประสิทธิผลจะเพิ่มขึ้นหลายเท่าโดยไม่ต้องแตะต้องคอนกรีต
นั่นคือเหตุผลที่ MBBR มักเป็นตัวเลือกเมื่อโรงบำบัดที่มีอยู่รับภาระเกินกำลังและไม่มีพื้นที่สำหรับถังเติมอากาศถังที่สอง นอกจากนี้ยังรองรับภาระกระแทกได้ดี เพราะไบโอฟิล์มยึดติดอยู่และไม่สามารถถูกชะล้างออกไปได้เหมือนฟล็อกที่แขวนลอย ราคาที่ต้องจ่ายคือมันไม่ตกตะกอนของแข็งของตัวเอง ยังคงต้องมีถังตกตะกอน DAF หรือขั้นตอนการกรอง และตะกอนที่เข้าสู่ขั้นตอนการรีดน้ำจะเบากว่าและทำให้ข้นได้ยากกว่าตะกอนเร่งactivatedแบบดั้งเดิม
MBR: น้ำที่สะอาดที่สุดและถังที่เล็กที่สุด
เอกสารข้อมูลของ EPA รายงานว่าโรงงานขนาดเต็มรูปแบบสามารถลด BOD จากประมาณ 150–280 มก./ลิตร เหลือ 1–2 มก./ลิตรจาก TSS ประมาณ 170–250 มก./ลิตร เป็น 1–3 มก./ลิตรและแอมโมเนียไนโตรเจนให้ต่ำกว่า 0.3 มก./ลิตร โดยค่าเฉลี่ยความขุ่นของน้ำทิ้งอยู่ที่ 0.3 NTU ที่โรงงานแห่งหนึ่งในรัฐจอร์เจีย เนื่องจากเมมเบรนกักเก็บชีวมวลทั้งหมดไว้ในถังปฏิกรณ์ ค่า MLSS จึงสามารถทำงานได้สูงกว่าในโรงงานที่ใช้ถังตกตะกอนมาก ซึ่งช่วยลดปริมาตรถังและเวลากักเก็บน้ำ
ข้อควรระวังสองประการจากเอกสารเดียวกัน ควรจำกัดอัตราการไหลสูงสุดให้อยู่ที่ ไม่เกิน 1.5–2 เท่าของค่าเฉลี่ยเพราะเมมเบรนไม่สามารถรับแรงกระชากของไฮดรอลิกได้เหมือนที่คลาริไฟเออร์ทำได้ ดังนั้นจึงมักจำเป็นต้องมีถังปรับสมดุล และอากาศสำหรับการชะล้างก็มีความสำคัญมาก โรงงานแห่งหนึ่งมีค่าเฉลี่ย 1,800 kWh ต่อล้านแกลลอน เฉพาะเครื่องเป่าลมสำหรับล้างเมมเบรนเพียงอย่างเดียว ใช้ปริมาณอากาศประมาณสองเท่าของที่โรงงานทั่วไปต้องการสำหรับการเติมอากาศ เมมเบรนรับประกันช่วงที่เสนอไว้ตั้งแต่ 3 ถึง 10 ปี
การเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
| เกณฑ์ | SBR | MBBR | เอ็มบีอาร์ |
|---|---|---|---|
| ต้องมีเครื่องแยกตะกอนแยกต่างหาก | ไม่ | ใช่ (หรือ DAF) | ไม่ — เมมเบรน |
| พื้นที่ติดตั้ง | เล็ก | เล็ก; พอดีกับถังที่มีอยู่ | เล็กที่สุด |
| ทีเอสเอสน้ำทิ้ง | <10 มก./ลิตร โดยทั่วไป | ขึ้นอยู่กับเครื่องตกตะกอน | 1–3 มก./ลิตร |
| ความทนทานต่อการแกว่งของโหลด | สูง (ปรับรอบได้) | สูง (ชีวมวลที่แนบมา) | ปานกลาง; ต้องการการปรับสมดุล |
| พลังงาน | ปานกลาง | ปานกลาง | สูงสุด (ลมล้างเมมเบรน) |
| วัสดุสิ้นเปลือง | ไม่มี | ผู้ให้บริการ (อายุการใช้งานยาวนาน) | เมมเบรน, สารเคมีทำความสะอาด |
| ทักษะผู้ปฏิบัติงาน | ตัวจับเวลาและวาล์ว | ต่ำ | สูง |
| เหมาะสมที่สุด | ปริมาณโหลดที่แปรผันได้, พื้นที่โครงการใหม่ | การปรับปรุงเครื่องจักร การเพิ่มขีดความสามารถ | นำกลับมาใช้ใหม่ จำกัดอย่างเข้มงวด ไม่มีที่ดิน |
จะตัดสินใจอย่างไรในสี่คำถาม
- ใบอนุญาตกำหนดให้ต้องทำอะไรบ้าง ถ้า TSS ต้องต่ำกว่า 5 mg/L หรือน้ำจะถูกนำกลับมาใช้สำหรับการหล่อเย็นหรือการเติมในกระบวนการผลิต MBR เป็นเพียงหนึ่งในสามวิธีที่ทำได้โดยไม่ต้องมีตัวกรองขั้นตติยภูมิแยกต่างหาก
- มีถังอยู่แล้วหรือไม่ หากใช่และมันทำงานเกินพิกัด สามารถเพิ่มตัวพา MBBR เข้าไปได้ การเปลี่ยนเป็น MBR ก็เป็นไปได้เช่นกัน แต่หมายถึงต้องมีตะแกรง เมมเบรน และเครื่องเป่าลมใหม่
- การไหลมีความสม่ำเสมอแค่ไหน? การผลิตแบบแบตช์ โรงงานตามฤดูกาล และโรงงานอาหารที่มีช่วงการล้างสูงสุดนิยมใช้ SBR เพราะสามารถยืดรอบเวลาได้เมื่อภาระหนักและย่นให้สั้นลงเมื่อภาระเบา
- ใครจะดูแลมัน MBR ต้องการคนที่เข้าใจแรงดันข้ามเมมเบรน การทำความสะอาดทางเคมี และการเกิดฟาวลิง MBBR แทบไม่ต้องการอะไรนอกจากการตรวจตะแกรงและการกระจายอากาศ
ส่วนที่ไม่มีใครใส่ในโบรชัวร์: ตะกอน
ทั้งสามกระบวนการเปลี่ยนสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำให้เป็นชีวมวล และชีวมวลนั้นออกจากโรงบำบัดในรูปของตะกอนของเสียที่มีของแข็งประมาณ 0.5–1.2% เอกสารข้อมูลเมมเบรนไบโอรีแอกเตอร์ของ EPA ระบุว่าตะกอนของเสียมีของแข็งทั้งหมด 1–1.2% ส่วน SBR และ MBBR ก็ใกล้เคียงหรือบางกว่า
ในขั้นตอนการกำจัดน้ำ มีสามสิ่งที่แตกต่างกันระหว่างพวกเขา:
- สลัดจ์ MBR มีอายุมากกว่าและมีแร่ธาตุสูงกว่า ซึ่งมักช่วยให้เค้กแห้งดีขึ้น แต่ต้องแลกมาด้วย MLSS สูงและอาจพาคอลลอยด์ละเอียดที่ทำให้ผ้าอุดตันเร็ว ควรทดสอบผ้าก่อนเลือกใช้
- ไบโอฟิล์มที่หลุดออกจาก MBBR มีน้ำหนักเบาและมักต้องใช้ปริมาณโพลีเมอร์ที่สูงขึ้นเพื่อทำให้เกิดฟล็อก มักไม่ค่อยเกิดการข้นตัวได้ดีด้วยแรงโน้มถ่วงเพียงอย่างเดียว
- ตะกอนของเสียจาก SBR มีพฤติกรรมเหมือนสลัดจ์กากตะกอนเร่งทั่วไป และเป็นชนิดที่ง่ายที่สุดในสามชนิดในการลดความชื้นใน เครื่องกรองแบบห้อง.
สำหรับทั้งสามอย่างนี้ a เครื่องกรองแบบเมมเบรน จะนำตะกอนชีวภาพจากของแข็ง 1% ไปเป็นเค้ก 20–30% ในขั้นตอนเดียว ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้ค่าขนส่งหรือค่าฝังกลบสามารถจัดการได้ สำหรับโรงงานขนาดเล็กที่ต่ำกว่าสองสามตันของของแข็งแห้งต่อวัน a เครื่องอัดสกรูแบบหลายจาน เป็นตัวเลือกที่ใช้พลังงานต่ำกว่า
ที่เกี่ยวข้อง: โรงบำบัดน้ำเสียผลิตสลัดจ์เท่าไร, เมื่อคุณต้องการการลอยตัวด้วยอากาศละลาย, และ อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม.
คำถามที่พบบ่อย
MBR ดีกว่า SBR หรือไม่?
เฉพาะเมื่อคุณต้องการคุณภาพน้ำทิ้งของมัน MBR ทำได้ถึง 1–3 mg/L TSS และแบคทีเรียใกล้ศูนย์ ซึ่ง SBR ไม่สามารถเทียบได้หากไม่มีตัวกรองขั้นตติยภูมิและการฆ่าเชื้อ SBR ชนะในด้านพลังงาน ทักษะผู้ปฏิบัติงาน และความทนทานต่อปริมาณน้ำสูงสุด และไม่มีเมมเบรนให้เปลี่ยน
MBBR สามารถแทนที่โรงงานตะกอนเร่งได้หรือไม่?
มันสามารถทำหน้าที่แทนขั้นตอนทางชีวภาพภายในถังเดียวกันได้ แต่ยังคงต้องมีขั้นตอนการแยกของแข็งหลังจากนั้น การปรับปรุงส่วนใหญ่ยังคงใช้ถังตกตะกอนเดิมหรือเพิ่มหน่วย DAF ต่อจากเครื่องปฏิกรณ์ MBBR
ขนาดโรงงานเท่าใดจึงเหมาะกับ SBR?
เอกสารข้อมูลของ EPA ระบุว่า SBR มักใช้กับอัตราการไหล 5 ล้านแกลลอนต่อวัน (ประมาณ 19,000 ลบ.ม./วัน) หรือน้อยกว่า และการติดตั้งส่วนใหญ่อยู่ต่ำกว่า 2 MGD อัตราการไหลที่มากกว่ามักใช้ระบบแอกติเวเต็ดสลัดจ์แบบไหลต่อเนื่องหรือ MBR
ตัวพาไปในถัง MBBR มากแค่ไหน?
โดยปกติอยู่ระหว่าง 30% ถึง 67% ของปริมาตรถังปฏิกรณ์ และไม่เกินประมาณ 70% เพื่อให้ตัวพายังคงเคลื่อนที่ได้ด้วยการเติมอากาศ ปริมาณการเติมที่แน่นอนกำหนดจากพื้นที่ผิวไบโอฟิล์มที่ต้องการสำหรับภาระการออกแบบ
ทำไม MBR ถึงต้องมีถังปรับสมดุล?
เนื่องจากฟลักซ์ของเมมเบรนมีจำกัด เอกสารข้อเท็จจริงของ EPA แนะนำให้รักษาอัตราการไหลออกแบบสูงสุดไว้ไม่เกิน 1.5–2 เท่าของค่าเฉลี่ย ถังตกตะกอนทนต่อการเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันได้ แต่เมมเบรนไม่สามารถทนได้
อันไหนในสามอย่างนี้ผลิตตะกอนน้อยที่สุด
MBR ในกรณีส่วนใหญ่ เพราะมันทำงานที่อายุสลัดจ์ยาวนานและมวลชีวภาพจำนวนมากถูกย่อยสลายด้วยการเน่าภายใน ความแตกต่างมีไม่มาก และทั้งสามแบบยังคงต้องมีขั้นตอนการรีดน้ำก่อนที่สลัดจ์จะถูกขนย้ายได้
บอกเราเกี่ยวกับกระบวนการ ปริมาณ COD หรือ BOD ขีดจำกัดการระบายน้ำทิ้ง และมีถังอยู่แล้วหรือไม่ แล้วเราจะบอกคุณว่ากระบวนการใดเหมาะสม และกำหนดขนาดการรีดน้ำตะกอนให้สอดคล้องกัน: ขอคำแนะนำเกี่ยวกับกระบวนการและขนาด.
เอกสารอ้างอิง: US EPA — แผ่นข้อมูลการจัดการน้ำเสีย: เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบเมมเบรน (832-F-07-015), US EPA — Wastewater Technology Fact Sheet: Sequencing Batch Reactors (1999), Rusten B. และคณะ (2006) — การออกแบบและการดำเนินงานของเครื่องปฏิกรณ์ biofilm แบบเบดเคลื่อนที่ Kaldnes, Aquacultural Engineering 34.
บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของคู่มือของเราเกี่ยวกับ wastewater sludge dewatering.