SBR (כור אצווה ברצף)
תהליך SBR הוא תהליך בוצה פעיל המופעל במצב אוורור לסירוגין. הליבה של טכנולוגיית SBR היא כור SBR, המשלב פונקציות כמו שוויון, שקיעה ראשונית, פירוק ביולוגי ושקיעה משנית לתוך מיכל אחד. באותו כור התהליך מורכב מחמישה שלבים בסיסיים: זרימה, תגובה, שקיעה, ניקוז והמתנה, ללא מערכת החזרת בוצה. במיכל מתרחשים תהליכים אנאירוביים ואירוביים מתחלפים, ובכך משיגים דניטריפיקציה יעילה ופינוי זרחן. זה מתאים במיוחד לפריקה לסירוגין ולמצבים עם שינויים משמעותיים בזרימה. הדקנטר הוא ציוד מרכזי בתהליך זה.
תהליך SBR אינו מצריך מיכל הגדרה, וכתוצאה מכך אינדקס נפח בוצה נמוך יותר (SVI), מקל על יישוב הבוצה ומפחית את התרחשות הצטברות הבוצה. במיוחד בשנים האחרונות, עם שיפור רמות האוטומציה, השימוש הנרחב במכשירים כגון שסתומים חשמליים, מדי מפלס, טיימרים אוטומטיים ובקרים הניתנים לתכנות, אפשר את תהליך ה-SBR כולו להיות אוטומטי. כאשר מופעלים ומנוהלים כראוי, איכות הקולחים יכולה לעלות על זו של תהליכי בוצה פעילה מתמשכים. בהשוואה לשיטות אחרות, SBR תופס גם טביעת רגל קטנה יותר, עמיד בפני עומסי זעזועים ויכול להתמודד עם שפכים אורגניים רעילים או בריכוז גבוה.
יתרונות:
גמישות גבוהה: מתאים למכוני טיהור קטנים ובינוניים וניתן להתאים את סולם הטיפול לפי הצורך.
טביעת רגל קטנה יחסית: עקב עיבוד אצווה, SBR תופסת שטח קטן יחסית.
הסרה יעילה של מזהמים: SBR יכול להסיר ביעילות חומרים אורגניים, חנקן וזרחן מזהמים.
חסרונות:
דורש ניהול תפעול קפדני: פעולת SBR דורשת בקרת זמן קפדנית וניהול תפעול.
צריכת אנרגיה גבוהה: נדרשת צריכת אנרגיה משמעותית עבור אוורור וערבול.
רגישות לתנודות באיכות המים המשפיעים: SBR עשוי להיות רגיש לתנודות באיכות המים המשפיעים, מה שעלול להשפיע על יעילות הטיפול.
MBR (Membrane Bioreactor)
MBR הוא תהליך חדש ויעיל לטיפול בשפכים המשלב טכנולוגיית הפרדת ממברנות ביעילות גבוהה עם תהליכים מסורתיים של בוצה פעילה. הוא משתמש במודולי ממברנה MBR כדי להחליף מיכלי שיקוע משניים מסורתיים. המים המטופלים נשאבים החוצה לאחר סינון דרך הממברנה, כאשר הבוצה הפעילה נשמרת על ידי הפרדת ממברנה ואינה זורקת מהמערכת, ובכך מאריכה מאוד את גיל הבוצה ומעלה את ריכוז הבוצה הפעילה. התכונה העיקרית שלו היא להפריד את זמן החזקת הבוצה (SRT) מזמן השמירה ההידראולית (HRT).
המרכיב העיקרי בתהליך ה-MBR הוא מודול הממברנה, המחולק לממברנות סיבים חלולים, ממברנות צינוריות, ממברנות צלחת ומסגרת (סדין שטוח), ממברנות מפותלות בספירלה וממברנות נימיות. תפקידו דומה לזה של מיכל השקיעה המשני בתהליכי בוצה פעילה מסורתיים. דיוק הסינון של מודולי ממברנה גבוה יחסית, בדרך כלל מסוגל ליירט מוצקים בטווח של 0.01 מיקרומטר עד 0.1 מיקרומטר.
כמובן שגם ממברנות MBR צריכות לשקול שטיפה לאחור לאחר פעולה ארוכת טווח. כאשר שיטות ניקוי פיזיות אינן יעילות, נדרש ניקוי כימי, שיכול להחזיר את שטף הממברנה בצורה טובה יחסית. ריאגנטים כימיים נפוצים כוללים חומצות, אלקליות, חומרים קלטים, חמצונים, אנזימים וחומרי שטח. למרות ששיטות כימיות יכולות להסיר מזהמים, הן עשויות להכניס מזהמים חדשים, ולחומרי ניקוי כימיים יש השפעות מזיקות מסוימות על מיקרואורגניזמים, כך שתנאי ההפעלה והשיטות דורשים התייחסות.
יתרונות:
שפכים איכותיים: טכנולוגיית הפרדת הממברנות של MBR משיגה הפרדה איכותית של מוצק-נוזל, המבטיחה איכות קולחים יציבה.
טביעת רגל קטנה יחסית: עקב השימוש בטכנולוגיית הפרדת ממברנות, MBR תופסת שטח קטן יותר.
ישימות רחבה: מתאים למפעלי טיהור שפכים באיכויות מים ובקנה מידה שונים.
חסרונות:
צריכת אנרגיה גבוהה: סינון ממברנה ב-MBR דורש צריכת אנרגיה גבוהה יחסית.
בעיית ממברנה וקושי תחזוקה: נדרש ניקוי שוטף והחלפת ממברנות, וכתוצאה מכך עלויות תחזוקה גבוהות יותר.
עלות השקעה גבוהה: בהשוואה לבריכות ביולוגיות מסורתיות, ל-MBR עלויות השקעה גבוהות יותר.
MBBR (כור ביופילם במיטה נעה)
MBBR הוא סוג חדש של כור ביופילם, אשר פותח על בסיס כורי מיטה קבועה, כורי מיטה נוזלית ומיטות סינון ביולוגיות. זהו כור ביופילם מרוכב משופר שמתגבר על החסרונות של כורי מיטה קבועה הדורשים שטיפה לאחור תקופתית, כורי מיטה נוזלית הדורשים נוזל לנזילת נשאים, והפעולה המורכבת של מיטות סינון ביולוגיות שקועות הדורשות ניקוי אמצעי סינון והחלפת מכשירי אוורור. MBBR שומר על המאפיינים של שיטות ביופילם מסורתיות כגון עמידות בעומסי זעזועים, ייצור בוצה נמוך וגילי בוצה ארוכים. הליבה של MBBR טמונה בסוג מיוחד של מדיה עם צפיפות ≈ 1, הדומה לצפיפות המים, מה שמאפשר לה להגיע למצב נוזלי ללא צורך בכוח משמעותי.
העיקרון העיקרי של MBBR הוא להעביר ברציפות שפכים דרך נושאי התקשורת בכור, שם נוצרים סרטי ביו-פילמים על הנשאים, מה שמקל על התפשטות מיקרואורגניזמים והשפלה של מזהמים אורגניים. בהשוואה לתהליכי בוצה פעילה, לתהליכי MBBR יש גילאי בוצה ארוכים יותר, מה שמאפשר שימור של יותר חיידקים מחנקים והשפעות דניטריפיקציה טובות יותר.
MBBR יכול להיות מצויד במיכלי שיקוע משניים, או שהוא יכול לפעול בלעדיהם. אם היא פועלת ללא מיכלי שיקוע משניים, היא מסווגת כטכנולוגיית MBBR טהורה הנכללת בקטגוריה של תהליכי ביופילם. אם מותקנים מיכלי שיקוע משניים, היא מכונה מערכת MBBR היברידית, המשלבת מאפיינים של תהליכי ביופילם וגם של בוצה פעילה.
יתרונות:
יעילות טיפול גבוהה: MBBR מספק שטח פנים גדול לצמיחת ביופילם ולהיצמדות, ובכך משפר את הצמיחה של חיידקים ומשפר את יעילות הטיפול בשפכים.
יכולת הסתגלות חזקה: מתאים לסוגים וקנה מידה שונים של מכוני טיהור שפכים.
יכולת הסתגלות חזקה לתנודות עומס: MBBR מראה יכולת הסתגלות טובה לתנודות עומס, וכתוצאה מכך ביצועי טיפול יציבים יחסית.
חסרונות:
דורש תחזוקה תפעולית גבוהה: יש צורך בניקוי שוטף של נושאי מדיה וניטור מצב הביופילם.
דורש טמפרטורה ואיכות מים גבוהים: MBBR עשוי להיות פחות יעיל בסביבות בטמפרטורה נמוכה או בתנאי איכות מים ירודה.
עלויות השקעה ותפעול גבוהות: בהשוואה לבריכות ביולוגיות מסורתיות, ל-MBBR עלויות השקעה ותפעול גבוהות יותר.