تصفیه فاضلاب به روش SBR

فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی یا SBR (Sequencing Batch Reactor) در واقع همان فرآیند لجن فعال است که از حالت پیوسته به حالت ناپیوسته تبدیل شده است. این روش در گذشته جهت تصفیه فاضلاب در جوامع کوچکتر مورد استفاده قرار می گرفت. در این روش تمام مراحل و فازهای تصفیه‌ بیولوژیکی در یک مخزن اتفاق می افتد. به صورت کلی سیستم SBR، مجموعه ای از مخازن است که به صورت پر و خالی (Fill and Draw) شونده عمل می کند.در این سیستم فاضلاب به یک راکتور ناپیوسته (Batch)، برای حذف ترکیبات نامطلوب اضافه می شود و سپس تخلیه می شود.
فرآیند های پر و خالی شدن (Fill and Draw)، فرآیند هایی نیستند که اخیرا توسعه یافته باشند. بین سالهای 1920-1914 چندین سیستم Fill and Draw بهره برداری شد. با پیشرفت تکنولوژی و تجهیزات در اوایل دهه 1950 و 1960 علاقه به این فرآیند افزایش یافت. فرآیند اولیه SBR در سال 1970 در آمریکا به کار گرفته شد اما در سایر کشورها تا سال 1980 به آن توجه چندانی نشان داده نشد. در چین اولین فرآیند (SBR) در سال 1985 برای تصفیه فاضلاب خانگی و فاضلاب صنایع گوشت به کار گرفته شد.
سیستم SBR عمل تصفیه، ته نشینی مواد جامد، تخلیه مایع رویی و لجن را در یک مخزن انجام می دهد، بنابراین به حوض ته نشینی ثانویه و پمپ برگشت لجن فعال احتیاجی ندارد که این امر، هم باعث کاهش فضای اشغالی و هم باعث کاهش هزینه ها خواهد شد.

مراحل سیستم SBR
سیستم SBR (راکتور ناپیوسته پشت سر هم)، به طور کلی دارای 5 مرحله است که به ترتیب شرح داده شده اند:
1. مرحله پر شدن (Fill): این مرحله، ورود فاضلاب خامی که از آشغالگیر و دانه گیر جدا شده است به داخل تانک یا مخزن می باشد که می تواند یا به صورت ثقلی و یا توسط پمپ به تانک اضافه شود. زمان پر شدن تانک بستگی به حجم تانک و تعداد تانک های موازی در حال بهره برداری دارد. با اضافه شدن فاضلاب خام ورودی ظرفیت راکتور از 25 درصد به 100 درصد افزایش می یابد. این 25 درصد شامل زیست توده ای (MLSS) است که از دوره قبل پر و خالی شدن در سیستم باقی مانده است.
2. مرحله واکنش (React): واکنش های بیولوژیکی که در طول پر شدن مخزن آغاز می شوند، در این مرحله در طی واکنش تکمیل می شود. این مرحله ممکن است با غلظت بالای اکسیژن و یا غلظت پایین اکسیژن رخ دهد. همچنین زمان اختصاص یافته به این مرحله از 35 درصد تا حتی بیش از 50 درصد کل سیکل سیستم می باشد.
3. مرحله رسوب و ته نشینی (Settle): در این مرحله جریان ورودی و خروجی قطع می شوند. راکتور به حالت آرام درآمده و مواد جامد ته نشین می شوند. سیستم ته نشین شدن در فرآیند SBR (راکتور ناپیوسته زنجیره ای)، بهتر از سیستم های ته نشینی پیوسته عمل می کند؛ زیرا جریان به حالت سکون در آمده و جریان ورودی و خروجی قطع شده است. 
4. مرحله تخلیه (Draw or Decent): پس از ته نشین و جدا شدن مواد از فاضلاب، پساب زلال شده یا سوپرناتانت (Supernatant) باید تخلیه شود. مکانیزم های مختلف برای جداسازی آن وجود دارد از جمله می توان به سرریزهای قابل تنظیم شناور اشاره کرد، می توان از پمپ جهت خروج آن استفاده کرد و دیگر روش ها. همچنین این قضیه بسیار حائز اهمیت است که عمل تخلیه نباید به گونه ای باشد که کوچکترین اختلاطی در بستر ایجاد کند. زمان اختصاص یافته با این مرحله چیزی در حدود 5 تا 30 درصد از زمان کلی است که به کل سیستم اختصاص یافته است.
5. مرحله سکون (Idle): این مرحله، زمان اختصاص یافته پس از دوره تخلیه و پیش از شروع به کار مجدد سیستم است. در این زمان سیستم برای شروع دوره و سیکل جدید آماده می شود و در صورت لزوم لجن اضافی به منظور کاهش حجم لجن به یک هاضم بی هوازی پمپ می شود.

مزایای سیستم SBR
1. متعادل سازی، زلال سازی و تصفیه بیولوژیکی در یک راکتور قابل دستیابی می باشد 
2. انعطاف در عملکرد سیستم و کنترل آن
3. نیاز به فضای کم
4. صرفه جویی در هزینه ها به دلیل حذف نیاز به تجهیزاتی همچون زلال ساز و سایر تجهیزات
5. قابلیت اجرا در تمام شرایط آب و هوایی به خاطر آب بند بودن سیستم 
6. عدم نیاز به سیستم بازگشت لجن
7. کیفیت بالای پساب خروجی و راندمان بالای حذف
8. هزینه پایین نگهداری و تعمیرات تصفیه خانه نسبت به سایر روش های لجن فعال
9. خصوصیات ته نشینی در این سیستم مطلوب است
10.  قابلیت حذف نیتروژن و فسفر
11.  این سیستم ها از راه دور قابل کنترل هستند.

معایب سیستم SBR
1. کنترل و طراحی فرآیند پیچیده تر است.
2. بیشتر مناسب ظرفیت های پایین یا جریان های ورودی متناوب می باشند، ورود دبی بیش از حد باعث اختلال در عملکرد سیستم می شود.
3. نسبت به سایر روش های لجن فعال نیاز به کنترل و نگهداری بیشتر دارد و مدت زمان سیکل باید تنظیم شود.
4. برای تصفیه بیشتر احتیاج به تانک متعادل ساز جداگانه ای است.
5. این سیستم نیاز به تجهیزات مکانیزه (مانند کنترل پنل ها) دارد.
6. دفع لجن دارای اهمیت است و باید به صورت منظم و پیوسته صورت گیرد.
7. ممکن است به تصفیه تکمیلی بیشتری برای رسیدن به کیفیت مطلوب احتیاج باشد.

تعداد چرخه ها و بازه های زمانی فازها در یک سیستم SBR با توجه به موارد زیر تعیین می شود:
• کمیت فاضلاب یا جریانی که باید تصفیه شود
• مقاومت فاضلاب
• نیازمندی های تصفیه
• تعداد راکتورهای موازی موجود برای استفاده در تصفیه خانه فاضلاب