MBBR עיצוב תהליך חישוב ופירוט
מאת: קייט
Email:Kate@aquasust.com
תאריך: 12 ביולי 2021
תוֹכֶן הָעִניָנִים
2.4 עיצוב של MBBR עומס קונבנציונלי
2.6 ניטריפיקציה של טכנולוגיית MBBR
2.7.1 כור ביופילם של מיטה נעה עם קדם-דניטריפיקציה
2.7.2 כור ביופילם של מיטה נעה עם פוסט דניטריפיקציה
2.7.3 משולב כור ביופילם במיטה נעה לפני/אחרי דניטריפיקציה
2.7.4 תסיסה של דניטריפיקציה
2.8 עיבוד מקדים
2.10.1MBBR קצב תנועה (קצב זרימה אופקי)
2.10.2 MBBR טנק קצף בעיות
2.10.3 מרווח מיטת מנשא ואחסון זמני
|
אם אתה צריך MBBR Process Excel צור קשר עכשיו, למה לא? Whatapp או טלפון:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
1. מהו MBBR ו-MBBR Full Form
במהלך 20 השנים האחרונות, Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) התפתח לתהליך פשוט, חזק, גמיש וקומפקטי לטיפול בשפכים. תצורות שונות של MBBR שימשו בהצלחה להסרת BOD, חמצון אמוניה והסרת חנקן, ויכולות לעמוד בקריטריונים שונים של איכות שפכים כולל מגבלות מחמירות של חומרים מזינים.
כור הביופילם של המיטה הנעה משתמש בפלסטיק שתוכנן במיוחד בתור נושא הביופילם, ובאמצעות ערבוב אוורור, נוזל
ניתן לתלות את הנשא בכור על ידי ריפלוקס או ערבוב מכני. ברוב המקרים, המנשא מתמלא בין 1/3 ל-2/3 מהכור. הרבגוניות של ה-MBBR מאפשרת למהנדס התכנון להשתמש בדמיון שלו עד תום. ההבדל העיקרי בין ה-MBBR לכורי ביופילם אחרים הוא שהוא משלב רבים מהיתרונות של שיטות הבוצה הפעילה והביופילם תוך הימנעות מכמה שיותר מהחסרונות שלהם.
1) כמו כורי ביופילם שקועים אחרים, MBBR מסוגל ליצור סרטי ביופילם פעילים מיוחדים ביותר שניתן להתאים לתנאים הספציפיים בתוך הכור. הביופילם הפעיל הייחודי ביותר מביא ליעילות גבוהה ליחידת נפח של הכור ומגביר את יציבות התהליך, ובכך מקטין את גודל הכור.
2) הגמישות וזרימת התהליך של MBBR דומים מאוד לזו של בוצה פעילה, מה שמאפשר לסדר כורים מרובים ברצף לאורך כיוון הזרימה כדי לעמוד ביעדי טיפול מרובים (כגון הסרת BOD, ניטריפיקציה, טרום או לאחר דניטריפיקציה) ללא צורך במשאבת ביניים.
3) רוב הביומסה הפעילה נשמרת בכור באופן מתמשך, כך שבניגוד לתהליך הבוצה המופעלת, MBBR ריכוז המוצקים בשפכי MBBR גבוה לפחות כמו ריכוז המוצקים בכור. ה-MBBR נמוך בסדר גודל ממיכל השקיעה המסורתי, כך שבנוסף למיכל השקיעה המסורתי, ה-MBBR יכול להשתמש במגוון תהליכי הפרדת מוצק-נוזל שונים.
4) MBBR הוא רב תכליתי והכור יכול להיות בעל גיאומטריות שונות. עבור פרויקטים של שיפוץ, MBBR מתאים היטב לשיפוץ של בריכות קיימות.
2.עיצוב תהליך MBBR
העיצוב של MBBR מבוסס על התפיסה שמספר MBBR יוצרים סדרה, לכל אחד פונקציה ספציפית, וכי MBBR אלה פועלים יחד כדי לבצע את המשימה של טיפול בשפכים. הבנה זו מתאימה מכיוון שבתנאים הייחודיים הניתנים (למשל תורמי אלקטרונים זמינים ומקבלי אלקטרונים), כל כור מסוגל לטפח ביופילם מיוחד המסוגל לשמש להשגת משימת טיפול מסוימת. ניתן לראות בגישה מודולרית זו תכנון פשוט וישיר המורכב מרצף של מספר כורים מעורבים לחלוטין, שלכל אחד מהם מטרת טיפול ייחודית. לעומת זאת, התכנון של מערכות בוצה פעילה הוא מורכב מאוד: מאחר שתגובות תחרותיות מתרחשות תמיד, כדי `על מנת להשיג את מטרת הטיפול הרצויה בתוך זמן השהייה המוגבלת על ידי כל חלק במיכל (אזורי אוורור ואי אוורור), יש לשמור על זמן שהייה של biosolids (SRT) ברמה מתאימה כך שחיידקים יוכלו להתערבב (בהתייחס לקצב גדילת החיידקים ותכונות המים הגולמיים) ולגדול יחד.
הפשטות של MBBR היא שמאפשרת לנו להבין היטב את הביופילם ב-MBBR הלכה למעשה באמצעות תצפיות של חוקרים, מהנדסים ומפעילי מתקני טיהור שפכים. רוב מאמר זה מציג דוגמאות של תצפיות MBBR, ובכך מדגים את אלו שהם רכיבים וגורמים קריטיים שיש לקחת בחשבון בתכנון ותפעול MBBR.
● אקווה-סוסטMBBRPפספוסFנָמוּךDigram
|
אם אתה צריך MBBR Process Excel צור קשר עכשיו, למה לא? Whatapp או טלפון:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.1מבוא של נשא ביופילם
המפתח להצלחה של כל כור ביופילם הוא לשמור על אחוז גבוה של נפח ביואקטיבי בתוך הכור. אם ממירים את ריכוז הביומסה על נושאי MBBR לריכוז מוצקים מרחפים, הערכים הם בדרך כלל סביב 1000 עד 5000 מ"ג/ליטר. מבחינת נפח יחידה, קצב ההסרה של MBBR גבוה בהרבה מזה של מערכות בוצה פעילה. ניתן לייחס זאת לדברים הבאים.
1) כוח הגזירה המופעל על הנשא על ידי אנרגיית הערבוב (למשל אוורור) שולט ביעילות על עובי הביופילם על הנשא, ובכך שומר על פעילות ביולוגית כוללת גבוהה.
2) היכולת לשמור על רמה גבוהה של ביומסה ייעודית בתנאים ספציפיים בתוך כל כור, ללא תלות ב-HRT הכולל של המערכת.
3) מצב הזרימה הסוערת בכור שומר על קצב הדיפוזיה הנדרש.
כורי מיטה נעים יכולים לשמש להסרת BOD, ניטריפיקציה ודניטריפיקציה, וכך ניתן לשלבם לתהליכים שונים. הטבלה 1-1 מסכמת את התהליכים השונים של MBBR. קביעת התהליך היעיל ביותר קשורה לגורמים הבאים.
1) תנאים מקומיים, לרבות פריסה וחתך הידראולי (הגבהה) של המתקן לטיפול בשפכים.
2) תהליכי טיפול קיימים ואפשרות לשינוי מתקנים ובריכות קיימים.
3) יעד איכות המים.
● טבלה 1-1 סיכום תהליך MBBR
|
מטרת העיבוד |
תַהֲלִיך |
|
|
MBBR יחיד MBBR בעומס גבוה שהונח לפני תהליך בוצה מופעלת |
|
ניטריפיקציה |
MBBR יחיד סט MBBR לאחר טיפול משני IFAS |
|
דניטריפיקציה דניטריפיקציה |
MBBR לבד ואחרי דניטריפיקציה, MBBR לבד ואחרי דניטריפיקציה, MBBR לבד וקדם ואחרי דניטריפיקציה, Post-MBBR לדניטריפיקציה של שפכי ניטריפיקציה. |
For moving bed reactors, the effective net biofilm area is the key design parameter, and the load and reaction rate can be expressed as a function of the carrier surface area, so the carrier surface area becomes a common and convenient parameter to express the performance of MBBR. the load of MBBR is often expressed as the carrier surface area removal rate (SAAR) or the carrier surface area loading (SALR). When the concentration of the host substrate is low (e.g., S>>K), the substrate removal rate of MBBR is zero-level response. When the main substrate concentration is low (e.g. S>>K), קצב הסרת המצע של MBBR הוא תגובה מסדר ראשון. בתנאים מבוקרים, ניתן לבטא את שיעור הסרת שטח השטח של הנשא (SAAR) כפונקציה של טעינת שטח השטח של הנשא (SALR), כפי שמוצג במשוואה (1-1).
r =rמקסימום-[L/(K+L)] (1-1)
r - שיעור הסרה (g/(m2 -d));
rמקסימום- שיעור הסרה מקסימלי (g/(m2 -d)).
L - קצב טעינה (g/(m2 -d)).
K - קבוע חצי רוויה.
2.2הסרה של חומרים פחמניים
העמסת שטח הפנים (SALR) של המוביל הנדרש להסרת פחמן תלויה במטרת הטיפול החשובה ביותר שלו ובשיטות הפרדת המים של הבוצה.
הטבלה 1-2 מציגה את טווחי הטעינה הנפוצים של BOD למטרות יישומים שונות. יש להשתמש בערכי טעינה נמוכים יותר כאשר הניטריפיקציה במורד הזרם. יש להשתמש בעומסים גבוהים רק כאשר שוקלים רק הסרה של פחמן. הניסיון מראה כי להסרה פחמנית, מספיק חמצן מומס בשלב הנוזל העיקרי של 2-3 מ"ג/ליטר ועלייה נוספת בריכוז החמצן המומס אינה משמעותית לשיפור שיעור הסרת שטח הפנים של הנשא (SARR).
● טבלה 1-2 ערכי טעינת BOD אופייניים
|
מטרת היישום |
BOD ליחידת מפגש של שטח פנים נושא (SALR) (g/m2.d) |
|
עומס גבוה (75%-80% הסרת BOD ) |
20 |
|
עומס גבוה (80%-90% הסרת BOD ) |
5-15 |
|
עומס נמוך (לפני ניטריפיקציה) |
5 |
|
אם אתה צריך MBBR Process Excel צור קשר עכשיו, למה לא? Whatapp או טלפון:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.3עיצוב של MBBR עומס גבוה
כדי לעמוד בסטנדרטים הבסיסיים של טיפול משני אבל צריך מערכת קומפקטית של עומס גבוה, שקול להשתמש בכור מיטה נעה
כאשר MBBR פועל בעומס גבוה, ערך טעינת שטח הפנים של הספק (SALR) שלו גבוה. כאשר MBBR מופעל בעומס גבוה, ערך העמסת שטח הפנים של המוביל (SALR) גבוה, והמטרה העיקרית היא להסיר BOD מומס ומתכלה בקלות מהמים הזורמים. בעומס גבוה, הביופילם הנשפך מאבד את תכונת ההתיישבות שלו, כך שקרישה כימית, הצפת אוויר או תהליך מגע עם מוצקים משמשים לעתים קרובות כדי להסיר מוצקים מרחפים מהקולחים של MBBR בעומס גבוה. עם זאת, באופן כללי, תהליך זה הוא תהליך פשוט שיכול לעמוד בסטנדרטים הבסיסיים לטיפול משני עם HRT קצר. התוצאות של מחקר MBBR בטעינה גבוהה מוצגות באיור 1-3. איור 1-3(א) מראה שה-MBBR יעיל מאוד בהסרת COD והוא ליניארי במהותו על פני מגוון רחב של עומסים. איור 1- 3 (ב) ממחיש שהשקיעה של שפכי MBBR גרועה מאוד, אפילו בשיעורי הצפת שטח נמוכים מאוד, מה שמרמז שאכן יש צורך באסטרטגיית לכידת מוצקים משופרת. תהליך מגע MBBR/מוצקים שימש במפעל טיהור מי שפכים מאו פוינט בניו זילנד. איור 1-4 מציג את הקשר בין הסרת BOD מומס לבין טעינת BOD מושפעת במפעל זה. איור 1-4 ממחיש שערכים טיפוסיים של הסרת BOD עבור MBBR בטעינה גבוהה הם 70% עד 75%. ביופלוקולציה וטיפול נוסף בתהליך מגע מוצקים מאפשרים לתהליך לעמוד בסטנדרטים הבסיסיים לטיפול משני.
● איור 1-3
(א) קצב הסרת COD בעומס גבוה.
(ב) שקיעה לקויה של ביופילם מנותק תחת עומס גבוה
● איור 1-4 הקשר בין שיעור הסרת BOD מומס לבין עומס BOD הכולל בעומס גבוה MBBR
2.4 עיצוב של MBBR עומס קונבנציונלי
כאשר מתחשבים בתהליך הטיפול המשני הקונבנציונלי הקונבנציונלי, ניתן לבחור בכור מיטה נעה. במקרה זה, 2 MBBR רציף בשורה יכול לעמוד בדרישות הטיפול (רמת טיפול משנית).
הטבלה 1- 4 מסכמת את ההסרה של BOD7 בארבעת ה-WWTP. כל ארבעת ה-WWTP השתמשו ב-MBBR טעון קונבנציונלי עם עומס אורגני של MBBR של 7-10 gBOD7 /( m2 -d) (ב-10 מעלות); לפני MBBR, כימיקלים יושמו להסרת צפצופים והסרת זרחן, וכן יושמה הפרדה משופרת של חומר מרחף.
● תוצאות תפעול של MBBR עומס קונבנציונלי עם תהליך סילוק זרחן כימי
|
אם אתה צריך MBBR Process Excel צור קשר עכשיו, למה לא? Whatapp או טלפון:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.5עיצוב של MBBR עומס נמוך
כאשר ה-MBBR ממוקם לפני כור הניטריפיקציה, אפשרות התכנון החסכונית ביותר היא לשקול את השימוש ב-MBBR להסרה אורגנית. זה מאפשר לכור מיטת הניטריפיקציה במורד הזרם של ה-MBBR להשיג קצב ניטריפיקציה גבוה. אם עומס ה-BOD של הניטריפיקציה MBBR אינו מופחת במידה מספקת, קצב הניטריפיקציה יופחת באופן משמעותי, ובכך ישאיר את הכור במצב לא יעיל.
איור {{0}} (א) מציג את ההשפעה של הגדלת העמסת BOD על קצב הניטריפיקציה של הנשא. זוהי דוגמה לעומס BOD גבוה המוביל לעומס ניטריפיקציה מופרז בקטע המאוחר כאשר חומר אורגני מוסר בחלק הקדמי. בדוגמה זו, קצב הניטריפיקציה היה 0.8 g/(m2 -d). כאשר עומס ה-BOD היה 2 גרם/(מ2 -ד) והחמצן המומס בנוזל הראשי היה 6 מ"ג/ליטר. עם זאת, כאשר עומס ה-BOD עלה ל-3 גרם/(מ2 -ד), קצב הניטריפיקציה היה 0.8 גרם/(מ2 -ד). עם זאת, כאשר עומס ה-BOD הועלה ל-3 גרם/(מ2 -ד), שיעור הניטריפיקציה ירד בכ-50%. כדי לנטרל זאת, המפעיל יכול להגדיל את ריכוז החמצן המומס בשלב הנוזל הראשי או להגדיל את יחס המילוי כדי להפחית את קצב העמסת פני השטח. עם זאת, חשוב לציין כי אין להשתמש בגישה כזו בתכנון בשל חוסר חסכון ויעילות. יתרה מזאת, בעת תכנון MBBR להסרת BOD, יש לנקוט בגישה שמרנית, בחירת קצב טעינה נמוך לגודל על מנת להשיג יעילות מקסימלית ב-MBBR הניטריפיקציה במורד הזרם.
איור 1-6(ב) מציג את שיעורי הניטריפיקציה של שלושת ה-MBBR האירוביים של הרצף. באיור של 6(ב), הנשא בתוך כל MBBR הוסר לצורך ניסוי קטן של קצב הניטריפיקציה. בדיקות המשנה נמשכו 6 שבועות ובוצעו פעמיים. בכל תת-מבחן, התנאים של שלושת כורי המשנה היו כמעט זהים (למשל, חמצן מומס, טמפרטורה, pH וריכוז התחלתי של חנקן אמוניה). תוצאות הבדיקה הראו שלכור הראשון היה עומס ה-COD המומס הגבוה ביותר (5.6 גרם/(מ2 -ד)) וכמעט ללא אפקט ניטריפיקציה, אך הצליח מאוד בהסרת עומס ה-COD. זה מודגם על ידי שני ההיבטים הבאים.
(1) קצב הניטריפיקציה של כור השלב השני גבוה וקרוב לזה של השלב השלישי.
(2) העמסות COD המומסות של השלב השני והשלישי לא היו שונות באופן משמעותי.
לתכנון של כורי עומס נמוך, חשוב לבחור את טעינת שטח הפנים של הנשא (SALR) באופן שמרני. אפשר
המשוואה הבאה שימשה כדי לתקן את טעינת שטח הפנים של המוביל (SALR) בהתאם לטמפרטורת הקולחים: LT=L101.06(T-10)
LT - העומס בטמפרטורה T.
L10 -10 מעלות בעומס של 4.5 גרם/(מ2 -ד).
● איור 1-6
(א) השפעת העמסת BOD וחמצן מומס על קצב הניטריפיקציה ב-15 מעלות.
(ב) הבדלים בשיעורי הניטריפיקציה של MBBR שונים בסדרת MBBR
|
אם אתה צריך MBBR Process Excel צור קשר עכשיו, למה לא? Whatapp או טלפון:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.6ניטריפיקציהשל טכנולוגיית MBBR
ישנם כמה גורמים שיש להם השפעה משמעותית על הביצועים של nitro MBBR ויש לקחת בחשבון בעת תכנון MBBR nitro. הכי כבד
גורמים הם.
(1) טעינה אורגנית.
(2) ריכוז חמצן מומס.
(3) ריכוז אמוניה.
(4) ריכוז קולחים.
(5) pH או בסיסיות.
איור 1- 6 ממחיש שכדי להשיג שיעורי ניטריפיקציה משביעי רצון ב-MBBR nitrifying שנמצא במורד הזרם, חשוב להסיר חומר אורגני מהקולחים ב-MBBR במעלה הזרם; אחרת, הביופילם ההטרוקסי יתחרה בו על החלל והחמצן, ובכך יצמצם (יכבה) את פעילות הניטריפיקציה של הביופילם. קצב הניטריפיקציה עולה עם ירידה בעומס האורגני עד שהחמצן המומס הופך לגורם המגביל. רק בריכוזי אמוניה נמוכים מאוד (<2 mgN/l) does the available substrate (ammonia) become the limiting factor. It is thus the concentration of ammonia that is an issue when complete nitrification is required. In this case, 2 sequential reactors can be considered, with the first stage being limited by oxygen and the second by ammonia. As with all biological treatment processes, temperature has a significant effect on nitrification rates, but this can be mitigated by increasing the dissolved oxygen within the MBBR. As alkalinity decreases to very low levels, nitrification rates within the biofilm begin to be limited. Each of the important factors that affect nitrification are discussed below.
בריכוזי בסיסיות ואמוניה מספקים (לפחות בהתחלה), שיעורי הניטריפיקציה יפחת עם העמסה אורגנית
עולה עד שהחמצן המומס הופך לגורם המגביל. בתוך ביופילם ניטריפי גדל היטב, ריכוז החמצן המומס יגביל את קצב הניטריפיקציה על הנשא רק אם היחס בין O2 ל-NH4+-N נמוך מ-2.0. שלא כמו מערכות בוצה פעילה, בתנאים מוגבלים בחמצן, קצב התגובה בכורי מיטה נעים מציג קשר ליניארי או ליניארי בקירוב עם ריכוז החמצן המומס בגוף השלב הנוזלי. ייתכן שהסיבה לכך היא שמעבר חמצן על פני קרום הנוזל הנייח לתוך הביופילם עשוי להיות שלב קריטי בהגבלת העברת החמצן. הגדלת ריכוז החמצן המומס בשלב הנוזל הראשי מגבירה את שיפוע ריכוז החמצן המומס בתוך הביופילם. בקצבי אוורור גבוהים יותר, אנרגיית הערבוב המוגברת תורמת גם להעברת החמצן מהשלב הנוזלי הראשי לביופילם. כפי שניתן לראות באיור 1- 6(א), אם העומס האורגני נשמר קבוע (למשל, עובי סרט והרכב קבועים), ניתן לצפות לקשר ליניארי בין קצב הניטריפיקציה וריכוז החמצן המומס. איור 1-7 מסביר שהגדלת החמצן המומס בפאזה הנוזלית הראשית תורמת לקצב הניטריפיקציה עד שריכוז האמוניה בפאזה הנוזלית הראשית מצטמצם לרמה נמוכה מאוד.
● איור 1-7 השפעת חמצן מומס בריכוז אמוניה נמוך
עבור ביופילם ניטריפי "טהור" שגדל היטב, ריכוז האמוניה בשלב הנוזל הראשי אינו משפיע על קצב התגובה עד ש-O2:NH4+- N מגיע ל-2 עד 5. כמה דוגמאות ל-O2:NH{{6} } N נתונים בטבלה 1-5.
● טבלה 1-5 כמה דוגמאות של O2:NH4+- N
|
הפניות |
O2:NH4+- N |
|
Hem (1994) |
＜2 (הגבלת חמצן) 2.7 (Critical O2 ריכוז=9-20מ"ג/ליטר) 3.2 (Critical O2 ריכוז=6מ"ג/ליטר) ＞5 (הגבלת אמוניה) |
|
בונומו (2000) |
＞3-4 (הגבלת אמוניה) ＜1-2 (הגבלת חמצן) |
העיצוב של MBBR מתחיל לרוב בערך סף של 3.2. ערך הסף ניתן להתאמה. באמצעות משוואה (1-3), ניתן להשתמש בריכוז האמוניה בערך סף זה כדי להעריך את קצב הניטריפיקציה המתאים ולהשתמש בו כבסיס לתכנון.
rNH3-N= k × (SNH3-N) (n) (1-3)
rNH3-N-קצב ניטריפיקציה (g rNH3-N /(m2 -d)
k - קבוע קצב תגובה (תלוי מיקום וטמפרטורה).
SNH3-N - ריכוז מצע המגביל את קצב התגובה.
n - מספר שלבי תגובה (תלויי מיקום וטמפרטורה).
קבוע קצב התגובה (k) עם עובי ביופילם ודיפוזיה של המצע המגביל בריכוז חמצן מומס נתון. המקדם קשור למספר רמות התגובה (n) קשור לסרט הנוזלי הסמוך לביופילם. כאשר הזרימה הסוערת חזקה ושכבת הסרט הנוזלי הנייחת דקה, רמת התגובה נוטה ל-{0}}.5; כאשר הזרימה הסוערת איטית וסרט הנוזל הנייח עבה, רמת התגובה נוטה ל-1.0. בשלב זה, הדיפוזיה הופכת לגורם המגביל את הקצב.
ניתן להעריך את ריכוז האמוניה בערך הקריטי (SNH3-N) מהיחס הקריטי וריכוז החמצן המומס בתכנון בשלב הנוזל הראשי, כפי שמוצג להלן. הגדלת ריכוז החמצן המומס בשלב הנוזל הראשי יכולה לסייע בהפחתת היחס הקריטי, אך עם מעט הצלחה. כמו כן, שקול את המקרה שבו חיידקים הטרוטרופיים מתחרים על החלל בעומסי כור ותנאי ערבוב מסוימים, ובכך מפחיתים את מעבר החמצן דרך השכבה ההטרוטרופית בביופילם.
(SNH3-N)=1.72mg-N/L=(6mgO2/L - 0.5O2/L)/3.2
ניקח את SNH{{0}}N כ-1.72, בהנחה שקבוע קצב תגובה k=0.5 ושלב תגובה של 0.7, ניתן לחשב את המשוואה (1- 3) באופן הבא.
rNH3-N=0.73g/(m2 -d)=0.5×1.720.7
כאשר בוחנים את השפעת הטמפרטורה על MBBR nitrifying, מספר גורמים חשובים. יש לקחת בחשבון שטמפרטורת הקולחים בתוך MBBR יכולה להשפיע באופן מהותי על התהליך הקינטי של ניטריפיקציה ביולוגית; קצב דיפוזיית המצע לתוך הביומסה ומחוצה לה; וצמיגות הנוזל, אשר בתורה עשויה להשפיע על אנרגיית הגזירה על עובי הביופילם. השפעת הטמפרטורה על שיעורי התגובה המקרוסקופיים שתוארו לעיל יכולה להתבטא על ידי הקשר הבא.
kT2= kT1-θ(T2-T1) (1-4)
kT1 - קבוע קצב התגובה בטמפרטורה של T1.
kT2 - קבוע קצב התגובה בטמפרטורה של T2.
θ - מקדם טמפרטורה.
למרות שתלות הטמפרטורה של קינטיקה ניטריפיקציה בטמפרטורת התכנון בחורף מפחיתה את קצב הניטריפיקציה של MBBR, ניתן להבחין בעלייה בריכוז הביופילם על הנשא בטמפרטורות נמוכות, ובנוסף ניתן להגדיל את ריכוז החמצן המומס בכור, אשר שניהם מקלים ההשפעה השלילית של הטמפרטורה על קצב הניטריפיקציה. בטמפרטורות שפכים נמוכות יותר, הביומסה (g/m2) נצפתה גבוה יותר. בנוסף, ניתן להגדיל את ריכוז החמצן המומס בשלב הנוזל הראשי מבלי להגביר את קצב האוורור מכיוון שהחמצן בו נובע מהמסיסות הגבוהה יותר של נוזלים בטמפרטורה נמוכה. זה מוביל לתוצאה הסופית שאמנם פעילות הביופילם גבוהה יותר מפעילות הביופילם (g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/m2) פוחתת, אבל פעילות הניטריפיקציה ליחידה עדיין ניתן לשמור על שטח הפנים של הנשא ברמה גבוהה. השונות העונתית של ביומסה עם טמפרטורת שפכים עבור MBBR ניטריפיקציה שלישונית ניתנת באיור 1- 8(א). כאשר טמפרטורת הקולחין עלתה מ-〈15 מעלות ל〉15 מעלות בין מאי ליוני, ריכוז הביומסה ירד בצורה תלולה. איור 1- 8 (ב) מחלק את הנתונים לשני אזורים בהתאם לטמפרטורת הקולחים (〈15 מעלות ו-〉15 מעלות ). למרות שהפעילות הספציפית לביופילם יורדת באזור 〈15 מעלות, הביצועים המקרוסקופיים של הכור נשארים גבוהים בשל ריכוז הביומסה הכולל הגבוה יותר וריכוז החמצן המומס הגבוה יותר (הנגרמת על ידי מסיסות הגזים המוגברת בטמפרטורות נמוכות). תופעה זו שנצפתה מעידה על כך שניתן לשמור על קצב התגובה המקרוסקופי של פני השטח על הנשא ברמה גבוהה בתנאי טמפרטורה נמוכים, למרות קצב הצמיחה המופחת של חיידקים מחנקים, עקב הסתגלות ביופילם.
● איור 1-8 (א) וריאציה עונתית של ריכוז ביומסה וטמפרטורה ב-MBBR עם ניטריפיקציה שלישונית.
(ב) קשר בין פעילות ניטריפיקציה וריכוז חמצן מומס בתנאי טמפרטורה שונים
|
אם אתה צריך MBBR Process Excel צור קשר עכשיו, למה לא? Whatapp או טלפון:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7 דניטריפיקציהשל MBBR טנק
כורי מיטה נעים שימשו בהצלחה בתהליכי דניטריפיקציה לפני, לאחר ומשולבים. בניגוד לביו אחרים זהה לתהליך הדניטריפיקציה החומרית, הגורמים שיש לקחת בחשבון בתכנון הם.
1) מקור פחמן מתאים ויחס פחמן לחנקן מתאים בכור.
2) מידת הדניטריפיקציה הרצויה.
3) טמפרטורת הקולחים.
4) חמצן מומס במים החוזרים או במעלה הזרם.
2.7.1 כור ביופילם במיטה נעה עם קדם-דניטריפיקציה
כאשר נדרשות הסרת BOD, ניטריפיקציה והסרת חנקן מתונה, ה-MBBR עם דניטריפיקציה קדמית מתאימה היטב. על מנת לנצל במלואו את נפח הכור האנוקסי, מי ההזנה צריך להיות בעל יחס מתאים של COD מתכלה וחנקן אמוניה (C /N). מכיוון ששלב הניטריפיקציה של MBBR דורש חמצן מומס מוגבר, לחמצן המומס ברפלוקס יש השפעה משמעותית על הביצועים של MBBR. זה מביא לגבול עליון של יחס הריפלוקס החסכוני ביותר (ריפלוקס Q/influent Q) בייצור. מעל ערך זה היעילות הכוללת של דניטריפיקציה פוחתת כאשר זרימת החזרה מוגברת עוד יותר. אם אופי הקולחים מתאים לדניטריפיקציה חזיתית, שיעור סילוק החנקן הוא בדרך כלל בין 50% ל-70% ביחס החזר של (1:1) ל-(3:1). בפרקטיקה של הייצור, שיעורי הדניטריפיקציה יכולים להיות מושפעים מגורמים כגון: מיקום, הבדלים עונתיים במאפייני הקולחים (למשל, C/N), ריכוז החמצן המומס שהוכנס לכור וטמפרטורת הקולחים.
|
אם אתה צריך MBBR Process Excel צור קשר עכשיו, למה לא? Whatapp או טלפון:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7.2 כור ביופילם במיטה נעה עם פוסט-דניטריפיקציהn
When the degradable carbon in the wastewater is naturally insufficient, or has been consumed by upstream processes, or when the wastewater treatment plant occupies an area subject to when the need for concise and high-speed denitrification is limited, MBBR with posterior denitrification can be considered. because the denitrification performance is not affected by internal circulation or carbon source, the posterior denitrification process can achieve high denitrification rates (>80%) בטיפול הורמונלי קצר.
אם דרישות ה-BOD והניטראט של הקולחין מחמירות יותר, ייתכן שיהיה צורך בפוסט-דניטריפיקציה לאחר ה-MBBR האוורור הקטן. ניסיון תפעולי מראה שאם יש תהליך שקיעה במעלה הזרם, ייתכנו ריכוזי זרחן לאחר הדניטריפיקציה שאינם מספיקים לסינתזה של תאים, וביצועי הדניטריפיקציה עשויים להיות מעוכבים באותה נקודה.
כאשר פחמן מתמלא יתר על המידה, שיעור הסרת שטח השטח של נושא החנקה המרבי (SARR) של מקור הפחמן המיושם יכול להיות גדול מ-2g/(m2 -d). שיעורי הסרת שטח החנקה עבור מקורות פחמן שונים וטמפרטורות שונות מוצגים באיורים 2-9.
● איור 1-9 קצב הסרת שטח פני השטח של נשאים עם מקורות פחמן שונים כפונקציה של הטמפרטורה
2.7.3 כור ביופילם של מיטה נעה משולב לפני/אחרי דניטריפיקציה
ניתן לשלב כורי מיטה נעים עם דניטריפיקציה קדמית ואחורית, ובכך לנצל את הכלכלה של דניטריפיקציה קדמית. העיצוב של כור הדניטריפיקציה הקדמי יכול להיחשב כמיכל אוורור בחורף. התכנון עשוי לשקול שימוש בכור הדניטריפיקציה הקדמי כמיכל אוורור בחורף. זה בגלל.
1) הגדלת נפח מיכל תגובת האוורור מסייעת לשיפור הניטריפיקציה.
2) טמפרטורות נמוכות יותר של מים יכולות להוביל להגדלת ריכוזי החמצן המומס ולהפחתת ה-COD המומס, מה שעלול להשפיע על יעילות הדניטריפיקציה הקדמית.
3) בחורף, הכור שלאחר הדניטריפיקציה יכול לבצע את כל משימות הדניטריפיקציה.
|
אם אתה צריך MBBR Process Excel צור קשר עכשיו, למה לא? Whatapp או טלפון:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7.4 תסיסה של דניטריפיקציה
ב-Denitrification MBBR, נעשה שימוש במערבל מכני צולל על מסילה כדי להזרים ולערבב את הנוזל בכור
גוף ומנשא. יש לשקול במיוחד את ההיבטים הבאים בעת תכנון המערבל: (1) מיקומו וכיוונו של המערבל; (3) סוג של בוחש; (3) אנרגיית ערבוב.
הצפיפות היחסית של נושא הביופילם היא בערך 0.96, כך שהוא יצוף במים ללא אנרגיה מיושמת, השונה מתהליך בוצה פעילה. כאשר אין אנרגיה מיושמת בתהליך הבוצה המופעלת, המוצקים (הבוצה) שוקעים החוצה.
כתוצאה מכך, ב-MBBR, יש למקם את המערבל קרוב לפני המים אך לא קרוב מדי לפני המים, אחרת הוא יצור מערבולת במשטח המים מחדש ובכך יכניס אוויר לתוך הכור. כפי שמוצג באיור 1-10, יש להטות את המערבל מעט כלפי מטה כדי שניתן יהיה לדחוף את המנשא עמוק יותר לתוך הכור. בדרך כלל, MBBR לא מאוורר דורש 25 עד 35 ואט/מ"ק של אנרגיה כדי לעורר את הספק כולו. יש לשקול במיוחד את התסיסה של MBBR המדניטריפי. לא כל המערבלים מתאימים לשימוש ב-MBBR לאורך זמן. יצרנית המערבלים (ABS), המשתמשת במספר יחידות MBBR, פיתחה את המערבל ABS123K המותאם במיוחד לכורי מיטה נעים. בוחש זה עשוי מנירוסטה עם בוחן מעוקל לאחור, המסוגל לעמוד בפני שחיקה של המערבל על ידי המנשא. למניעת פגיעה במנשא ובלאי של המערבל, למערבלת ABS123K מוטות עגולים מרותכים באורך 12 מ"מ לאורך כנפי המדחף. בשימוש בכור מיטה נעה, המהירות של המערבל ABS123K נמוכה למדי (90 סל"ד ב-50 הרץ ו-105 סל"ד ב-60 הרץ). אנרגיית הערבוב הנדרשת כדי לעורר את ה-MBBR המדניטריפי קשורה ליחס מילוי הנשא ולצמיחת הביופילם הצפויה. ניסיון מעשי מראה שעירבול יעיל יותר ביחסי מילוי נמוכים של נשא (למשל<55%). At higher fill ratios, it is difficult for the agitator to circulate the carriers and therefore high carrier fill ratios should be avoided. Low filling ratios and correspondingly high carrier surface loadings increase the biofilm concentration and thus sink the carrier, making it easier for the stirrer to stir the carrier and circulate it in the reactor. From this point of view, it is important to choose the appropriate denitrification reactor size, as a proper reactor size allows for a filling ratio and mechanical stirring to be compatible.
● איור 10
(א) בוחש ABS123K פונה אל פני המים ונוטה 30 מעלות כלפי מטה כדי לדחוף את המוביל עמוק יותר לתוך הכור;
(ב) דניטריפיקציה MBBR בפעולה במתקן טיהור שפכים
2.8 עיבוד מקדים
כמו בטכנולוגיות ביופילם שקוע אחרות, מי ההזנה ל-MBBR דורשים טיפול מקדים מתאים. על מנת לשבש טוב ולשקוע יש צורך למנוע הצטברות ארוכת טווח של חומרים אינרטיים מגעילים כגון פסולת, פלסטיק וחול ב-MBBR. מכיוון שה-MBBR מלא בחלקו בנשאים, קשה להסיר חומרים אינרטיים אלה ברגע שהם נכנסים ל-MBBR. כאשר טיפול ראשוני זמין, יצרני MBBR ממליצים בדרך כלל שרווח השבכה לא יהיה גדול מ-6 מ"מ, ואם אין טיפול ראשוני זמין, יש להתקין רשת דקה של 3 מ"מ או פחות. בנוסף, אם ה-MBBR מתווסף לתהליך הקיים, אין צורך להוסיף עוד סורגים אם רמת הטיפול הקיימת כבר גבוהה.
2.9 הפרדת מוצק-נוזל של MBBR
בהשוואה לתהליך הבוצה המופעלת, תהליך המיטה הנעה גמיש מאוד מנקודת המבט של הפרדת מוצק-נוזל גדול לאחר מכן. השפעת הטיפול הביולוגי של תהליך המיטה הנעה אינה תלויה בשלב ההפרדה מוצק-נוזל, כך שניתן לגוון את יחידות ההפרדה מוצק-נוזל שלו. בנוסף, ריכוז המוצקים של שפכי MBBR נמוך לפחות בסדר גודל אחד מזה של תהליך הבוצה הפעילה. לפיכך, יושמו בהצלחה ב-MBBR מגוון טכנולוגיות הפרדת מוצק-נוזל, אותן ניתן לשלב עם טכנולוגיות הפרדת מוצק-נוזל פשוטות ויעילות כגון ציפה באוויר או מיכלי שיקוע בצפיפות גבוהה שבהם הקרקע היא בעלות פרמיה. בחידוש מתקני טיהור שפכים קיימים, ניתן להשתמש במיכלי השיקוע הקיימים להפרדת מוצקים ב-MBBR.
2.10 שיקולים בעת תכנון MBBR
הדברים הבאים חשובים מאוד לעיצוב של MBBR.
2.10.1MBBRקצב תנועה (קצב זרימה אופקי)
The peak flow rate (flow divided by reactor cross-sectional area) at peak flow through the MBBR must be considered in the design with a small flow rate (e.g. 20m/h), the carriers can be evenly distributed in the reactor. Too high travel flow rate (e.g. >35m/h), המובילים יצטברו ברשת המיירט וייצרו הפסדי ראש גדולים. לפעמים התנאים ההידראוליים בקצב שיא הזרימה יקבעו את הגיאומטריה ומספר הסדרות של MBBR. התייעצות עם היצרן וקביעת קצב זרימת הנסיעה המתאים חשובה לתכנון MBBR. יחס הממדים של הכור הוא גם גורם. באופן כללי, יחס רוחב-גובה קטן (לדוגמה, 1:1 או פחות) עוזר להפחית את סחף הנשאים לכיוון רשת המיירט בקצבי זרימה שיא ומאפשר חלוקה אחידה יותר של נשאים בתוך הכור.
2.10.2MBBR טנק קצף בעיות
בעיות קצף אינן שכיחות ב-MBBR, אך הן נוטות להתרחש במהלך הפעלה או הפעלה לקויים. בשל שני קיר מחיצות באמצע הבריכה הרציפה גבוה משטח המים, כך שהקצף יהיה מוגבל ל-MBBR. אם יש לשלוט בקצף, מומלץ להשתמש בחומרים נוגדי קצף. השימוש במסירי קצף יכסה את הנשא ויפגע בדיפוזיה של המצע לביופילם, מה שעלול להשפיע על ביצועי ה-MBBR. אין להשתמש במסירי קצף סיליקידיים מכיוון שהם אינם מתאימים למנשאי פלסטיק.
2.10.3מרווח מיטת מנשא ואחסון זמני
עבור כורי מיטה נעים מתוכננים ובנויים היטב, למרות שכשלים נדירים, עדיין יש לשקול את הבעיה כיצד להעביר את המוביל אל מחוץ לכור ולאחסן אותו כאשר הכור מושבת עקב תחזוקה וכו'. . ניתן לנקז את כל הנוזלים בכור, כולל המובילים, על ידי משאבת מערבולת גלגל קעורה בגודל 10 ס"מ. אם יחס המילוי המתוכנן מתאים, ניתן להעביר את המוביל בכור אחד באופן זמני לכור אחר. עם זאת, החיסרון בשיטה זו הוא שקשה להחזיר את שני הכורים ליחסי המילוי המקוריים שלהם בעת הזזת המובילים לאחור. ברגע שהנשאים נשאבים חזרה לכור, הדרך הסבירה היחידה למדוד במדויק את יחס מילוי הנשא היא לרוקן את הכור ולמדוד את גובה הנשא בשני הכורים. באופן אידיאלי, תהיה בריכה נוספת או יחידה אחרת שאינה בשימוש שיכולה לשמש כמיכל אחסון זמני עבור המובילים, כך שניתן יהיה להבטיח בקלות את יחס מנשא מילוי הכור המקורי.
HANGZHOU Aquasust מוצרי פלסטיק ושות, בע"מ
משרד ראשי: #907, בניין 1, XIC International, Linping, Hangzhou, Zhejiang, סין
מספר:0086-152-67462807
אינטרנט:WWW.Chinambbr.com
|
אם אתה צריך MBBR Process Excel צור קשר עכשיו, למה לא? Whatapp או טלפון:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |