MBBR folyamattervezés számítása és részletezése
Szerző: Kate
Email:Kate@aquasust.com
Időpont: 2021. július 12
Tartalomjegyzék
1. Mi az MBBR és MBBR teljes űrlap
2.1 Biofilm hordozó bevezetése
2.2 Széntartalmú anyagok eltávolítása
2.3 Nagy terhelésű MBBR kialakítása
2.4 Hagyományos terhelésű MBBR tervezése
2.5 Alacsony terhelésű MBBR kialakítása
2.6 Az MBBR technológia nitrifikálása
2.7 Az MBBR tartály denitrifikálása
2.7.1 Mozgóágyas biofilm reaktor elődenitrifikációval
2.7.2 Mozgóágyas biofilm reaktor utódenitrifikációval
2.7.3 Kombinált pre/post denitrifikációs mozgóágyas biofilm reaktor
2.7.4 A denitrifikáció keverése
2.8 Előfeldolgozás
2.9Az MBBR szilárd-folyadék szétválasztása
2.10 Szempontok az MBBR tervezésekor
2.10.1MBBR Mozgó áramlási sebesség (vízszintes áramlási sebesség)
2.10.2 MBBR Tank Foam problémák
2.10.3 Hordozóágy kiürítése és átmeneti tárolás
|
Ha szüksége van az MBBR Process Excel programra Vegye fel a kapcsolatot most, miért ne? Whatapp vagy telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
1. Mi az MBBR és MBBR teljes űrlap
Az elmúlt 20 év során a Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) egy egyszerű, robusztus, rugalmas és kompakt szennyvízkezelési folyamattá fejlődött. Az MBBR különböző konfigurációit sikeresen alkalmazták a BOD eltávolítására, az ammónia oxidációjára és a nitrogén eltávolítására, és megfelelnek a szennyvíz minőségi kritériumainak, beleértve a szigorú tápanyagkorlátozásokat is.
A mozgóágyas biofilm reaktor speciálisan tervezett műanyagot használ biofilm hordozóként, és levegőztetéses keverés révén folyadékot
A hordozót visszafolyató hűtő alkalmazásával vagy mechanikus keveréssel szuszpendálhatjuk a reaktorban. A legtöbb esetben a hordozót a reaktor 1/3-a és 2/3-a között töltik fel. Az MBBR sokoldalúsága lehetővé teszi a tervezőmérnök számára, hogy a lehető legteljesebb mértékben használja ki fantáziáját. A fő különbség az MBBR és más biofilmes reaktorok között az, hogy egyesíti az eleveniszapos és biofilmes eljárások számos előnyét, miközben a lehető legtöbb hátrányt elkerüli.
1) A többi víz alatti biofilmes reaktorhoz hasonlóan az MBBR is képes speciális aktív biofilmek kialakítására, amelyek a reaktoron belüli specifikus körülményekhez illeszthetők. A magasan specializált aktív biofilm a reaktor térfogategységenkénti nagy hatékonyságát eredményezi, és növeli a folyamat stabilitását, ezáltal csökkenti a reaktor méretét.
2) Az MBBR rugalmassága és folyamatáramlása nagyon hasonló az eleveniszapéhoz, lehetővé téve több reaktor egymás utáni elrendezését az áramlási irány mentén, hogy több kezelési célt (pl. BOD eltávolítás, nitrifikáció, elő- vagy utódenitrifikáció) teljesítsenek. köztes szivattyúra van szükség.
3) Az aktív biomassza nagy része tartósan megmarad a reaktorban, így az eleveniszapos eljárástól eltérően MBBR Az MBBR kifolyó szilárdanyag-koncentrációja legalább olyan magas, mint a reaktorban lévő szilárdanyag-koncentráció. Az MBBR egy nagyságrenddel alacsonyabb, mint a hagyományos ülepítő tartály, így a hagyományos ülepítő tartály mellett az MBBR többféle szilárd-folyadék elválasztási eljárást is alkalmazhat.
4) Az MBBR sokoldalú, és a reaktor különböző geometriájú lehet. Retrofit projekteknél az MBBR kiválóan alkalmas a meglévő tavak utólagos felszerelésére.
2.MBBR folyamat tervezése
Az MBBR tervezése azon az elgondoláson alapul, hogy több MBBR egy sorozatot alkot, mindegyiknek meghatározott funkciója van, és ezek az MBBR-ek együtt dolgoznak a szennyvízkezelés feladatának megvalósításában. Ez a megértés azért helyénvaló, mert a biztosított egyedi feltételek mellett (pl. a rendelkezésre álló elektrondonorok és elektronakceptorok) minden reaktor képes speciális biofilm tenyésztésére, amely alkalmas egy adott kezelési feladat elvégzésére. Ez a moduláris megközelítés egy egyszerű és egyértelmű felépítésnek tekinthető, amely több teljesen kevert reaktor sorozatából áll, amelyek mindegyike egyedi kezelési céllal rendelkezik. Ezzel szemben az eleveniszapos rendszerek kialakítása nagyon összetett: mivel kompetitív reakciók mindig mennek végbe, „a kívánt kezelési cél elérése érdekében a tartály egyes részei által korlátozott tartózkodási időn belül (levegőztető és nem levegőztető zónák), a teljes bioszilárd anyag tartózkodási idejét (SRT) megfelelő szinten kell tartani, hogy a baktériumok keveredhessenek (a baktériumok növekedési sebességével és a nyersvíz tulajdonságaival összefüggésben) és együtt növekedhessenek.
Az MBBR egyszerűsége teszi lehetővé, hogy a gyakorlatban is jól megértsük az MBBR-ben lévő biofilmet kutatók, mérnökök és szennyvíztisztító telepek üzemeltetőinek megfigyelésein keresztül. A cikk többsége példákat mutat be az MBBR megfigyelésekre, bemutatva azokat, amelyek kritikus összetevők és tényezők, amelyeket figyelembe kell venni az MBBR tervezésében és működésében.
● AquasustMBBRProcessFalacsonyDiagram
|
Ha szüksége van az MBBR Process Excel programra Vegye fel a kapcsolatot most, miért ne? Whatapp vagy telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.1Biofilm hordozó bevezetése
Bármely biofilmes reaktor sikerének kulcsa a bioaktív térfogat magas százalékának fenntartása a reaktorban. Ha az MBBR-hordozókon lévő biomassza-koncentrációt lebegő szilárdanyag-koncentrációvá alakítjuk, az értékek általában 1000 és 5000 mg/l között vannak. Az egységnyi mennyiséget tekintve az MBBR eltávolítási sebessége jóval magasabb, mint az eleveniszapos rendszereké. Ez a következőknek tudható be.
1) A keverési energia által a hordozóra kifejtett nyíróerő (pl. levegőztetés) hatékonyan szabályozza a hordozón lévő biofilm vastagságát, így fenntartja a magas összbiológiai aktivitást.
2) Az egyes reaktorokban meghatározott feltételek mellett magas szintű biomassza fenntartásának képessége, függetlenül a rendszer teljes HRT-étől.
3) A turbulens áramlási állapot a reaktorban fenntartja a szükséges diffúziós sebességet.
A mozgóágyas reaktorok BOD-eltávolításra, nitrifikációra és denitrifikációra használhatók, így különböző folyamatokba kombinálhatók. A 1-1 táblázat összefoglalja az MBBR különböző folyamatait. A leghatékonyabb folyamat meghatározása a következő tényezőkhöz kapcsolódik.
1) Helyi feltételek, beleértve a szennyvíztisztító telep elrendezését és hidraulikus keresztmetszetét (magasságát).
2) Meglévő kezelési eljárások és a meglévő létesítmények és tavak módosításának lehetősége.
3) Cél vízminőség.
● Táblázat 1-1 MBBR folyamatösszefoglaló
|
A feldolgozás célja |
Folyamat |
|
|
Egyetlen MBBR Nagy terhelésű MBBR az eleveniszapos eljárás előtt |
|
Nitrifikálás |
Egyetlen MBBR MBBR készlet másodlagos kezelés után IFAS |
|
Denitrifikáció denitrifikáció |
MBBR önmagában és denitrifikáció után, MBBR önmagában és denitrifikáció után, MBBR önmagában és a denitrifikáció előtt és után, Post-MBBR a nitrifikációs szennyvíz denitrifikálásához. |
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), az MBBR szubsztrát eltávolítási sebessége elsőrendű reakció. Ellenőrzött körülmények között a hordozófelület-eltávolítási sebesség (SAAR) a hordozófelületi terhelés (SALR) függvényében fejezhető ki, amint azt a (1-1) egyenlet mutatja.
r =rmax-[L/(K+L)] (1-1)
r - eltávolítási sebesség (g/(m{1}}d));
rmax- maximális eltávolítási arány (g/(m{1}}d)).
L - terhelési sebesség (g/(m{1}}d)).
K - féltelítettségi állandó.
2.2. Széntartalmú anyagok eltávolítása
A széneltávolításhoz szükséges hordozó felületi terhelése (SALR) a legfontosabb kezelési céltól és az iszap Vízleválasztási módszerétől függ.
A 1-2 táblázat a különböző alkalmazási célokra általánosan használt BOD terhelési tartományokat tartalmazza. Alacsonyabb terhelési értékeket kell használni, ha a nitrifikáció lefelé történik. Nagy terhelést csak akkor szabad használni, ha csak a szén eltávolítását veszik számításba. A tapasztalatok azt mutatják, hogy a széntartalmú eltávolításhoz elegendő az oldott oxigén a fő folyadékfázisban 2-3 mg/L, és az oldott oxigén koncentrációjának további növelése nem éri el a hordozófelület eltávolítási sebességének (SARR) javítását.
● 1-2 táblázat Tipikus BOD terhelési értékek
|
Alkalmazás célja |
BOD per egységnyi hordozófelület megfelel (SALR) (g/m2.d) |
|
Nagy terhelés (75%-80% BOD eltávolítás) |
20 |
|
Nagy terhelés (80%-90% BOD eltávolítás) |
5-15 |
|
Alacsony terhelés (nitrifikáció előtt) |
5 |
|
Ha szüksége van az MBBR Process Excel programra Vegye fel a kapcsolatot most, miért ne? Whatapp vagy telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.3Nagy terhelésű MBBR kialakítása
A másodlagos kezelés alapvető követelményeinek teljesítése érdekében, de kompakt nagy terhelésű rendszerre van szükség, fontolja meg mozgóágyas reaktor használatát
Ha az MBBR nagy terhelés mellett működik, akkor a hordozófelületi terhelés (SALR) értéke magas. Ha az MBBR-t nagy terhelésen üzemeltetik, a hordozófelületi terhelés (SALR) értéke magas, és a fő cél az oldott és könnyen lebomló BOD eltávolítása a befolyó vízből. nagy terhelésnél a fészer biofilm elveszti ülepedési tulajdonságát, ezért gyakran alkalmaznak kémiai koagulációt, levegő flotációt vagy szilárdanyag-kontaktus eljárást a lebegő szilárd anyagok eltávolítására a nagy terhelésű MBBR elfolyó vizéből. Általában azonban ez a folyamat egy egyszerű folyamat, amely megfelel a rövid HRT-vel végzett másodlagos kezelés alapvető követelményeinek. A nagy terhelésű MBBR vizsgálat eredményeit a 1-3 ábra mutatja be. Az 1-3(a) ábra azt mutatja, hogy az MBBR nagyon hatékonyan távolítja el a COD-t, és lényegében lineáris a terhelések széles tartományában. A 1- 3 (b) ábra szemlélteti, hogy az MBBR szennyvíz ülepedése nagyon gyenge, még nagyon alacsony felszíni túlcsordulási sebességeknél is, ami arra utal, hogy valóban szükség van egy továbbfejlesztett szilárdanyag-befogási stratégiára. Az MBBR/szilárdanyag érintkezési eljárást az új-zélandi Mao Point szennyvíztisztító telepen alkalmazták. A 1-4. ábra az oldott BOD-eltávolítás és a teljes befolyó BOD-terhelés közötti összefüggést mutatja ebben az üzemben. A 1-4 ábra azt szemlélteti, hogy a BOD eltávolításának jellemző értékei nagy terhelésű MBBR esetén 70–75%. A bioflokkuláció és a szilárdanyag-kontaktusos eljárással történő további kezelés lehetővé teszi, hogy az eljárás megfeleljen a másodlagos kezelés alapvető szabványainak.
● Ábra 1-3
(a) A KOI eltávolítási sebessége nagy terhelésnél.
(b) A leválasztott biofilm gyenge ülepedése nagy terhelés mellett
● 1-4 ábra Az oldott BOD eltávolítási sebesség és a teljes BOD terhelés közötti kapcsolat nagy terhelésű MBBR-ben
2.4 Hagyományos terhelés MBBR tervezése
Ha a hagyományos, hagyományos másodlagos kezelési eljárást vesszük figyelembe, mozgóágyas reaktor választható. Ebben az esetben a sorban egymás utáni 2 MBBR teljesítheti a kezelési követelményeket (másodlagos kezelési szint).
A 1- 4 táblázat összefoglalja a BOD7 eltávolítását a négy szennyvíztisztító telepen. Mind a négy szennyvíztisztító telep hagyományosan terhelt MBBR-t használt 7-10 gBOD7 /( m2 - d) MBBR szerves terhelés mellett (10 fokon); Az MBBR előtt vegyszereket alkalmaztak a pelyhesítésre és a foszfor eltávolítására, valamint megvalósult a lebegő anyagok fokozott elválasztása is.
● A hagyományos terhelésű MBBR működési eredményei kémiai foszforeltávolító eljárással
|
Ha szüksége van az MBBR Process Excel programra Vegye fel a kapcsolatot most, miért ne? Whatapp vagy telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.5Alacsony terhelésű MBBR kialakítása
Ha az MBBR-t a nitrifikációs reaktor elé helyezik, a leggazdaságosabb tervezési lehetőség az MBBR szerves eltávolításra történő felhasználása. Ez lehetővé teszi, hogy az MBBR utáni nitrifikációs mozgóágyas reaktor magas nitrifikációs sebességet érjen el. Ha a nitrifikációs MBBR BOD-terhelését nem csökkentik kellőképpen, a nitrifikációs sebesség jelentősen csökken, így a reaktor nem hatékonyan működik.
Az {{0}} (a) ábra a növekvő BOD-terhelés hatását mutatja a hordozó nitrifikációs sebességére. Ez egy példa a magas BOI-terhelésre, amely túlzott nitrifikációs terheléshez vezet a későbbi szakaszban, amikor a szerves anyagot eltávolítják az elülső szakaszból. Ebben a példában a nitrifikációs sebesség 0.8 g/(m2 -d). Amikor a BOI-terhelés 2 g/(m{5}}d), és a főfolyadékban oldott oxigén 6 mg/L volt. Amikor azonban a BOD-terhelés 3 g/(m2 -d) értékre nőtt, a nitrifikációs sebesség 0,8 g/(m{11}}d). Amikor azonban a BOD-terhelést 3 g/(m2 -d) értékre növelték, a nitrifikációs ráta körülbelül 50%-kal csökkent. Ennek ellensúlyozására a kezelő növelheti az oldott oxigén koncentrációját a fő folyadékfázisban, vagy növelheti a kitöltési arányt a felületi terhelés csökkentése érdekében. Fontos azonban megjegyezni, hogy a gazdaságosság és a hatékonyság hiánya miatt nem szabad ilyen megközelítést alkalmazni a tervezésben. Továbbá, amikor a BOD eltávolítására szolgáló MBBR-t terveznek, konzervatív megközelítést kell alkalmazni, alacsony terhelési arányt választva a méretezéshez, hogy maximális hatékonyságot érjünk el a downstream nitrifikációs MBBR-ben.
A 1-6(b) ábra a sorozat három aerob MBBR-jének nitrifikációs sebességét mutatja. A 6(b) ábrán a vivőanyagot az egyes MBBR-ekből eltávolítottuk a nitrifikációs sebesség kis vizsgálatához. A résztesztek 6 hétig tartottak, és kétszer végezték el. Mindegyik résztesztben a három részteszt reaktor körülményei közel azonosak voltak (pl. oldott oxigén, hőmérséklet, pH és az ammónia-nitrogén kezdeti koncentrációja). A vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy az első reaktorban volt a legnagyobb oldott KOI terhelés (5,6 g/(m{5}}d)) és szinte nincs nitrifikációs hatása, viszont nagyon sikeresen eltávolította a KOI terhelést. Ezt a következő két szempont bizonyítja.
(1) A második fokozatú reaktor nitrifikációs sebessége magas, és közel áll a harmadik fokozathoz.
(2) A második és harmadik szakasz oldott KOI terhelése nem különbözött szignifikánsan.
Kis terhelésű reaktorok tervezésénél fontos a hordozófelületi terhelés (SALR) konzervatív megválasztása. Lehetséges, hogy
A következő egyenletet használtuk a hordozó (SALR) felületi terhelésének korrigálására a kifolyó víz hőmérséklete szerint: LT=L101.06(T-10)
LT - a terhelés T hőmérsékleten.
L10 -10 fok 4,5 g/(m{3}}d) terhelés mellett.
● 1-6. ábra
(a) A BOD-terhelés és az oldott oxigén hatása a nitrifikációs sebességre 15 fokon.
(b) Különbségek a különböző MBBR nitrifikációs sebességeiben az MBBR sorozatban
|
Ha szüksége van az MBBR Process Excel programra Vegye fel a kapcsolatot most, miért ne? Whatapp vagy telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.6NitrifikálásMBBR technológia
Vannak olyan tényezők, amelyek jelentős hatással vannak a nitro MBBR teljesítményére, és ezeket figyelembe kell venni a nitro MBBR tervezésekor. A legnehezebb
A tényezők az.
(1) Szerves terhelés.
(2) Oldott oxigén koncentrációja.
(3) Ammóniakoncentráció.
(4) A szennyvíz koncentrációja.
(5) pH vagy lúgosság.
A 1- 6. ábra azt szemlélteti, hogy a megfelelő nitrifikációs sebesség eléréséhez a folyásirányban lefelé lévő nitrifikáló MBBR-ben fontos a szerves anyagok eltávolítása az MBBR felső szakaszában lévő szennyvízből; ellenkező esetben a heteroxikus biofilm felveszi a versenyt vele a helyért és az oxigénért, így csökkenti (kioltja) a biofilm nitrifikációs aktivitását. A nitrifikáció sebessége a szerves terhelés csökkenésével növekszik, amíg az oldott oxigén lesz a korlátozó tényező. Csak nagyon alacsony ammóniakoncentrációnál (<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.
Megfelelő lúgosság és ammóniakoncentráció esetén (legalábbis kezdetben) a nitrifikációs sebesség csökkenni fog a szerves terhelés hatására
addig növekszik, amíg az oldott oxigén lesz a korlátozó tényező. Egy jól megnövekedett nitrifikáló biofilmen belül az oldott oxigén koncentrációja csak akkor korlátozza a hordozón a nitrifikációs sebességet, ha az O2:NH4+-N aránya 2.0 alatt van. Az eleveniszapos rendszerektől eltérően, korlátozott oxigéntartalmú körülmények között a mozgóágyas reaktorokban a reakciósebesség lineáris vagy megközelítőleg lineáris összefüggést mutat a folyadékfázisú testben lévő oldott oxigén koncentrációjával. Ez annak a ténynek tudható be, hogy az oxigén áthaladása az álló folyadékmembránon keresztül a biofilmbe kritikus lépés lehet az oxigénszállítás korlátozásában. Az oldott oxigén koncentrációjának növelése a fő folyadékfázisban növeli az oldott oxigén koncentráció gradiensét a biofilmen belül. Magasabb levegőztetési sebességeknél a megnövekedett keverési energia hozzájárul az oxigénnek a fő folyadékfázisból a biofilmbe való átviteléhez. Amint az a 1- 6(a) ábrán látható, ha a szerves terhelést állandó szinten tartják (pl. állandó biofilm vastagság és összetétel), akkor lineáris összefüggés várható a nitrifikációs sebesség és az oldott oxigén koncentrációja között. A 1-7 ábra azt magyarázza, hogy a fő folyadékfázisban oldott oxigén mennyiségének növelése hozzájárul a nitrifikációs sebességhez mindaddig, amíg a fő folyadékfázisban az ammóniakoncentráció nagyon alacsony szintre csökken.
● Ábra 1-7 Oldott oxigén hatása alacsony ammóniakoncentrációnál
Egy jól megtermett "tiszta" nitrifikáló biofilm esetében a fő folyadékfázisban az ammóniakoncentráció nem befolyásolja a reakciósebességet, amíg az O2:NH4+- N el nem éri a 2-5 értéket. Néhány példa az O2:NH{{6} } N a 1-5 táblázatban található.
● 1-5 táblázat Néhány példa az O-ra2:NH4+- N
|
Hivatkozások |
O2:NH4+- N |
|
Hem (1994) |
＜2 (oxigén korlátozás) 2,7 (kritikus O2 koncentráció =9-20mg/l) 3.2 (kritikus O2 koncentráció =6mg/l) ＞5 (Ammónia korlátozás) |
|
Bonomo (2000) |
＞3-4 (Ammónia korlátozás) ＜1-2 (oxigén-korlátozás) |
Az MBBR tervezése gyakran 3,2-es küszöbértékkel kezdődik. A küszöbérték állítható. A (1-3) egyenlet segítségével az ammóniakoncentráció ennél a küszöbértéknél felhasználható a megfelelő nitrifikációs sebesség becslésére, és felhasználható a tervezés alapjául.
rNH3-N= k × (SNH3-N) (n) (1-3)
rNH3-N-nitrifikációs sebesség (g rNH3-N /(m{2}}d)
k - reakciósebesség állandó (hely- és hőmérsékletfüggő).
SNH3-N – szubsztrátkoncentráció, amely korlátozza a reakció sebességét.
n - a reakciólépések száma (helytől és hőmérséklettől függően).
A reakciósebesség állandó (k) a biofilm vastagságával és a korlátozó szubsztrát diffúziójával egy adott oldott oxigén koncentrációnál. Az együttható a A reakciószintek száma (n) a biofilmmel szomszédos folyadékfilmre vonatkozik. Ha a turbulens áramlás erős és az álló folyadékfilmréteg vékony, a reakciószint {{0}},5; Ha a turbulens áramlás lassú és az álló folyadékfilm vastag, a reakciószint 1,0-ra hajlik. Ezen a ponton a diffúzió válik sebességkorlátozó tényezővé.
Az ammónia koncentrációja a kritikus értéknél (SNH3-N) megbecsülhető a kritikus arányból és a tervezett oldott oxigén koncentrációból a fő folyadékfázisban, az alábbiak szerint. A fő folyadékfázisban az oldott oxigén koncentrációjának növelése segíthet a kritikus arány csökkentésében, de kevés sikerrel. Tekintsük azt az esetet is, amikor a heterotróf baktériumok versengenek a helyért bizonyos reaktorterhelések és keverési feltételek mellett, ezáltal csökkentve az oxigén áthaladását a biofilm heterotróf rétegén.
(SNH3-N)=1.72mg-N/L=(6mgO2/L - 0.5O2/L)/3.2
Ha az SNH{{0}}N értéket 1,72-nek veszi, k=0,5 reakciósebesség-állandót és 0,7-es reakciófokozatot feltételezve, a (1- 3) egyenlet a következőképpen számítható ki.
rNH3-N=0,73 g/(m2 -d)=0,5 × 1,720,7
Ha figyelembe vesszük a hőmérséklet hatását a nitrifikáló MBBR-re, több tényező is fontos. Figyelembe kell venni, hogy az MBBR-n belüli kifolyóvíz hőmérséklete alapvetően befolyásolhatja a biológiai nitrifikáció kinetikai folyamatát; a szubsztrátum biomasszába és onnan történő diffúziójának sebessége; és a folyadék viszkozitása, ami viszont fodrozódást okozhat a nyíróenergiára a biofilm vastagságán. A hőmérsékletnek a fent leírt makroszkopikus reakciósebességekre gyakorolt hatása a következő összefüggéssel fejezhető ki.
kT2= kT1-θ(T2-T1) (1-4)
kT{0}} a reakciósebesség állandó T1 hőmérsékleten.
kT{0}} a reakciósebesség állandó T2 hőmérsékleten.
θ - hőmérsékleti együttható.
Bár a nitrifikációs kinetika hőmérsékletfüggése a téli tervezési hőmérsékleten csökkenti az MBBR nitrifikációs sebességét, alacsony hőmérsékleten megfigyelhető a biofilm koncentrációjának növekedése a hordozón, valamint a reaktorban az oldott oxigén koncentrációja, ami mindkettő mérsékli. a hőmérséklet negatív hatása a nitrifikációs sebességre. Alacsonyabb szennyvíz hőmérsékleten a biomassza (g/m2) magasabb volt. Ezenkívül a fő folyadékfázisban az oldott oxigén koncentrációja a levegőztetési sebesség növelése nélkül növelhető, mivel az oxigén ebben az esetben az alacsony hőmérsékletű folyadékok nagyobb oldhatóságának köszönhető. Ez ahhoz a végeredményhez vezet, hogy míg a biofilm aktivitása nagyobb, mint a biofilm aktivitás (g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/ m2) csökken, de az egységenkénti nitrifikációs aktivitás a hordozófelület továbbra is magas szinten tartható. A tercier nitrifikációs MBBR biomassza szezonális változását a kifolyó víz hőmérsékletével együtt a 1- 8(a) ábra mutatja. Amikor a szennyvíz hőmérséklete 〈15 fokról〉15 fokra emelkedett május és június között, a biomassza-koncentráció meredeken csökkent. A 1- 8 (b) ábra az adatokat két zónára osztja a kifolyó víz hőmérséklete szerint (〈15 fok és 〉15 fok). Bár a biofilm fajlagos aktivitása a 〈15 fokos tartományban csökken, a reaktor makroszkopikus teljesítménye magas marad a magasabb összbiomassza koncentráció és a magasabb oldott oxigén koncentráció miatt (amit az alacsony hőmérsékleten megnövekedett gázoldhatóság okoz). Ez a megfigyelt jelenség arra utal, hogy a makroszkopikus felületi reakciósebesség a hordozón alacsony hőmérsékleten magas szinten tartható, annak ellenére, hogy a biofilm adaptáció következtében a nitrifikáló baktériumok növekedési üteme csökkent.
● 1-8. ábra (a) A biomassza koncentrációjának és hőmérsékletének szezonális változása MBBR-ben harmadlagos nitrifikációval.
(b) A nitrifikációs aktivitás és az oldott oxigén koncentrációja közötti kapcsolat különböző hőmérsékleti feltételek mellett
|
Ha szüksége van az MBBR Process Excel programra Vegye fel a kapcsolatot most, miért ne? Whatapp vagy telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7 DenitrifikációMBBR tartályból
A mozgóágyas reaktorokat sikeresen alkalmazzák elő-, utó- és kombinált denitrifikációs eljárásokban. Ellentétben az anyag denitrifikációs eljárásával megegyező egyéb biokkal, a tervezésnél figyelembe kell venni a tényezőket.
1) Megfelelő szénforrás és megfelelő szén/nitrogén arány a reaktorban.
2) A kívánt denitrifikációs fok.
3) A szennyvíz hőmérséklete.
4) Oldott oxigén a visszatérő vagy felfelé folyó vízben.
2.7.1 Mozgóágyas biofilm reaktor elődenitrifikációval
Ha BOI-eltávolításra, nitrifikációra és mérsékelt nitrogéneltávolításra van szükség, akkor a frontdenitrifikációval ellátott MBBR jól használható. Az anoxikus reaktor térfogatának teljes kihasználása érdekében a betáplált víznek megfelelő arányban kell lennie biológiailag könnyen lebontható KOI és ammónia-nitrogén (C) /N). Mivel az MBBR nitrifikációs szakasza megnövekedett oldott oxigént igényel, a refluxban oldott oxigén jelentős hatással van az MBBR teljesítményére. Ez a leggazdaságosabb refluxarány (Q reflux/Q influens) felső határát eredményezi a gyártásban. Ezen érték felett a denitrifikáció általános hatékonysága csökken, ha a visszatérő áramlást tovább növeljük. Ha a szennyvíz természete alkalmas a front-end denitrifikációra, akkor a nitrogén eltávolítási arány általában 50% és 70% között van (1:1) és (3:1) közötti visszatérési arány mellett. A gyártási gyakorlatban a denitrifikáció mértékét olyan tényezők befolyásolhatják, mint: elhelyezkedés, a szennyvíz tulajdonságainak szezonális különbségei (pl. C/N), a reaktorba bevitt oldott oxigén koncentrációja és a kifolyó hőmérséklet.
|
Ha szüksége van az MBBR Process Excel programra Vegye fel a kapcsolatot most, miért ne? Whatapp vagy telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7.2 Mozgóágyas biofilm reaktor utódenitrifikációvaln
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%) rövid HRT mellett.
Ha a szennyvíz BOI- és nitrátkövetelményei szigorúbbak, akkor a kis levegőztetésű MBBR után utódenitrifikációra lehet szükség. Az üzemi tapasztalatok azt mutatják, hogy ha felfelé ülepedési folyamat zajlik, akkor a denitrifikáció utáni foszforkoncentrációk nem elegendőek a sejtszintézishez, és a denitrifikációs teljesítmény ezen a ponton gátolt lehet.
Ha a szén túl van töltve, az alkalmazott szénforrás maximális nitráthordozó felület eltávolítási sebessége (SARR) nagyobb lehet, mint 2g/(m{1}}d). A nitrát felület eltávolítási sebessége különböző szénforrásokhoz és különböző hőmérsékletekhez a 2-9 ábrákon látható.
● 1-9 ábra Különböző szénforrású hordozók felületi eltávolítási sebessége a hőmérséklet függvényében
2.7.3 Kombinált denitrifikáció előtti/utáni mozgóágyas biofilm reaktor
Az elülső és hátsó denitrifikációval rendelkező mozgóágyas reaktorok kombinálhatók, így kihasználva az elülső denitrifikáció gazdaságossági előnyeit. Az elülső denitrifikációs reaktor kialakítása télen levegőztető tartálynak tekinthető. A tervezés megfontolhatja az elülső denitrifikációs reaktor használatát levegőztető tartályként télen. Ez azért van, mert.
1) A levegőztető reakciótartály térfogatának növelése elősegíti a nitrifikáció javítását.
2) Az alacsonyabb vízhőmérséklet az oldott oxigén koncentrációjának növekedéséhez és az oldott KOI csökkenéséhez vezethet, ami befolyásolhatja a front-end denitrifikáció hatékonyságát.
3) Télen az utódenitrifikációs reaktor minden denitrifikációs feladatot el tud végezni.
|
Ha szüksége van az MBBR Process Excel programra Vegye fel a kapcsolatot most, miért ne? Whatapp vagy telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7.4 A denitrifikáció keverése
Az MBBR denitrifikáció során egy sínre szerelt merülő mechanikus keverőt használtak a folyadék keringetésére és keverésére a reaktorban.
test és hordozó. A következő szempontokat kell külön figyelembe venni a keverő tervezésekor: (1) a keverő helye és iránya; (3) A keverő típusa; (3) keverési energia.
A biofilm hordozó relatív sűrűsége körülbelül 0,96, tehát energia nélkül lebeg a vízben, ami eltér az eleveniszapos eljárástól. Ha az eleveniszapos eljárásban nincs alkalmazott energia, a szilárd anyagok (iszap) kiülepednek.
Ennek eredményeként az MBBR-ben a keverőt a víz felszínéhez közel kell elhelyezni, de nem túl közel a vízfelszínhez, ellenkező esetben örvényt hoz létre a visszavíz felszínén, és így levegőt juttat a reaktorba. Amint az 1-10 ábrán látható, a keverőt kissé lefelé kell dönteni, hogy a hordozót mélyebbre lehessen tolni a reaktorba. Általában egy nem levegőztetett MBBR 25-35 w/m3 energiát igényel a teljes hordozó keveréséhez. A denitrifikáló MBBR keverését különösen figyelembe kell venni. Nem minden keverő alkalmas hosszú ideig történő MBBR-ben történő használatra. A keverőgyártó (ABS) több MBBR egységet használva kifejlesztette az ABS123K keverőt kifejezetten mozgóágyas reaktorokhoz. Ez a keverő rozsdamentes acélból készült, hátrafelé ívelt keverővel, amely képes ellenállni a keverő hordozó általi koptatásának. A tartó károsodásának és a keverő kopásának elkerülése érdekében az ABS123K keverő 12 mm-es kerek rudak mentén hegesztett a propeller szárnyai mentén. Mozgóágyas reaktorban használva az ABS123K keverő fordulatszáma meglehetősen alacsony (90 fordulat / perc 50 Hz-en és 105 fordulat / perc 60 Hz-en). A denitrifikáló MBBR keveréséhez szükséges keverési energia a hordozó töltési arányától és a biofilm várható növekedésétől függ. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a keverés hatékonyabb alacsony hordozótöltési arány mellett (pl<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.
● 10. ábra
(a) ABS123K keverő a víz felszínével szemben, és 30 fokkal lefelé döntve a hordozót mélyebbre nyomja a reaktorba;
b) szennyvíztisztító telepen működő MBBR denitrifikáció
2.8 Előfeldolgozás
Más víz alatti biofilmes technológiákhoz hasonlóan az MBBR-hez táplált víz megfelelő előkezelést igényel. A jó rostély és ülepítés érdekében el kell kerülni a csúnya inert anyagok, például törmelék, műanyagok és homok hosszú távú felhalmozódását az MBBR-ben. Mivel az MBBR részben meg van töltve hordozókkal, ezeket az inert anyagokat nehéz eltávolítani, amint belépnek az MBBR-be. Ha elérhető az elsődleges kezelés, az MBBR gyártói általában azt javasolják, hogy a rostélyhézag ne legyen nagyobb 6 mm-nél, és ha nincs elsődleges kezelés, akkor 3 mm-es vagy annál kisebb finom rácsot kell beépíteni. Ezenkívül, ha az MBBR-t hozzáadják a meglévő folyamathoz, nincs szükség további rácsok hozzáadására, ha a meglévő kezelési szint már magas.
2.9 Az MBBR szilárd-folyadék szétválasztása
Az eleveniszapos eljáráshoz képest a mozgóágyas eljárás nagyon rugalmas a későbbi szilárd-folyadék elválasztás szempontjából. A mozgóágyas eljárás biológiai kezelési hatása független a szilárd-folyadék elválasztási lépéstől, így a szilárd-folyadék elválasztó egységei variálhatók. Ezenkívül az MBBR kifolyó szilárdanyag koncentrációja legalább egy nagyságrenddel alacsonyabb, mint az eleveniszapos eljárásé. Ezért számos szilárd-folyadék elválasztási technológiát sikeresen alkalmaztak az MBBR-ben, amelyek kombinálhatók olyan egyszerű és hatékony szilárd-folyadék elválasztási technológiákkal, mint például a levegő flotációja vagy a nagy sűrűségű ülepítő tartályok, ahol a föld prémium. A meglévő szennyvíztisztító telepek utólagos felszerelésekor a meglévő ülepítő tartályok felhasználhatók szilárdanyag-leválasztásra MBBR-ben.
2.10 Megfontolások az MBBR tervezésekor
A következők nagyon fontosak az MBBR tervezésénél.
2.10.1MBBRMenet áramlási sebesség (vízszintes áramlási sebesség)
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. >35 m/h), a hordozók felhalmozódnak az elfogó rácsnál, és nagy fejveszteséget okoznak. Néha a csúcsáramlási sebességnél fennálló hidraulikus feltételek határozzák meg az MBBR geometriáját és sorozatszámát. Az MBBR tervezésénél fontos a gyártóval való konzultáció és a megfelelő áramlási sebesség meghatározása. A reaktor méretaránya is tényező. Általánosságban elmondható, hogy egy kis méretarány (pl. 1:1 vagy kevesebb) segít csökkenteni a vivőanyag-sodródást az elfogó rács felé csúcsáramlási sebességeknél, és lehetővé teszi a hordozók egyenletesebb elosztását a reaktoron belül.
2.10.2MBBR Tank Foam problémák
A habproblémák nem gyakoriak az MBBR-ben, de hajlamosak a rossz indítás vagy működés során. A két válaszfal miatt a folyamatos medence közepén magasabb, mint a víz felszíne, így a hab az MBBR-re korlátozódik. Ha a habot ellenőrizni kell, habzásgátló szerek használata javasolt. A habzásgátlók használata lefedi a hordozót, és akadályozza a hordozó diffúzióját a biofilmre, ami befolyásolhatja az MBBR teljesítményét. Szilicid habzásgátlókat nem szabad használni, mivel nem kompatibilisek a műanyag hordozókkal.
2.10.3Hordozóágy kiürítése és átmeneti tárolás
A jól megtervezett és megépített mozgóágyas reaktorok esetében, bár ritkán fordulnak elő meghibásodások, mégis meg kell fontolni azt a problémát, hogyan lehet a hordozót kimozdítani a reaktorból és tárolni, amikor a reaktort karbantartás stb. miatt leállítják. . A reaktorban lévő összes folyadék, beleértve a hordozókat is, egy 10 cm-es homorú kerekes örvényszivattyúval üríthető. Ha a tervezett töltési arány megfelelő, az egyik reaktorban lévő hordozó átmenetileg áthelyezhető egy másik reaktorba. Ennek az eljárásnak azonban az a hátránya, hogy a hordozók visszamozgatása során nehéz mindkét reaktort az eredeti töltési arányra visszaállítani. Miután a hordozókat visszaszivattyúzták a reaktorba, a hordozó töltési arányának pontos mérésének egyetlen ésszerű módja a reaktor kiürítése és a hordozómagasság mérése mindkét reaktorban. Ideális esetben lenne egy másik medence vagy egyéb használaton kívüli egység, amely a hordozók ideiglenes tárolótartályaként használható, így könnyen biztosítható az eredeti reaktortöltési hordozó arány.
HANGZHOU Aquasust PLASTIC PRODUCTS CO., LTD
Székhely: #907, Building 1, XIC International, Linping, Hangzhou, Zhejiang, Kína
Szám:0086-152-67462807
|
Ha szüksége van az MBBR Process Excel programra Vegye fel a kapcsolatot most, miért ne? Whatapp vagy telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |