MBBR Process Design Izračun in detajliranje

MBBR Process Design Izračun in detajliranje

Avtor: Kate

Email: info@juntaiplastic.com

Datum: 12. julij 2021

Kazalo

1. Kaj je MBBR in polna oblika MBBR

2. Zasnova procesa MBBR

2.1 Uvedba nosilca biofilma

2.2 Odstranjevanje ogljikovih snovi

2.3 Zasnova visokoobremenjenega MBBR

2.4 Zasnova konvencionalne obremenitve MBBR

2.5 Zasnova nizke obremenitve MBBR

2.6 Nitrifikacija tehnologije MBBR

2.7 Denitrifikacija rezervoarja MBBR

     2.7.1 Biofilmski reaktor s premikajočo se posteljo s predhodno denitrifikacijo

     2.7.2 Biofilmski reaktor s premikajočo se posteljo in naknadno denitrifikacijo

     2.7.3 Kombinirani biofilmski reaktor s premikajočo se posteljo pred in po denitrifikaciji

     2.7.4 Agitacija denitrifikacije

2.8 Predhodna obdelava

2.9Ločevanje trdno-tekoče MBBR

2.10 Premisleki pri načrtovanju MBBR

     2.10.1MBBR Potovalni pretok (vodoravni pretok)

     2.10.2 Težave s peno rezervoarja MBBR

     2.10.3 Sprostitev nosilne postelje in začasno shranjevanje

1. Kaj je MBBR in MBBR Full Form

V zadnjih 20 letih se je biofilmski reaktor z gibljivo posteljo (MBBR) razvil v preprost, robusten, prilagodljiv in kompakten postopek čiščenja odpadne vode. Različne konfiguracije MBBR so bile uspešno uporabljene za odstranjevanje BPK, oksidacijo amoniaka in odstranjevanje dušika ter lahko izpolnjujejo različna merila kakovosti odplak, vključno s strogimi omejitvami hranil.

Biofilmski reaktor s premikajočo se posteljo uporablja posebej oblikovano plastiko kot nosilec biofilma in s prezračevalnim mešanjem tekočino

Nosilec lahko suspendiramo v reaktorju z refluksom ali mehanskim mešanjem. V večini primerov je nosilec napolnjen med 1/3 in 2/3 reaktorja. Vsestranskost MBBR omogoča oblikovalskemu inženirju, da v celoti uporabi svojo domišljijo. Glavna razlika med reaktorji MBBR in drugimi biofilmskimi reaktorji je v tem, da združuje številne prednosti metod z aktivnim blatom in biofilmom, hkrati pa se izogne ​​čim več njunim pomanjkljivostim.

1) Kot drugi potopljeni biofilmski reaktorji je tudi MBBR sposoben oblikovati visoko specializirane aktivne biofilme, ki jih je mogoče prilagoditi specifičnim pogojem v reaktorju. Visoko specializiran aktivni biofilm ima za posledico visoko učinkovitost na enoto prostornine reaktorja in poveča stabilnost procesa ter s tem zmanjša velikost reaktorja.

2) Fleksibilnost in procesni tok MBBR sta zelo podobna kot pri aktivnem blatu, kar omogoča zaporedno razporeditev več reaktorjev vzdolž smeri toka, da se doseže več ciljev obdelave (npr. odstranitev BPK, nitrifikacija, pred- ali post-denitrifikacija) brez potrebo po vmesni črpalki.

3) Večina aktivne biomase se trajno zadrži v reaktorju, tako da je za razliko od postopka z aktivnim blatom MBBR koncentracija trdnih snovi v iztoku MBBR vsaj tako visoka kot koncentracija trdnih snovi v reaktorju. MBBR je za red velikosti nižji od tradicionalnega usedalnika, zato lahko MBBR poleg tradicionalnega usedalnika uporablja različne postopke ločevanja trdno-tekoče.

4) MBBR je vsestranski in reaktor ima lahko različne geometrije. Za projekte naknadne opremljanja je MBBR zelo primeren za nadgradnjo obstoječih ribnikov.

2.Zasnova procesa MBBR

Zasnova MBBR temelji na konceptu, da več MBBR tvori serijo, vsaka s posebno funkcijo, in da ti MBBR delujejo skupaj pri izpolnjevanju naloge čiščenja odpadne vode. To razumevanje je primerno, ker je pod edinstvenimi zagotovljenimi pogoji (npr. razpoložljivi donorji in akceptorji elektronov) vsak reaktor sposoben gojiti poseben biofilm, ki ga je mogoče uporabiti za doseganje določene naloge zdravljenja. Na ta modularni pristop lahko gledamo kot na preprosto in preprosto zasnovo, sestavljeno iz zaporedja več popolnoma mešanih reaktorjev, od katerih ima vsak edinstven namen obdelave. Nasprotno pa je zasnova sistemov z aktivnim blatom zelo zapletena: ker se vedno pojavljajo konkurenčne reakcije, »da bi dosegli želeni cilj obdelave v času zadrževanja, ki ga omejuje vsak del rezervoarja (območja prezračevanja in neprezračevanje), skupni čas zadrževanja biosolidov (SRT) je treba vzdrževati na ustrezni ravni, da se bakterije lahko mešajo (glede na stopnje rasti bakterij in lastnosti surove vode) in rastejo skupaj.

Enostavnost MBBR je tista, ki nam omogoča dobro razumevanje biofilma v MBBR v praksi na podlagi opazovanj raziskovalcev, inženirjev in upravljavcev čistilnih naprav. Večina tega prispevka predstavlja primere opazovanj MBBR, s čimer prikazuje tiste, ki so kritične komponente in dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri načrtovanju in delovanju MBBR.

● JuntaiMBBRProcessFnizkaDigram

2.1Uvedba nosilca biofilma

Ključ do uspeha katerega koli reaktorja z biofilmom je vzdrževanje visokega odstotka bioaktivnega volumna v reaktorju. Če pretvorimo koncentracijo biomase na nosilcih MBBR v koncentracijo suspendiranih trdnih snovi, so vrednosti na splošno okoli 1000 do 5000 mg/l. Glede na prostornino enote je stopnja odstranitve MBBR veliko višja kot pri sistemih z aktivnim blatom. To lahko pripišemo naslednjemu.

1) Strižna sila, ki jo na nosilec izvaja energija mešanja (npr. prezračevanje), učinkovito nadzoruje debelino biofilma na nosilcu in tako ohranja visoko skupno biološko aktivnost.

2) Sposobnost vzdrževanja visoke ravni namenske biomase pod posebnimi pogoji znotraj vsakega reaktorja, neodvisno od skupnega HRT sistema.

3) Pogoj turbulentnega toka v reaktorju ohranja zahtevano stopnjo difuzije.

Reaktorji s premično plastjo se lahko uporabljajo za odstranjevanje BPK, nitrifikacijo in denitrifikacijo in jih je tako mogoče združiti v različne procese. Tabela 1-1 povzema različne procese MBBR. Določitev najučinkovitejšega postopka je povezana z naslednjimi dejavniki.

1) Lokalne razmere, vključno s postavitvijo in hidravličnim prerezom (nadmorska višina) čistilne naprave.

2) Obstoječi postopki čiščenja in možnost modifikacije obstoječih objektov in ribnikov.

3) Ciljna kakovost vode.

● Tabela 1-1 Povzetek procesa MBBR

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), je hitrost odstranitve substrata MBBR reakcija prvega reda. Pod nadzorovanimi pogoji se lahko stopnja odstranitve površine nosilca (SAAR) izrazi kot funkcija obremenitve površine nosilca (SALR), kot je prikazano v enačbi (1-1).

r =r_maks-[L/(K plus L)] (1-1)

r - stopnja odstranitve (g/(m2 -d));

r_maks- največja stopnja odstranitve (g/(m2 -d)).

L - stopnja obremenitve (g/(m2 -d)).

K - konstanta polovične nasičenosti.

2.2 Odstranjevanje ogljikovih snovi

Površinska obremenitev (SALR) nosilca, potrebna za odstranitev ogljika, je odvisna od njegovega najpomembnejšega namena obdelave in metod ločevanja blata iz vode.

Tabela 1-2 podaja pogosto uporabljena območja obremenitve BPK za različne namene uporabe. Nižje vrednosti obremenitve je treba uporabiti, ko nitrifikacija poteka navzdol. Visoke obremenitve se smejo uporabljati le, če se upošteva samo odstranjevanje ogljika. Izkušnje kažejo, da za odstranjevanje ogljika zadostuje raztopljeni kisik v glavni tekoči fazi 2-3 mg/L in nadaljnje povečanje koncentracije raztopljenega kisika ni pomembno za izboljšanje stopnje odstranjevanja nosilne površine (SARR).

● Tabela 1-2 Tipične obremenitvene vrednosti BPK

2.3Zasnova visokoobremenjenega MBBR

Če želite izpolniti osnovne standarde sekundarne obdelave, a potrebujete kompakten sistem z visoko obremenitvijo, razmislite o uporabi reaktorja z gibljivo posteljo

Ko MBBR deluje pri visoki obremenitvi, je njegova vrednost obremenitve nosilne površine (SALR) visoka. Ko MBBR deluje pri visoki obremenitvi, je vrednost obremenitve nosilne površine (SALR) visoka, glavni cilj pa je odstraniti raztopljeno in lahko razgradljivo BPK iz vtočne vode. pri visoki obremenitvi biofilm izgubi svojo sposobnost usedanja, zato se kemična koagulacija, zračna flotacija ali kontaktni postopek s trdnimi snovmi pogosto uporablja za odstranitev suspendiranih trdnih snovi iz iztoka MBBR z visoko obremenitvijo. Vendar je na splošno ta postopek preprost postopek, ki lahko izpolni osnovne standarde za sekundarno zdravljenje s kratkim HRT. Rezultati študije MBBR z visoko obremenitvijo so predstavljeni na sliki 1-3. Slika 1-3(a) prikazuje, da je MBBR zelo učinkovit pri odstranjevanju KPK in je v bistvu linearen v širokem razponu obremenitev. Slika 1- 3 (b) prikazuje, da je usedanje iztoka MBBR zelo slabo, tudi pri zelo nizkih stopnjah prelivanja površine, kar nakazuje, da je resnično potrebna izboljšana strategija zajemanja trdnih delcev. Kontaktni postopek MBBR/trdne snovi je bil uporabljen v čistilni napravi Mao Point na Novi Zelandiji. Slika 1-4 prikazuje razmerje med odstranitvijo raztopljene BPK in skupno vstopno obremenitvijo BPK v tem obratu. Slika 1-4 prikazuje, da so tipične vrednosti odstranitve BPK za MBBR z visoko obremenitvijo 70 do 75 odstotkov. Bioflokulacija in nadaljnja obdelava s kontaktnim postopkom s trdnimi snovmi omogočata, da postopek izpolnjuje osnovne standarde za sekundarno obdelavo.

● Slika 1-3

(a) Hitrost odstranitve KPK pri visoki obremenitvi.

(b) Slaba sedimentacija ločenega biofilma pod visoko obremenitvijo

● Slika 1-4 Razmerje med stopnjo odstranitve raztopljene BPK in skupno obremenitvijo BPK v MBBR z visoko obremenitvijo

2.4 Zasnova konvencionalne obremenitve MBBR

Če upoštevamo običajen konvencionalni postopek sekundarne obdelave, lahko izberemo reaktor s premično plastjo. V tem primeru lahko zaporedna 2 MBBR v vrsti izpolnita zahteve za obdelavo (sekundarna stopnja obdelave).

Tabela 1- 4 povzema odstranitev BPK7 v štirih čistilnih napravah. Vse štiri čistilne naprave so uporabljale običajno obremenjen MBBR z organsko obremenitvijo MBBR 7-10 gBOD7 /( m2 -d) (pri 10 stopinjah); pred MBBR so bile uporabljene kemikalije za flokulacijo in odstranjevanje fosforja, izvedena pa je bila tudi izboljšana separacija suspendiranih snovi.

● Rezultati delovanja konvencionalne obremenitve MBBR s postopkom kemičnega odstranjevanja fosforja

2.5Zasnova nizke obremenitve MBBR

Ko je MBBR postavljen pred nitrifikacijski reaktor, je najbolj ekonomična možnost zasnove razmisliti o uporabi MBBR za organsko odstranjevanje. To omogoča nitrifikacijskemu reaktorju s premikajočo se plastjo za MBBR, da doseže visoko stopnjo nitrifikacije. Če se BPK obremenitev nitrifikacijskega MBBR ne zmanjša dovolj, se bo stopnja nitrifikacije znatno zmanjšala, zaradi česar bo reaktor v neučinkovitem stanju.

Slika {{0}} (a) prikazuje učinek povečanja obremenitve BPK na stopnjo nitrifikacije nosilca. To je primer visoke BPK obremenitve, ki vodi do čezmerne nitrifikacijske obremenitve v poznejšem delu, ko se organska snov odstrani v sprednjem delu. V tem primeru je bila stopnja nitrifikacije 0,8 g/(m2 -d). Ko je bila BPK obremenitev 2 g/(m2 -d) in je bil raztopljeni kisik v glavni tekočini 6 mg/L. Ko pa se je BPK obremenitev povečala na 3 g/(m2 -d), je bila stopnja nitrifikacije 0,8 g/(m2 -d). Ko pa se je BPK obremenitev povečala na 3 g/(m2 -d), se je stopnja nitrifikacije zmanjšala za približno 50 odstotkov. Da bi preprečil to, lahko operater poveča koncentracijo raztopljenega kisika v glavni tekoči fazi ali poveča razmerje polnjenja, da zmanjša stopnjo površinske obremenitve. Vendar je pomembno opozoriti, da se tak pristop ne bi smel uporabljati pri načrtovanju zaradi pomanjkanja gospodarnosti in učinkovitosti. Poleg tega je treba pri načrtovanju MBBR za odstranjevanje BOD uporabiti konzervativen pristop, pri čemer je treba izbrati nizko stopnjo obremenitve za dimenzioniranje, da bi dosegli največjo učinkovitost nitrifikacijskega MBBR na koncu toka.

Slika 1-6(b) prikazuje stopnje nitrifikacije treh aerobnih MBBR v zaporedju. Na sliki 6(b) je bil nosilec znotraj vsakega MBBR odstranjen za majhen poskus stopnje nitrifikacije. Podtesti so trajali 6 tednov in so bili izvedeni dvakrat. V vsakem podtestu so bili pogoji treh podtestnih reaktorjev skoraj enaki (npr. raztopljeni kisik, temperatura, pH in začetna koncentracija amonijevega dušika). Rezultati testiranja so pokazali, da je imel prvi reaktor največjo obremenitev raztopljene KPK (5,6 g/(m2 -d)) in skoraj nobenega nitrifikacijskega učinka, vendar je bil zelo uspešen pri odstranjevanju obremenitve KPK. To dokazujeta naslednja dva vidika.

(1) Hitrost nitrifikacije druge stopnje reaktorja je visoka in blizu stopnje tretje stopnje.

(2) Obremenitve raztopljene KPK druge in tretje stopnje se niso bistveno razlikovale.

Za načrtovanje reaktorjev z nizko obremenitvijo je pomembno, da se obremenitev nosilne površine (SALR) izbere previdno. Možno je, da

Naslednja enačba je bila uporabljena za korekcijo površinske obremenitve nosilca (SALR) glede na temperaturo iztoka: LT=L101.06(T-10)

LT - obremenitev pri temperaturi T.

L10 -10 stopinj pri obremenitvi 4,5 g/(m2 -d).

● Slika 1-6

(a) Vpliv obremenitve BPK in raztopljenega kisika na stopnjo nitrifikacije pri 15 stopinjah.

(b) Razlike v stopnjah nitrifikacije različnih MBBR v seriji MBBR

2.6Nitrifikacijatehnologije MBBR

Obstaja nekaj dejavnikov, ki pomembno vplivajo na delovanje nitro MBBR in jih je treba upoštevati pri načrtovanju nitro MBBR. Najtežji

Dejavniki so.

(1) Organsko nalaganje.

(2) Koncentracija raztopljenega kisika.

(3) Koncentracija amoniaka.

(4) Koncentracija iztoka.

(5) pH ali alkalnost.

Slika 1- 6 ponazarja, da je za doseganje zadovoljivih stopenj nitrifikacije v nitrifikacijskem MBBR, ki je dolvodno, pomembno odstraniti organsko snov iz iztoka v zgornjem toku MBBR; sicer bo heteroksični biofilm tekmoval z njim za prostor in kisik ter tako zmanjšal (ugasnil) nitrifikacijsko aktivnost biofilma. Hitrost nitrifikacije narašča z zmanjševanjem organske obremenitve, dokler raztopljeni kisik ne postane omejevalni dejavnik. Samo pri zelo nizkih koncentracijah amoniaka (<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="">

Pri zadostni alkalnosti in koncentracijah amoniaka (vsaj na začetku) se bodo stopnje nitrifikacije zmanjšale z organsko obremenitvijo

narašča, dokler raztopljeni kisik ne postane omejevalni dejavnik. V dobro razvitem nitrifikacijskem biofilmu bo koncentracija raztopljenega kisika omejila hitrost nitrifikacije na nosilcu samo, če je razmerje med O2 in NH4 plus -N pod 2.0. Za razliko od sistemov z aktivnim blatom kaže hitrost reakcije v reaktorjih s premično plastjo v pogojih z omejenim vnosom kisika linearno ali približno linearno razmerje s koncentracijo raztopljenega kisika v telesu tekoče faze. To je lahko posledica dejstva, da je lahko prehod kisika skozi stacionarno tekočo membrano v biofilm kritičen korak pri omejevanju prenosa kisika. Povečanje koncentracije raztopljenega kisika v glavni tekoči fazi poveča gradient koncentracije raztopljenega kisika v biofilmu. Pri večjih stopnjah prezračevanja povečana energija mešanja prispeva tudi k prenosu kisika iz glavne tekoče faze v biofilm. Kot je razvidno iz slike 1- 6(a), je mogoče pričakovati linearno razmerje med hitrostjo nitrifikacije in koncentracijo raztopljenega kisika, če je organska obremenitev konstantna (npr. stalna debelina in sestava biofilma). Slika 1-7 pojasnjuje, da povečanje raztopljenega kisika v glavni tekoči fazi prispeva k hitrosti nitrifikacije, dokler se koncentracija amoniaka v glavni tekoči fazi ne zmanjša na zelo nizko raven.

● Slika 1-7 Učinek raztopljenega kisika pri nizki koncentraciji amoniaka

Pri dobro gojenem "čistem" nitrifikacijskem biofilmu koncentracija amoniaka v glavni tekoči fazi ne vpliva na hitrost reakcije, dokler O2:NH4 plus - N ne doseže 2 do 5. Nekateri primeri O2:NH4 plus - N so podani v tabeli 1-5.

● Tabela 1-5 Nekaj ​​primerov O₂:NH₄^plus- N

Zasnova MBBR se pogosto začne z vrednostjo praga 3,2. Mejna vrednost je nastavljiva. Z uporabo enačbe (1-3) lahko koncentracijo amoniaka pri tej mejni vrednosti uporabimo za oceno ustrezne stopnje nitrifikacije in jo uporabimo kot osnovo za načrtovanje.

r_NH3-N= k × (SNH3-N) (n) (1-3)

r_NH3-N-stopnja nitrifikacije (g rNH3-N /(m2 -d)

k - konstanta hitrosti reakcije (odvisno od lokacije in temperature).

SNH3-N - koncentracija substrata, ki omejuje hitrost reakcije.

n - število stopenj reakcije (odvisno od lokacije in temperature).

Konstanta hitrosti reakcije (k) z debelino biofilma in difuzijo mejnega substrata pri dani koncentraciji raztopljenega kisika. Koeficient je povezan s Število reakcijskih nivojev (n) je povezano s tekočim filmom, ki meji na biofilm. Ko je turbulentni tok močan in je stacionarna plast tekočega filma tanka, se raven reakcije nagiba k {{0}},5; ko je turbulentni tok počasen in je stacionarni film tekočine debel, se raven reakcije nagiba k 1,0. Na tej točki postane difuzija dejavnik, ki omejuje hitrost.

Koncentracijo amoniaka pri kritični vrednosti (SNH3-N) je mogoče oceniti iz kritičnega razmerja in načrtovane koncentracije raztopljenega kisika v glavni tekoči fazi, kot je prikazano spodaj. Povečanje koncentracije raztopljenega kisika v glavni tekoči fazi lahko pomaga zmanjšati kritično razmerje, vendar z malo uspeha. Razmislite tudi o primeru, ko heterotrofne bakterije tekmujejo za prostor pod določenimi obremenitvami reaktorja in pogoji mešanja, s čimer se zmanjša prehod kisika skozi heterotrofno plast na biofilmu.

(SNH3-N)=1,72mg-N/L=(6mgO2/L - 0,5O2/L)/3,2

Če vzamemo SNH{{0}}N kot 1,72, ob predpostavki konstante hitrosti reakcije k=0,5 in reakcijske stopnje 0,7, lahko enačbo (1- 3) izračunamo na naslednji način.

rNH3-N=0,73g/(m2 -d)=0,5×1,720,7

Pri obravnavi vpliva temperature na nitrifikacijski MBBR je pomembnih več dejavnikov. Upoštevati je treba, da lahko temperatura iztoka znotraj MBBR bistveno vpliva na kinetični proces biološke nitrifikacije; hitrost difuzije substrata v biomaso in iz nje; in viskoznost tekočine, ki ima lahko posledično učinek valovanja strižne energije na debelino biofilma. Učinek temperature na zgoraj opisane hitrosti makroskopske reakcije je mogoče izraziti z naslednjim razmerjem.

kT2= kT1-θ(T2-T1) (1-4)

kT1 - konstanta hitrosti reakcije pri temperaturi T1.

kT2 - konstanta hitrosti reakcije pri temperaturi T2.

θ - temperaturni koeficient.

Čeprav temperaturna odvisnost kinetike nitrifikacije pri zimski načrtovani temperaturi zmanjša hitrost nitrifikacije MBBR, je mogoče opaziti povečanje koncentracije biofilma na nosilcu pri nizkih temperaturah, poleg tega pa se lahko poveča koncentracija raztopljenega kisika v reaktorju, kar oboje ublaži negativen vpliv temperature na hitrost nitrifikacije. Pri nižjih temperaturah iztoka je bila biomasa (g/m2) višja. Poleg tega se lahko koncentracija raztopljenega kisika v glavni tekoči fazi poveča brez povečanja stopnje prezračevanja, ker je kisik v tem posledica večje topnosti tekočin pri nizkih temperaturah. To vodi do končnega rezultata, da medtem ko je aktivnost biofilma večja od aktivnosti biofilma (g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/m2), se zmanjša, nitrifikacijska aktivnost na enoto površino nosilca je še vedno mogoče vzdrževati na visoki ravni. Sezonske spremembe biomase s temperaturo iztoka za terciarno nitrifikacijo MBBR so podane na sliki 1- 8(a). Ko se je med majem in junijem temperatura iztoka povečala s 〈15 stopinj na〉15 stopinj, je koncentracija biomase strmo padla. Slika 1- 8 (b) deli podatke na dve coni glede na temperaturo iztoka (〈15 stopinj in 〉15 stopinj). Čeprav se specifična aktivnost biofilma zmanjša v območju 〈15 stopinj, ostaja makroskopska zmogljivost reaktorja visoka zaradi višje skupne koncentracije biomase in višje koncentracije raztopljenega kisika (ki jo povzroča povečana topnost plina pri nizkih temperaturah). Ta opazovani pojav nakazuje, da se lahko makroskopska površinska reakcijska hitrost na nosilcu vzdržuje na visoki ravni v pogojih nizke temperature, kljub zmanjšani stopnji rasti nitrifikacijskih bakterij zaradi prilagoditve biofilma.

● Slika 1-8 (a) Sezonske spremembe koncentracije in temperature biomase v MBBR s terciarno nitrifikacijo.

(b) Razmerje med aktivnostjo nitrifikacije in koncentracijo raztopljenega kisika pri različnih temperaturnih pogojih

2.7 Denitrifikacijarezervoarja MBBR

Reaktorji s premično plastjo so bili uspešno uporabljeni v pred-, post- in kombiniranih postopkih denitrifikacije. V nasprotju z drugimi biološkimi procesi denitrifikacije materiala so dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri načrtovanju.

1) Ustrezen vir ogljika in ustrezno razmerje med ogljikom in dušikom v reaktorju.

2) Želena stopnja denitrifikacije.

3) Temperatura iztoka.

4) Raztopljeni kisik v povratni ali gorvodni vodi.

2.7.1 Biofilmski reaktor s premikajočo se plastjo s preddenitrifikacijo

Kadar je potrebna odstranitev BPK, nitrifikacija in zmerna odstranitev dušika, je MBBR s sprednjo denitrifikacijo zelo primeren. Da bi v celoti izkoristili prostornino anoksičnega reaktorja, mora imeti napajalna voda primerno razmerje zlahka biološko razgradljive KPK in amonijevega dušika (C /N). Ker stopnja nitrifikacije MBBR zahteva povišano količino raztopljenega kisika, ima raztopljeni kisik v refluksu pomemben vpliv na delovanje MBBR. Posledica tega je zgornja meja najbolj ekonomičnega refluksnega razmerja (Q refluks/Q influent) v proizvodnji. Nad to vrednostjo se skupna učinkovitost denitrifikacije zmanjša, ko se povratni tok še poveča. Če je narava iztoka primerna za denitrifikacijo na sprednji strani, je stopnja odstranitve dušika na splošno med 50 in 70 odstotki pri povratnem razmerju (1:1) do (3:1). V proizvodni praksi lahko na stopnje denitrifikacije vplivajo dejavniki, kot so: lokacija, sezonske razlike v lastnostih iztoka (npr. C/N), koncentracija raztopljenega kisika, dovedenega v reaktor, in temperatura iztoka.

2.7.2 Biofilmski reaktor s premikajočo se posteljo z naknadno denitrifikacijon

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 odstotkov ) pri kratkem HNZ.

Če so zahteve glede BPK iztoka in nitratov strožje, bo morda potrebna naknadna denitrifikacija po majhnem prezračevanju MBBR. operativne izkušnje kažejo, da lahko koncentracije fosforja po denitrifikaciji, če poteka sedimentacijski proces navzgor, ne zadoščajo za celično sintezo, in na tej točki je lahko denitrifikacija zavrta.

Ko je ogljik prenapolnjen, je lahko največja stopnja odstranjevanja nosilne površine nitrata (SARR) uporabljenega vira ogljika večja od 2 g/(m2 -d). Stopnje odstranjevanja nitratne površine za različne vire ogljika in različne temperature so podane na slikah 2-9.

● Slika 1-9 Stopnja odstranitve površine nosilcev z različnimi viri ogljika kot funkcija temperature

2.7.3 Kombinirani biofilmski reaktor s premikajočo se plastjo pred in po denitrifikaciji

Reaktorje s premično plastjo s sprednjo in zadnjo denitrifikacijo je mogoče kombinirati in tako izkoristiti ekonomičnost sprednje denitrifikacije. Zasnova sprednjega denitrifikacijskega reaktorja se pozimi lahko obravnava kot prezračevalni rezervoar. Zasnova lahko predvideva uporabo sprednjega denitrifikacijskega reaktorja kot prezračevalne posode pozimi. To je zato, ker.

1) Povečanje prostornine prezračevalne reakcijske posode pomaga izboljšati nitrifikacijo.

2) Nižje temperature vode lahko vodijo do povečanih koncentracij raztopljenega kisika in zmanjšane raztopljene KPK, kar lahko vpliva na učinkovitost denitrifikacije na sprednji strani.

3) Pozimi lahko postdenitrifikacijski reaktor opravi vse denitrifikacijske naloge.

2.7.4 Pretresanje denitrifikacije

Pri denitrifikaciji MBBR je bil za kroženje in mešanje tekočine v reaktorju uporabljen potopni mehanski mešalnik na tirnicah.

telo in nosilec. Pri načrtovanju mešala je treba posebej upoštevati naslednje vidike: (1) lokacijo in smer mešala; (3) Vrsta mešala; (3) energija mešanja.

Relativna gostota nosilca biofilma je približno 0,96, tako da bo lebdel v vodi brez uporabljene energije, kar se razlikuje od procesa z aktivnim blatom. Ko v procesu aktivnega blata ni dovedene energije, se trdne snovi (blato) usedejo.

Posledično mora biti v MBBR mešalo nameščeno blizu vodne površine, vendar ne preblizu vodne gladine, sicer bo ustvarilo vrtinec na površini ponovne vode in tako pripeljalo zrak v reaktor. Kot je prikazano na sliki 1-10, mora biti mešalo rahlo nagnjeno navzdol, da lahko nosilec potisnete globlje v reaktor. Na splošno MBBR brez prezračevanja zahteva 25 do 35 w/m3 energije za mešanje celotnega nosilca. Posebej je treba upoštevati mešanje denitrifikacijskega MBBR. Vsi mešalniki niso primerni za dolgotrajno uporabo v MBBR. Proizvajalec mešal (ABS) je z uporabo več enot MBBR razvil mešalo ABS123K, posebej primerno za reaktorje s premično plastjo. To mešalo je izdelano iz nerjavečega jekla z nazaj ukrivljenim mešalom, ki je sposobno prenesti obrabo mešala z nosilcem. Da bi preprečili poškodbe nosilca in obrabo mešala, ima mešalo ABS123K vzdolž kril propelerja privarjene 12 mm okrogle palice. Pri uporabi v reaktorju z gibljivo posteljo je hitrost mešala ABS123K precej nizka (90 vrt/min pri 50 Hz in 105 vrt/min pri 60 Hz). Energija mešanja, ki je potrebna za mešanje denitrifikacijskega MBBR, je povezana z razmerjem polnjenja nosilca in pričakovano rastjo biofilma. Praktične izkušnje kažejo, da je mešanje učinkovitejše pri nizkih razmerjih polnjenja nosilca (npr<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="">

● Slika 10

(a) mešalo ABS123K, obrnjeno proti vodni površini in nagnjeno za 30 stopinj navzdol, da potisne nosilec globlje v reaktor;

(b) denitrifikacijski MBBR v obratovanju na čistilni napravi za odpadne vode

2.8 Predhodna obdelava

Tako kot pri drugih tehnologijah potopljenega biofilma je treba napajalno vodo za MBBR ustrezno predhodno obdelati. Za dobro rešetko in sedimentacijo se je treba izogniti dolgotrajnemu kopičenju neprijetnih inertnih materialov, kot so ostanki, plastika in pesek v MBBR. Ker je MBBR delno napolnjen z nosilci, je te inertne materiale težko odstraniti, ko vstopijo v MBBR. Kadar je primarna obdelava na voljo, proizvajalci MBBR na splošno priporočajo, da reža med rešetkami ne sme biti večja od 6 mm, in če primarna obdelava ni na voljo, je treba namestiti fino rešetko 3 mm ali manj. Poleg tega, če je MBBR dodan obstoječemu procesu, ni treba dodajati več rešetk, če je obstoječa raven obdelave že visoka.

2.9 Ločevanje trdno-tekoče MBBR

V primerjavi s postopkom z aktivnim blatom je postopek z gibljivim slojem zelo prilagodljiv z vidika poznejšega velikega ločevanja trdnega in tekočega. Učinek biološkega čiščenja postopka s premikajočo se posteljo je neodvisen od koraka ločevanja trdne in tekoče snovi, zato je mogoče njegove enote za ločevanje trdne in tekoče snovi spreminjati. Poleg tega je koncentracija trdnih snovi v iztoku MBBR vsaj za en red velikosti nižja od koncentracije v procesu aktivnega blata. Zato so bile za MBBR uspešno uporabljene različne tehnologije ločevanja trdno-tekoče, ki jih je mogoče kombinirati s preprostimi in učinkovitimi tehnologijami ločevanja trdno-tekoče, kot je zračna flotacija ali sedimentacijski rezervoarji z visoko gostoto, kjer je zemlja na prvem mestu. Pri nadgradnji obstoječih čistilnih naprav se lahko obstoječe usedalnike uporabi za ločevanje trdnih delcev v MBBR.

2.10 Premisleki pri načrtovanju MBBR

Naslednje je zelo pomembno za načrtovanje MBBR.

2.10.1MBBRPotovalni pretok (vodoravni pretok)

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), se bodo nosilci kopičili na rešetki prestreznika in povzročali velike izgube tlaka. Včasih bodo hidravlični pogoji pri najvišjem pretoku določili geometrijo in število serij MBBR. Za projektiranje MBBR je pomembno posvetovanje s proizvajalcem in določitev ustrezne stopnje pretoka. Dejavnik je tudi razmerje stranic reaktorja. Na splošno majhno razmerje stranic (npr. 1:1 ali manj) pomaga zmanjšati odnašanje nosilca proti prestrezni mreži pri najvišjih pretokih in omogoča bolj enakomerno porazdelitev nosilcev v reaktorju.

2.10.2Težave s peno rezervoarja MBBR

Težave s peno niso običajne pri MBBR, vendar se lahko pojavijo ob slabem zagonu ali delovanju. Zaradi dveh pregradnih sten na sredini je neprekinjeni bazen višji od vodne gladine, zato bo pena omejena na MBBR. Če je potrebno nadzorovati penjenje, je priporočljiva uporaba sredstev proti penjenju. Uporaba sredstev proti penjenju bo prekrila nosilec in ovirala difuzijo substrata v biofilm, kar lahko vpliva na delovanje MBBR. Silicidnih sredstev proti penjenju se ne sme uporabljati, ker niso združljiva s plastičnimi nosilci.

2.10.3Sprostitev nosilne postelje in začasno shranjevanje

Pri dobro načrtovanih in zgrajenih reaktorjih s premikajočo se posteljo, čeprav so okvare redke, je preudarno odpraviti težavo, kako premakniti nosilec iz reaktorja in ga shraniti, ko je reaktor zaprt zaradi vzdrževanja itd. . Vse tekočine v reaktorju, vključno z nosilci, se lahko izčrpajo z 10 cm konkavno kolesno vrtinčno črpalko. Če je načrtovano razmerje polnjenja primerno, se lahko nosilec iz enega reaktorja začasno premakne v drug reaktor. Vendar pa je pomanjkljivost te metode ta, da je težko obnoviti oba reaktorja na njuna prvotna razmerja polnjenja, ko premaknemo nosilce nazaj. Ko so nosilci načrpani nazaj v reaktor, je edini razumen način za natančno merjenje razmerja polnjenja nosilca izpraznitev reaktorja in merjenje višine nosilca v obeh reaktorjih. V idealnem primeru bi obstajal še en bazen ali druga neuporabljena enota, ki bi se lahko uporabila kot začasna posoda za shranjevanje nosilcev, tako da bi lahko enostavno zagotovili prvotno razmerje polnjenja nosilcev reaktorja.

HANGZHOU JUNTAI PLASTIC PRODUCTS CO., LTD

Sedež: #907, stavba 1, XIC International, Linping, Hangzhou, Zhejiang, Kitajska

Število: 0086-152-67462807

Splet: WWW.Chinambbr.com