MBBR Process Design Izračun i detalji
Autor: Kate
Email:Kate@aquasust.com
Datum: 12. srpnja 2021
Sadržaj
1. Što je MBBR i MBBR puni obrazac
2.2 Uklanjanje ugljičnih tvari
2.3 Dizajn visokoopterećenog MBBR-a
2.4 Projektiranje konvencionalnog opterećenja MBBR
2.5 Dizajn niskog opterećenja MBBR
2.6 Nitrifikacija MBBR tehnologije
2.7 Denitrifikacija MBBR spremnika
2.7.1 Biofilmski reaktor s pokretnim slojem s prethodnom denitrifikacijom
2.7.2 Reaktor s pokretnim slojem biofilma s naknadnom denitrifikacijom
2.7.3 Kombinirani reaktor za biofilm s pokretnim slojem prije i nakon denitrifikacije
2.7.4 Agitacija denitrifikacije
2.8 Predobrada
2.9Odvajanje krutog i tekućeg MBBR-a
2.10 Razmatranja pri projektiranju MBBR-a
2.10.1MBBR Putujući protok (horizontalni protok)
2.10.2 MBBR Tank Foam problemi
2.10.3 Oslobađanje nosača i privremeno skladištenje
|
Ako trebate MBBR Process Excel Kontaktirajte sada, zašto ne? Whatapp ili telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
1. Što je MBBR i MBBR puni obrazac
Tijekom proteklih 20 godina reaktor s pokretnim slojem biofilma (MBBR) razvio se u jednostavan, robustan, fleksibilan i kompaktan proces obrade otpadnih voda. Različite konfiguracije MBBR-a uspješno su korištene za uklanjanje BPK-a, oksidaciju amonijaka i uklanjanje dušika, te mogu zadovoljiti različite kriterije kvalitete otpadnih voda uključujući stroga ograničenja hranjivih tvari.
Biofilmski reaktor s pokretnim slojem koristi posebno dizajniranu plastiku kao nosač biofilma, a kroz aeracijsko miješanje tekućina
Nosač se može suspendirati u reaktoru refluksom ili mehaničkim miješanjem. U većini slučajeva, nosač je ispunjen između 1/3 i 2/3 reaktora. Svestranost MBBR-a omogućuje inženjeru dizajna da iskoristi svoju maštu do kraja. Glavna razlika između MBBR-a i drugih reaktora s biofilmom je u tome što kombinira mnoge prednosti metoda s aktivnim muljem i biofilmom, dok izbjegava što više njihovih nedostataka.
1) Kao i drugi uronjeni reaktori s biofilmom, MBBR je sposoban formirati visoko specijalizirane aktivne biofilmove koji se mogu prilagoditi specifičnim uvjetima unutar reaktora. Visoko specijalizirani aktivni biofilm rezultira visokom učinkovitošću po jedinici volumena reaktora i povećava stabilnost procesa, čime se smanjuje veličina reaktora.
2) Fleksibilnost i tijek procesa MBBR-a vrlo je sličan onom aktivnog mulja, dopuštajući da se višestruki reaktori sekvencijalno rasporede duž smjera protoka kako bi se ispunili višestruki ciljevi obrade (npr. uklanjanje BPK-a, nitrifikacija, pred- ili post-denitrifikacija) bez potreba za međupumpom.
3) Većina aktivne biomase trajno se zadržava u reaktoru, tako da je za razliku od procesa s aktivnim muljem, MBBR koncentracija krutih tvari u efluentu MBBR-a barem jednako visoka kao koncentracija krutih tvari u reaktoru. MBBR je red veličine niži od tradicionalnog taložnika, tako da osim tradicionalnog taložnika, MBBR može koristiti niz različitih procesa odvajanja kruto-tekuće.
4) MBBR je svestran i reaktor može imati različite geometrije. Za projekte rekonstrukcije, MBBR je vrlo prikladan za rekonstrukciju postojećih ribnjaka.
2.Dizajn MBBR procesa
Dizajn MBBR-a temelji se na konceptu da više MBBR-ova čine niz, svaki sa specifičnom funkcijom, te da ti MBBR-ovi rade zajedno kako bi ispunili zadatak pročišćavanja otpadnih voda. Ovo razumijevanje je prikladno jer pod jedinstvenim uvjetima (npr. dostupni elektron donori i elektron akceptori), svaki reaktor je sposoban uzgajati specijalizirani biofilm koji se može koristiti za postizanje određenog zadatka tretmana. Ovaj modularni pristup može se promatrati kao jednostavan i jasan dizajn koji se sastoji od niza višestrukih potpuno izmiješanih reaktora, od kojih svaki ima jedinstvenu svrhu obrade. Nasuprot tome, dizajn sustava s aktivnim muljem vrlo je složen: budući da se uvijek javljaju kompetitivne reakcije, kako bi se postigao željeni cilj obrade unutar vremena zadržavanja ograničenog svakim dijelom spremnika (zone prozračivanja i neprozračivanja), ukupno vrijeme zadržavanja biokrutina (SRT) mora se održavati na odgovarajućoj razini kako bi se bakterije mogle miješati (u odnosu na stope rasta bakterija i svojstva sirove vode) i rasti zajedno.
Upravo nam jednostavnost MBBR-a omogućuje dobro razumijevanje biofilma u MBBR-u u praksi kroz opažanja istraživača, inženjera i operatera postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Većina ovog rada predstavlja primjere promatranja MBBR-a, pokazujući na taj način one koje su ključne komponente i čimbenici koje treba uzeti u obzir u dizajnu i radu MBBR-a.
● AquasustMBBRPprocesFnizakDiagram
|
Ako trebate MBBR Process Excel Kontaktirajte sada, zašto ne? Whatapp ili telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.1Uvođenje nosača biofilma
Ključ uspjeha bilo kojeg reaktora s biofilmom je održavanje visokog postotka bioaktivnog volumena unutar reaktora. Ako se koncentracija biomase na MBBR nosačima pretvori u koncentraciju suspendiranih krutih tvari, vrijednosti su općenito oko 1000 do 5000 mg/l. U smislu jediničnog volumena, brzina uklanjanja MBBR-a mnogo je veća nego kod sustava s aktivnim muljem. To se može pripisati sljedećem.
1) Smična sila primijenjena na nosač pomoću energije miješanja (npr. prozračivanje) učinkovito kontrolira debljinu biofilma na nosaču, čime se održava visoka ukupna biološka aktivnost.
2) Sposobnost održavanja visoke razine namjenske biomase pod određenim uvjetima unutar svakog reaktora, neovisno o ukupnom HRT-u sustava.
3) Uvjeti turbulentnog strujanja u reaktoru održavaju potrebnu brzinu difuzije.
Reaktori s pokretnim slojem mogu se koristiti za uklanjanje BPK, nitrifikaciju i denitrifikaciju, te se stoga mogu kombinirati u različite procese. Tablica 1-1 sažima različite procese MBBR-a. Određivanje najučinkovitijeg procesa povezano je sa sljedećim čimbenicima.
1) Lokalni uvjeti, uključujući raspored i hidraulički presjek (visinu) uređaja za pročišćavanje otpadnih voda.
2) Postojeći procesi pročišćavanja i mogućnost izmjene postojećih objekata i bazena.
3) Ciljana kvaliteta vode.
● Tablica 1-1 MBBR sažetak procesa
|
Svrha obrade |
Proces |
|
|
Jednostruki MBBR MBBR s velikim opterećenjem postavljen prije procesa aktivnog mulja |
|
Nitrifikacija |
Jednostruki MBBR MBBR set nakon sekundarne obrade IFAS |
|
Denitrifikacija denitrifikacija |
MBBR sam i nakon denitrifikacije, MBBR sam i nakon denitrifikacije, MBBR sam i prije i poslije denitrifikacije, Post-MBBR za denitrifikaciju efluenta nitrifikacije. |
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), brzina uklanjanja supstrata MBBR je reakcija prvog reda. Pod kontroliranim uvjetima, stopa uklanjanja površine nosača (SAAR) može se izraziti kao funkcija opterećenja površine nosača (SALR), kao što je prikazano u jednadžbi (1-1).
r =rmax-[L/(K+L)] (1-1)
r - brzina uklanjanja (g/(m2 -d));
rmax- maksimalna brzina uklanjanja (g/(m2 -d)).
L - brzina opterećenja (g/(m2 -d)).
K - konstanta poluzasićenja.
2.2 Uklanjanje ugljičnih tvari
Površinsko opterećenje (SALR) nosača potrebno za uklanjanje ugljika ovisi o njegovoj najvažnijoj svrsi obrade i metodama odvajanja vode od mulja.
Tablica 1-2 daje uobičajeno korištene raspone BPK opterećenja za različite namjene primjene. Niže vrijednosti opterećenja trebaju se koristiti kada je nitrifikacija nizvodna. Visoka opterećenja treba koristiti samo kada se razmatra samo uklanjanje ugljika. Iskustvo pokazuje da je za uklanjanje ugljika dovoljan otopljeni kisik u glavnoj tekućoj fazi od 2-3 mg/L, a daljnje povećanje koncentracije otopljenog kisika nije značajno za poboljšanje brzine uklanjanja površine nosača (SARR).
● Tablica 1-2 Tipične BPK vrijednosti opterećenja
|
Svrha primjene |
BOD po jedinici površine nosača (SALR) (g/m2.d) |
|
Visoko opterećenje (75%-80% BOD uklanjanje) |
20 |
|
Visoko opterećenje (80%-90% BOD uklanjanja) |
5-15 |
|
Nisko opterećenje (prije nitrifikacije) |
5 |
|
Ako trebate MBBR Process Excel Kontaktirajte sada, zašto ne? Whatapp ili telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.3Dizajn visokoopterećenog MBBR-a
Kako biste zadovoljili osnovne standarde sekundarne obrade, ali trebate kompaktan sustav visokog opterećenja, razmislite o korištenju reaktora s pokretnim slojem
Kada MBBR radi pod velikim opterećenjem, njegova vrijednost opterećenja površine nosača (SALR) je visoka. Kada MBBR radi pod velikim opterećenjem, vrijednost opterećenja površine nosača (SALR) je visoka, a glavni cilj je ukloniti otopljenu i lako razgradivu BPK iz ulazne vode. pri visokom opterećenju, biofilm gubi svojstvo taloženja, pa se često koristi kemijska koagulacija, zračna flotacija ili kontakt s krutim tvarima za uklanjanje suspendiranih krutih tvari iz efluenta MBBR-a visokog opterećenja. Međutim, općenito, ovaj je postupak jednostavan postupak koji može zadovoljiti osnovne standarde za sekundarno liječenje s kratkim HNL-om. Rezultati MBBR studije visokog opterećenja prikazani su na slici 1-3. Slika 1-3(a) pokazuje da je MBBR vrlo učinkovit u uklanjanju COD-a i da je u biti linearan u širokom rasponu opterećenja. Slika 1- 3 (b) ilustrira da je taloženje efluenta MBBR-a vrlo slabo, čak i pri vrlo niskim stopama površinskog prelijevanja, što sugerira da je doista potrebna poboljšana strategija hvatanja krutih tvari. MBBR/kontaktni proces krutih tvari korišten je u postrojenju za pročišćavanje otpadnih voda Mao Point na Novom Zelandu. Slika 1-4 prikazuje odnos između uklanjanja otopljene BPK i ukupnog unosa BPK u ovom postrojenju. Slika 1-4 ilustrira da su tipične vrijednosti uklanjanja BPK za MBBR s visokim opterećenjem 70% do 75%. Bioflokulacija i daljnja obrada postupkom kontakta s krutim tvarima omogućuje da proces zadovolji osnovne standarde za sekundarnu obradu.
● Slika 1-3
(a) Stopa uklanjanja KPK pri velikom opterećenju.
(b) Loša sedimentacija odvojenog biofilma pod velikim opterećenjem
● Slika 1-4 Odnos između stope uklanjanja otopljene BPK i ukupnog opterećenja BPK u MBBR-u s velikim opterećenjem
2.4 Projektiranje konvencionalnog opterećenja MBBR
Kada se razmatra konvencionalni konvencionalni proces sekundarne obrade, može se odabrati reaktor s pokretnim slojem. U ovom slučaju, sekvencijalna 2 MBBR-a u nizu mogu zadovoljiti zahtjeve obrade (sekundarna razina obrade).
Tablica 1- 4 sažima uklanjanje BPK7 u četiri postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Sva četiri postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda koristila su MBBR s konvencionalnim opterećenjem s MBBR organskim opterećenjem od 7-10 gBOD7 /( m2 -d) (pri 10 stupnjeva); prije MBBR-a primjenjivane su kemikalije za flokulaciju i uklanjanje fosfora, a implementirano je i pojačano odvajanje suspendiranih tvari.
● Radni rezultati MBBR-a s konvencionalnim opterećenjem s postupkom kemijskog uklanjanja fosfora
|
Ako trebate MBBR Process Excel Kontaktirajte sada, zašto ne? Whatapp ili telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.5Dizajn niskog opterećenja MBBR
Kada se MBBR postavlja ispred nitrifikacijskog reaktora, najekonomičnija opcija dizajna je razmotriti korištenje MBBR-a za organsko uklanjanje. To omogućuje reaktoru s pokretnim slojem nitrifikacije nizvodno od MBBR-a da postigne visoku stopu nitrifikacije. Ako se BPK opterećenje nitrifikacijskog MBBR-a ne smanji dovoljno, stopa nitrifikacije bit će značajno smanjena, ostavljajući tako reaktor u neučinkovitom stanju.
Slika {{0}} (a) prikazuje učinak povećanja BPK opterećenja na brzinu nitrifikacije nosača. Ovo je primjer visokog BPK opterećenja koje dovodi do prekomjernog opterećenja nitrifikacijom u kasnijem dijelu kada se organska tvar uklanja u prednjem dijelu. U ovom primjeru, brzina nitrifikacije bila je 0.8 g/(m2 -d). Kada je BPK opterećenje bilo 2 g/(m2 -d), a otopljeni kisik u glavnoj tekućini bio je 6 mg/L. Međutim, kada se BPK opterećenje povećalo na 3 g/(m2 -d), stopa nitrifikacije bila je 0,8 g/(m2 -d). Međutim, kada je BPK opterećenje povećano na 3 g/(m2 -d), stopa nitrifikacije se smanjila za oko 50%. Kako bi se tome suprotstavio, rukovatelj može povećati koncentraciju otopljenog kisika u glavnoj tekućoj fazi ili povećati omjer punjenja kako bi smanjio brzinu površinskog opterećenja. Međutim, važno je napomenuti da se takav pristup ne bi trebao koristiti u dizajnu zbog nedostatka ekonomičnosti i učinkovitosti. Nadalje, pri projektiranju MBBR-a za uklanjanje BPK-a treba uzeti konzervativan pristup, birajući nisku stopu opterećenja za dimenzioniranje kako bi se postigla maksimalna učinkovitost nizvodne nitrifikacije MBBR-a.
Slika 1-6(b) prikazuje stope nitrifikacije tri aerobna MBBR sekvence. Na slici 6(b), nosač unutar svakog MBBR-a je uklonjen za malu probu brzine nitrifikacije. Subtestovi su trajali 6 tjedana i provedeni su dva puta. U svakom subtestu, uvjeti u tri subtest reaktora bili su gotovo identični (npr. otopljeni kisik, temperatura, pH i početna koncentracija amonijskog dušika). Rezultati ispitivanja pokazali su da je prvi reaktor imao najveće opterećenje otopljenim KPK (5,6 g/(m2 -d)) i gotovo nikakav učinak nitrifikacije, ali je bio vrlo uspješan u uklanjanju opterećenja KPK. To pokazuju sljedeća dva aspekta.
(1) Brzina nitrifikacije drugog stupnja reaktora je visoka i bliska onoj trećeg stupnja.
(2) Učitavanje otopljenog KPK u drugom i trećem stupnju nije se značajno razlikovalo.
Za projektiranje reaktora niskog opterećenja važno je konzervativno odabrati opterećenje površine nosača (SALR). Moguće je da se
Sljedeća jednadžba korištena je za korekciju opterećenja površine nosača (SALR) prema temperaturi efluenta: LT=L101.06(T-10)
LT - opterećenje pri temperaturi T.
L10 -10 stupanj pri opterećenju od 4,5 g/(m2 -d).
● Slika 1-6
(a) Učinak BPK opterećenja i otopljenog kisika na brzinu nitrifikacije pri 15 stupnjeva.
(b) Razlike u stopama nitrifikacije različitih MBBR-ova u MBBR seriji
|
Ako trebate MBBR Process Excel Kontaktirajte sada, zašto ne? Whatapp ili telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.6NitrifikacijaMBBR tehnologije
Postoje neki čimbenici koji imaju značajan utjecaj na performanse nitro MBBR-a i moraju se uzeti u obzir pri projektiranju nitro MBBR-a. Najteži
Čimbenici su.
(1) Organsko opterećenje.
(2) Koncentracija otopljenog kisika.
(3) Koncentracija amonijaka.
(4) Koncentracija efluenta.
(5) pH ili alkalnost.
Slika 1- 6 ilustrira da je za postizanje zadovoljavajućih stopa nitrifikacije u nitrifikacijskom MBBR-u koji je nizvodno, važno ukloniti organsku tvar iz efluenta u uzvodnom MBBR-u; inače će se heteroksični biofilm natjecati s njim za prostor i kisik, čime se smanjuje (ugasi) aktivnost nitrifikacije biofilma. Brzina nitrifikacije raste sa smanjenjem organskog opterećenja sve dok otopljeni kisik ne postane ograničavajući faktor. Samo pri vrlo niskim koncentracijama amonijaka (<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.
Pri dovoljnoj alkalnosti i koncentraciji amonijaka (barem u početku), stope nitrifikacije smanjit će se s organskim opterećenjem
raste sve dok otopljeni kisik ne postane ograničavajući faktor. Unutar dobro uzgojenog nitrificirajućeg biofilma, koncentracija otopljenog kisika ograničit će brzinu nitrifikacije na nosaču samo ako je omjer O2 prema NH4+-N ispod 2.0. Za razliku od sustava s aktivnim muljem, u uvjetima s ograničenim kisikom, brzina reakcije u reaktorima s pokretnim slojem pokazuje linearan ili približno linearan odnos s koncentracijom otopljenog kisika u tijelu tekuće faze. To može biti zbog činjenice da prolaz kisika kroz stacionarnu tekuću membranu u biofilm može biti kritičan korak u ograničavanju prijenosa kisika. Povećanje koncentracije otopljenog kisika u glavnoj tekućoj fazi povećava gradijent koncentracije otopljenog kisika unutar biofilma. Pri višim brzinama prozračivanja, povećana energija miješanja također doprinosi prijenosu kisika iz glavne tekuće faze u biofilm. Kao što se može vidjeti na slici 1- 6(a), ako se organsko opterećenje održava konstantnim (npr. konstantna debljina i sastav biofilma), može se očekivati linearni odnos između brzine nitrifikacije i koncentracije otopljenog kisika. Slika 1-7 objašnjava da povećanje otopljenog kisika u glavnoj tekućoj fazi doprinosi brzini nitrifikacije sve dok se koncentracija amonijaka u glavnoj tekućoj fazi ne smanji na vrlo nisku razinu.
● Slika 1-7 Učinak otopljenog kisika pri niskoj koncentraciji amonijaka
Za dobro uzgojen "čisti" nitrificirajući biofilm, koncentracija amonijaka u glavnoj tekućoj fazi ne utječe na brzinu reakcije dok O2:NH4+- N ne dosegne 2 do 5. Neki primjeri O2:NH{{6} } N dani su u tablici 1-5.
● Tablica 1-5 Neki primjeri O2:NH4+- N
|
Reference |
O2:NH4+- N |
|
Rub (1994.) |
<2 (ograničenje kisika) 2.7 (Kritično O2 koncentracija=9-20mg/L) 3.2 (Kritično O2 koncentracija=6mg/L) >5 (ograničenje amonijaka) |
|
Bonomo (2000.) |
＞3-4 (ograničenje amonijaka) ＜1-2 (ograničenje kisika) |
Dizajn MBBR-a često počinje s vrijednošću praga od 3,2. Vrijednost praga je podesiva. Pomoću jednadžbe (1-3), koncentracija amonijaka pri ovoj graničnoj vrijednosti može se koristiti za procjenu odgovarajuće stope nitrifikacije i koristiti kao osnovu za dizajn.
rNH3-N= k × (SNH3-N) (n) (1-3)
rNH3-N- brzina nitrifikacije (g rNH3-N /(m2 -d)
k - konstanta brzine reakcije (ovisna o mjestu i temperaturi).
SNH3-N - koncentracija supstrata koja ograničava brzinu reakcije.
n - broj stupnjeva reakcije (ovisno o mjestu i temperaturi).
Konstanta brzine reakcije (k) s debljinom biofilma i difuzijom ograničavajućeg supstrata pri danoj koncentraciji otopljenog kisika. Koeficijent je povezan s Broj razina reakcije (n) povezan je s tekućim filmom uz biofilm. Kada je turbulentno strujanje jako, a nepomični sloj tekućeg filma tanak, razina reakcije teži {{0}}.5; kada je turbulentno strujanje sporo, a stacionarni film tekućine gust, razina reakcije teži 1,0. U ovom trenutku difuzija postaje faktor koji ograničava brzinu.
Koncentracija amonijaka pri kritičnoj vrijednosti (SNH3-N) može se procijeniti iz kritičnog omjera i projektirane koncentracije otopljenog kisika u glavnoj tekućoj fazi, kao što je prikazano u nastavku. Povećanje koncentracije otopljenog kisika u glavnoj tekućoj fazi može pomoći u smanjenju kritičnog omjera, ali s malo uspjeha. Također, razmotrite slučaj u kojem se heterotrofne bakterije natječu za prostor pod određenim opterećenjem reaktora i uvjetima miješanja, čime se smanjuje prolaz kisika kroz heterotrofni sloj na biofilmu.
(SNH3-N)=1.72mg-N/L=(6mgO2/L - 0.5O2/L)/3.2
Uzimajući SNH{{0}}N kao 1,72, uz pretpostavku konstante brzine reakcije k=0.5 i stupnja reakcije od 0,7, jednadžba (1- 3) se može izračunati na sljedeći način.
rNH3-N=0,73g/(m2 -d)=0,5×1,720,7
Kada se razmatra učinak temperature na nitrifikacijski MBBR, nekoliko je čimbenika važno. Treba uzeti u obzir da temperatura efluenta unutar MBBR-a može suštinski utjecati na kinetički proces biološke nitrifikacije; brzina difuzije supstrata u i iz biomase; i viskoznost tekućine, što zauzvrat može imati valoviti učinak na energiju smicanja na debljinu biofilma. Učinak temperature na gore opisane brzine makroskopske reakcije može se izraziti sljedećim odnosom.
kT2= kT1-θ(T2-T1) (1-4)
kT1 - konstanta brzine reakcije na temperaturi od T1.
kT2 - konstanta brzine reakcije na temperaturi od T2.
θ - temperaturni koeficijent.
Iako temperaturna ovisnost kinetike nitrifikacije na projektiranoj zimskoj temperaturi smanjuje brzinu nitrifikacije MBBR-a, može se primijetiti povećanje koncentracije biofilma na nosaču na niskim temperaturama, a dodatno se može povećati koncentracija otopljenog kisika u reaktoru, što oboje ublažava negativan učinak temperature na brzinu nitrifikacije. Pri nižim temperaturama efluenta, biomasa (g/m2) je uočena veća. Osim toga, koncentracija otopljenog kisika u glavnoj tekućoj fazi može se povećati bez povećanja brzine prozračivanja jer je kisik u ovome rezultat veće topljivosti tekućina niske temperature. To dovodi do krajnjeg rezultata da dok je aktivnost biofilma veća od aktivnosti biofilma (g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/ m2) opada, ali aktivnost nitrifikacije po jedinici površina nosača i dalje se može održavati na visokoj razini. Sezonska varijacija biomase s temperaturom efluenta za tercijarnu nitrifikaciju MBBR dana je na slici 1- 8(a). Kada je temperatura otpadne vode porasla s 〈15 stupnjeva na〉15 stupnjeva između svibnja i lipnja, koncentracija biomase naglo je pala. Slika 1- 8 (b) dijeli podatke u dvije zone prema temperaturi otpadne vode (〈15 stupnjeva i 〉15 stupnjeva). Iako se specifična aktivnost biofilma smanjuje u području od 〈15 stupnjeva, makroskopska izvedba reaktora ostaje visoka zbog veće ukupne koncentracije biomase i veće koncentracije otopljenog kisika (uzrokovane povećanom topljivošću plina na niskim temperaturama). Ovaj opaženi fenomen sugerira da se brzina makroskopske površinske reakcije na nosaču može održati na visokoj razini u uvjetima niske temperature, unatoč smanjenoj stopi rasta nitrifikacijskih bakterija, zbog prilagodbe biofilma.
● Slika 1-8 (a) Sezonska varijacija koncentracije biomase i temperature u MBBR-u s tercijarnom nitrifikacijom.
(b) Odnos između aktivnosti nitrifikacije i koncentracije otopljenog kisika pri različitim temperaturnim uvjetima
|
Ako trebate MBBR Process Excel Kontaktirajte sada, zašto ne? Whatapp ili telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7 DenitrifikacijaMBBR tenka
Reaktori s pokretnim slojem uspješno se koriste u procesima prije, poslije i kombinirane denitrifikacije. Za razliku od drugih bio, isti kao i proces denitrifikacije materijala, čimbenici koji se moraju uzeti u obzir pri projektiranju su.
1) Prikladan izvor ugljika i odgovarajući omjer ugljika i dušika u reaktoru.
2) Željeni stupanj denitrifikacije.
3) Temperatura efluenta.
4) Otopljeni kisik u povratnoj ili uzvodnoj vodi.
2.7.1 Biofilmski reaktor s pokretnim slojem s prethodnom denitrifikacijom
Kada je potrebno uklanjanje BPK, nitrifikacija i umjereno uklanjanje dušika, MBBR s prednjom denitrifikacijom je dobro prikladan. Kako bi se u potpunosti iskoristio volumen anoksičnog reaktora, napojna voda treba imati odgovarajući omjer lako biorazgradivog KPK i amonijačnog dušika (C /N). Budući da faza nitrifikacije MBBR-a zahtijeva povišenu količinu otopljenog kisika, otopljeni kisik u refluksu ima značajan utjecaj na performanse MBBR-a. To rezultira gornjom granicom najekonomičnijeg omjera refluksa (Q refluks/Q influent) u proizvodnji. Iznad ove vrijednosti ukupna učinkovitost denitrifikacije opada kada se povratni tok dalje povećava. Ako je priroda efluenta prikladna za prednju denitrifikaciju, stopa uklanjanja dušika općenito je između 50% i 70% pri omjeru povrata od (1:1) do (3:1). U proizvodnoj praksi, na stope denitrifikacije mogu utjecati čimbenici kao što su: lokacija, sezonske razlike u svojstvima efluenta (npr. C/N), koncentracija otopljenog kisika koja se dovodi u reaktor i temperatura efluenta.
|
Ako trebate MBBR Process Excel Kontaktirajte sada, zašto ne? Whatapp ili telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7.2 Reaktor s pokretnim slojem biofilma s naknadnom denitrifikacijomn
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%) na kratkom HNL-u.
Ako su zahtjevi za BPK i nitrate efluenta stroži, može biti potrebna naknadna denitrifikacija nakon MBBR-a male aeracije. operativno iskustvo pokazuje da ako uzvodno postoji proces sedimentacije, nakon denitrifikacije mogu postojati koncentracije fosfora koje nisu dovoljne za sintezu stanica, a izvedba denitrifikacije može biti inhibirana u tom trenutku.
Kada je ugljik prepunjen, najveća stopa uklanjanja površine nosača nitrata (SARR) primijenjenog izvora ugljika može biti veća od 2 g/(m2 -d). Stope uklanjanja površine nitrata za različite izvore ugljika i različite temperature prikazane su na slikama 2-9.
● Slika 1-9 Brzina uklanjanja površine nosača s različitim izvorima ugljika kao funkcija temperature
2.7.3 Kombinirani reaktor za biofilm s pokretnim slojem prije i nakon denitrifikacije
Reaktori s pokretnim slojem s prednjom i stražnjom denitrifikacijom mogu se kombinirati, čime se iskorištava ekonomska korist prednje denitrifikacije. Dizajn prednjeg denitrifikacijskog reaktora može se smatrati spremnikom za prozračivanje zimi. Dizajn bi mogao razmotriti korištenje prednjeg denitrifikacijskog reaktora kao spremnika za prozračivanje zimi. Ovo je zato što.
1) Povećanje volumena reakcijskog spremnika za prozračivanje pomaže u poboljšanju nitrifikacije.
2) Niže temperature vode mogu dovesti do povećanih koncentracija otopljenog kisika i smanjenog otopljenog KPK, što može utjecati na učinkovitost prednje denitrifikacije.
3) Zimi, postdenitrifikacijski reaktor može preuzeti sve zadatke denitrifikacije.
|
Ako trebate MBBR Process Excel Kontaktirajte sada, zašto ne? Whatapp ili telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7.4 Potres denitrifikacije
U denitrifikacijskoj MBBR, potopna mehanička mješalica postavljena na tračnicu korištena je za cirkulaciju i miješanje tekućine u reaktoru
tijelo i nosač. Prilikom projektiranja mješalice potrebno je posebno razmotriti sljedeće aspekte: (1) položaj i smjer mješalice; (3) Vrsta miješalice; (3) energija miješanja.
Relativna gustoća nosača biofilma je oko 0.96, tako da će plutati u vodi bez primijenjene energije, što se razlikuje od procesa s aktivnim muljem. Kada nema primijenjene energije u procesu aktivnog mulja, krutine (mulj) se talože.
Kao rezultat toga, u MBBR-u, mješalicu treba postaviti blizu površine vode, ali ne preblizu površini vode, inače će stvoriti vrtlog na površini povratne vode i tako unijeti zrak u reaktor. Kao što je prikazano na slici 1-10, mješalicu treba lagano nagnuti prema dolje kako bi se nosač mogao gurnuti dublje u reaktor. Općenito, MBBR bez prozračivanja zahtijeva 25 do 35 w/m3 energije za miješanje cijelog nosača. Treba posebno razmotriti miješanje denitrifikacijskog MBBR-a. Nisu sve mješalice prikladne za dugotrajnu upotrebu u MBBR-u. Proizvođač miješalica (ABS), koristeći nekoliko MBBR jedinica, razvio je miješalicu ABS123K posebno prilagođenu reaktorima s pokretnim slojem. Ova miješalica izrađena je od nehrđajućeg čelika s unatrag zakrivljenom miješalicom, koja može izdržati abraziju miješalice od strane nosača. Kako bi se spriječilo oštećenje nosača i trošenje mješalice, mješalica ABS123K ima okrugle šipke od 12 mm zavarene duž krila propelera. Kada se koristi u reaktoru s pokretnim slojem, brzina miješalice ABS123K je prilično niska (90 okretaja u minuti pri 50 Hz i 105 okretaja u minuti pri 60 Hz). Energija miješanja potrebna za miješanje denitrifikacijskog MBBR-a povezana je s omjerom punjenja nosača i očekivanim rastom biofilma. Praktično iskustvo pokazuje da je miješanje učinkovitije pri niskim omjerima punjenja nosača (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 compatible.
● Slika 10
(a) ABS123K miješalica okrenuta prema površini vode i nagnuta 30 stupnjeva prema dolje kako bi se nosač gurnuo dublje u reaktor;
(b) denitrifikacijski MBBR u radu na postrojenju za pročišćavanje otpadnih voda
2.8 Predobrada
Kao i kod drugih tehnologija uronjenog biofilma, napojna voda za MBBR zahtijeva odgovarajuću prethodnu obradu. Za dobru rešetku i taloženje potrebno je izbjeći dugoročno nakupljanje neugodnih inertnih materijala kao što su ostaci, plastika i pijesak u MBBR-u. Budući da je MBBR djelomično ispunjen nosačima, te je inertne materijale teško ukloniti nakon što uđu u MBBR. Kada je dostupna primarna obrada, proizvođači MBBR-a općenito preporučuju da razmak rešetke ne bude veći od 6 mm, a ako primarna obrada nije dostupna, mora se ugraditi fina rešetka od 3 mm ili manje. Nadalje, ako se MBBR doda postojećem procesu, nema potrebe za dodavanjem više rešetki ako je postojeći stupanj obrade već visok.
2.9 Odvajanje krutog i tekućeg MBBR-a
U usporedbi s postupkom s aktivnim muljem, postupak s pokretnim slojem vrlo je fleksibilan s gledišta naknadnog velikog odvajanja krutog i tekućeg. Učinak biološke obrade procesa pokretnog sloja neovisan je o koraku odvajanja kruto-tekuće, tako da njegove jedinice za odvajanje kruto-tekuće mogu varirati. Osim toga, koncentracija krutih tvari u efluentu MBBR-a je najmanje jedan red veličine niža od one u procesu s aktivnim muljem. Stoga su različite tehnologije odvajanja kruto-tekuće uspješno primijenjene na MBBR, koje se mogu kombinirati s jednostavnim i učinkovitim tehnologijama odvajanja kruto-tekuće kao što su zračna flotacija ili tankovi za sedimentaciju visoke gustoće gdje je zemljište na prvom mjestu. U rekonstrukciji postojećih uređaja za pročišćavanje otpadnih voda, postojeći taložnici mogu se koristiti za odvajanje krutih tvari u MBBR-u.
2.10 Razmatranja pri projektiranju MBBR-a
Sljedeće je vrlo važno za dizajn MBBR-a.
2.10.1MBBRPutujući protok (horizontalni protok)
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), nosači će se akumulirati na rešetki presretača i generirati velike gubitke pada. Ponekad će hidraulički uvjeti pri vršnoj brzini protoka odrediti geometriju i broj serija MBBR-a. Savjetovanje s proizvođačem i određivanje odgovarajuće brzine protoka važno je za dizajn MBBR-a. Omjer širine i visine reaktora također je važan faktor. Općenito, mali omjer širine i visine (npr. 1:1 ili manji) pomaže smanjiti pomicanje nosača prema rešetki presretača pri vršnim brzinama protoka i omogućuje ravnomjerniju raspodjelu nosača unutar reaktora.
2.10.2MBBR Tank Foam problemi
Problemi s pjenom nisu česti u MBBR-u, ali se mogu pojaviti tijekom lošeg pokretanja ili rada. Zbog dva pregradna zida u sredini kontinuirani bazen je viši od površine vode, tako da će pjena biti ograničena na MBBR. Ako se pjena mora kontrolirati, preporučuje se uporaba sredstava protiv pjenjenja. Upotreba sredstava protiv pjenjenja prekrit će nosač i spriječiti difuziju supstrata u biofilm, što može utjecati na performanse MBBR-a. Sredstva protiv pjenjenja od silicida ne smiju se koristiti jer nisu kompatibilna s plastičnim nosačima.
2.10.3Oslobađanje nosača i privremeno skladištenje
Za dobro projektirane i izgrađene reaktore s pokretnim slojem, iako su kvarovi rijetki, razborito je riješiti problem kako premjestiti nosač iz reaktora i pohraniti ga kada se reaktor zatvori zbog održavanja itd. i dalje treba razmotriti . Sve tekućine u reaktoru, uključujući nosače, mogu se ispuštati vrtložnom pumpom s konkavnim kotačem od 10 cm. Ako je projektirani omjer punjenja prikladan, nosač iz jednog reaktora može se privremeno premjestiti u drugi reaktor. Međutim, nedostatak ove metode je taj što je teško vratiti oba reaktora na njihov izvorni omjer punjenja kada se nosači pomiču natrag. Nakon što se nosači upumpaju natrag u reaktor, jedini razuman način za točno mjerenje omjera punjenja nosača je isprazniti reaktor i izmjeriti visinu nosača u oba reaktora. Idealno bi bilo da postoji još jedan bazen ili druga neiskorištena jedinica koja bi se mogla koristiti kao privremeni spremnik za skladištenje nosača, tako da se izvorni omjer punjenja nosača reaktora može lako osigurati.
HANGZHOU Aquasust PLASTIC PRODUCTS CO., LTD
Glavni ured: #907, zgrada 1, XIC International, Linping, Hangzhou, Zhejiang, Kina
Broj:0086-152-67462807
|
Ako trebate MBBR Process Excel Kontaktirajte sada, zašto ne? Whatapp ili telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |