1. MBBR va MBBR to'liq shakli nima
2. MBBR jarayonini loyihalash
2.1 Biofilm tashuvchini joriy etish
2.2 Uglerodli moddalarni olib tashlash
2.3 Yuqori yuk MBBR dizayni
2.4 An'anaviy yuk MBBR dizayni
2.5 Kam yuklangan MBBR dizayni
2.6 MBBR texnologiyasining nitrifikatsiyasi
2.7 MBBR tankining denitrifikatsiyasi
2.7.1 Oldindan denitrifikatsiyaga ega harakatlanuvchi yotoqli biofilm reaktori
2.7.2 Denitrifikatsiyadan keyingi harakatlanuvchi yotoqli biofilm reaktori
2.7.3 Denitrifikatsiyadan oldingi/post kombinatsiyalangan harakatlanuvchi qatlamli biofilm reaktori
2.7.4 Denitrifikatsiyani qo'zg'atish
2.8 Oldindan ishlov berish
2.9MBBR ning qattiq-suyuqlik ajralishi
2.10 MBBRni loyihalashda e'tiborga olish
2.10.1 MBBR sayohat oqimi tezligi (gorizontal oqim tezligi)
2.10.2 MBBR tank ko'pik bilan bog'liq muammolar
2.10.3 Tashuvchining to'shagini tozalash va vaqtincha saqlash
1.MBBR nima va MBBR to'liq shakl
So'nggi 20 yil ichida harakatlanuvchi yotoq biofilm reaktori (MBBR) oddiy, mustahkam, moslashuvchan va ixcham oqava suvlarni tozalash jarayoniga aylandi. MBBR ning turli konfiguratsiyalari BODni olib tashlash, ammiak oksidlanishi va azotni yo'qotish uchun muvaffaqiyatli qo'llanilgan va turli oqava suv sifati mezonlariga, shu jumladan qattiq ozuqaviy cheklovlarga javob berishi mumkin.
Harakatlanuvchi yotoqli biofilm reaktori biofilm tashuvchisi sifatida maxsus mo'ljallangan plastmassadan va aeratsiya bilan aralashtirish orqali suyuqlikdan foydalanadi.
Tashuvchi reaktorda qayta oqim yoki mexanik aralashtirish orqali to'xtatilishi mumkin. Ko'pgina hollarda tashuvchi reaktorning 1/3 va 2/3 qismi orasida to'ldiriladi. MBBR ning ko'p qirraliligi dizayn muhandisiga o'z tasavvuridan to'liq foydalanish imkonini beradi. MBBR va boshqa biofilm reaktorlari o'rtasidagi asosiy farq shundaki, u faollashtirilgan loy va biofilm usullarining ko'plab afzalliklarini birlashtirib, ularning kamchiliklarini iloji boricha ko'proq oldini oladi.
1) Boshqa suv ostidagi biofilm reaktorlari singari, MBBR ham reaktor ichidagi o'ziga xos sharoitlarga moslashtirilishi mumkin bo'lgan yuqori ixtisoslashgan faol biofilmlarni shakllantirishga qodir. Yuqori ixtisoslashgan faol biofilm reaktor hajmining birligi uchun yuqori samaradorlikka olib keladi va jarayonning barqarorligini oshiradi va shu bilan reaktor hajmini kamaytiradi.
2) MBBR ning moslashuvchanligi va texnologik oqimi faollashtirilgan loyga juda o'xshash bo'lib, bir nechta reaktorlarni bir nechta tozalash maqsadlariga (masalan, BODni olib tashlash, nitrifikatsiya qilish, denitrifikatsiyadan oldin yoki keyin) erishish uchun oqim yo'nalishi bo'yicha ketma-ket joylashtirish imkonini beradi. oraliq nasosga ehtiyoj.
3) faol biomassaning ko'p qismi reaktorda doimiy ravishda saqlanadi, shuning uchun faol loy jarayonidan farqli o'laroq, MBBR MBBR oqava suvidagi qattiq moddalar konsentratsiyasi hech bo'lmaganda reaktordagi qattiq moddalar konsentratsiyasidan yuqori. MBBR an'anaviy cho'kindi tankidan pastroq kattalikdagi tartibdir, shuning uchun an'anaviy cho'kindi tankiga qo'shimcha ravishda MBBR turli xil qattiq suyuqliklarni ajratish jarayonlaridan foydalanishi mumkin.
4) MBBR ko'p qirrali va reaktor turli geometriyaga ega bo'lishi mumkin. Qayta qurish loyihalari uchun MBBR mavjud suv havzalarini qayta jihozlash uchun juda mos keladi.
2. MBBR jarayonini loyihalash
MBBR dizayni bir nechta MBBR ning har biri o'ziga xos funktsiyaga ega bo'lgan ketma-ketlikni tashkil etishi va bu MBBR oqava suvlarni tozalash vazifasini bajarish uchun birgalikda ishlashi kontseptsiyasiga asoslanadi. Ushbu tushuncha o'rinlidir, chunki taqdim etilgan noyob sharoitlarda (masalan, mavjud elektron donorlar va elektron qabul qiluvchilar) har bir reaktor ma'lum bir tozalash vazifasini bajarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan maxsus biofilmni etishtirishga qodir. Ushbu modulli yondashuvni har biri o'ziga xos davolash maqsadiga ega bo'lgan bir nechta to'liq aralashgan reaktorlar ketma-ketligidan iborat oddiy va sodda dizayn sifatida ko'rish mumkin. Bundan farqli o'laroq, faol loy tizimlarini loyihalash juda murakkab: raqobatbardosh reaktsiyalar har doim sodir bo'lganligi sababli, "tankning har bir qismi (aeratsiya va aeratsiya bo'lmagan zonalar)" tomonidan cheklangan vaqt ichida kerakli tozalash maqsadiga erishish uchun. biosolidlarning umumiy yashash vaqti (SRT) mos darajada saqlanishi kerak, shunda bakteriyalar aralashib ketishi (bakteriyalarning o'sish sur'atlari va xom suv xususiyatlariga nisbatan) va birga o'sishi mumkin.
Bu MBBR ning soddaligi tadqiqotchilar, muhandislar va oqava suvlarni tozalash inshootlari operatorlarining kuzatishlari orqali MBBRdagi biofilmni amalda yaxshi tushunishga imkon beradi. Ushbu maqolaning aksariyati MBBR kuzatuvlarining misollarini taqdim etadi va shu bilan MBBRni loyihalash va ishlatishda e'tiborga olinishi kerak bo'lgan muhim komponentlar va omillarni ko'rsatadi.
2.1 Biofilm tashuvchining joriy etilishi
Har qanday biofilmli reaktor muvaffaqiyatining kaliti reaktor ichidagi bioaktiv hajmning yuqori foizini saqlab turishdir. Agar MBBR tashuvchilardagi biomassa konsentratsiyasini to'xtatilgan qattiq moddalar kontsentratsiyasiga aylantiradigan bo'lsak, qiymatlar odatda 1000 dan 5000 mg/l atrofida bo'ladi. Birlik hajmi bo'yicha MBBRni olib tashlash tezligi faol loy tizimlariga qaraganda ancha yuqori. Buni quyidagilar bilan bog'lash mumkin.
1) Aralash energiyasi (masalan, shamollatish) orqali tashuvchiga qo'llaniladigan kesish kuchi tashuvchidagi bioplyonka qalinligini samarali nazorat qiladi va shu bilan yuqori umumiy biologik faollikni saqlaydi.
2) Tizimning umumiy HRT dan qat'i nazar, har bir reaktor ichida muayyan sharoitlarda ajratilgan biomassaning yuqori darajasini saqlab turish qobiliyati.
3) Reaktordagi turbulent oqim holati kerakli diffuziya tezligini saqlaydi.
Harakatlanuvchi yotoq reaktorlari BODni olib tashlash, nitrifikatsiya va denitrifikatsiya qilish uchun ishlatilishi mumkin va shuning uchun turli jarayonlarga birlashtirilishi mumkin. 1-1-jadval MBBR ning turli jarayonlarini umumlashtiradi. Eng samarali jarayonni aniqlash quyidagi omillar bilan bog'liq.
1) Mahalliy sharoitlar, shu jumladan oqava suvlarni tozalash inshootining sxemasi va gidravlik kesimi (balandligi).
2) Mavjud tozalash jarayonlari va mavjud inshootlar va hovuzlarni o'zgartirish imkoniyati.
3) Maqsadli suv sifati.
Jadval 1-1 MBBR jarayonining xulosasi
| Qayta ishlash maqsadi | Jarayon |
|
Yagona MBBR Faollashtirilgan loy jarayonidan oldin joylashtirilgan yuqori yuk MBBR |
|
| Nitrifikatsiya |
Yagona MBBR Ikkilamchi davolanishdan keyin MBBR o'rnatiladi IFAS |
| Denitrifikatsiya denitrifikatsiyasi |
yolg'iz MBBR va denitrifikatsiyadan keyin, yolg'iz MBBR va denitrifikatsiyadan keyin, yolg'iz MBBR va denitrifikatsiyadan oldin va keyin, Nitrifikatsion oqava suvlarni denitrifikatsiya qilish uchun MBBRdan keyingi. |
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), MBBR ning substratni olib tashlash tezligi birinchi darajali reaktsiyadir. Nazorat qilinadigan sharoitlarda tashuvchining sirt maydonini olib tashlash tezligi (SAAR) tenglamada (1-1) ko'rsatilganidek, tashuvchining sirt maydoni yuklanishining (SALR) funktsiyasi sifatida ifodalanishi mumkin.
r =rmaks-[L/(K+L)] (1-1)
r - olib tashlash tezligi (g/(m2 -d));
rmaks- maksimal olib tashlash tezligi (g/(m2 -d)).
L - yuklash tezligi (g/(m2 -d)).
K - yarim to'yinganlik doimiysi.
2.2 Uglerodli moddalarni olib tashlash
Uglerodni olib tashlash uchun zarur bo'lgan tashuvchining sirt maydoni yuklanishi (SALR) uning eng muhim tozalash maqsadiga va loyni suvni ajratish usullariga bog'liq.
1-2-jadvalda turli xil amaliy maqsadlar uchun keng tarqalgan bo'lib foydalaniladigan BOD yuklash diapazonlari keltirilgan. Nitrifikatsiya quyida bo'lganda pastroq yuklash qiymatlaridan foydalanish kerak. Yuqori yuklarni faqat uglerodli moddalarni olib tashlashni hisobga olgan holda foydalanish kerak. Tajriba shuni ko'rsatadiki, uglerodli moddalarni olib tashlash uchun asosiy suyuqlik fazasida erigan kislorod 2-3 mg/L etarli va erigan kislorod kontsentratsiyasini yanada oshirish tashuvchining sirt maydonini olib tashlash tezligini (SARR) yaxshilash uchun ma'noga ega emas.
Jadval 1-2 Odatda BOD yuklash qiymatlari
| Ilova maqsadi |
Tashuvchi sirt maydoni birligiga to'g'ri keladigan BOD (SALR) (g/m2.d) |
| Yuqori yuk (75%-80% BODni olib tashlash) | 20 |
| Yuqori yuk (80%-90% BODni olib tashlash) | 5-15 |
| Kam yuk (nitrifikatsiyadan oldin) | 5 |
2.3 Yuqori yuk MBBR dizayni
Ikkilamchi davolashning asosiy standartlariga javob berish, lekin ixcham yuqori yuk tizimiga muhtoj bo'lish uchun harakatlanuvchi yotoqli reaktordan foydalanishni o'ylab ko'ring.
MBBR yuqori yukda ishlaganda, uning tashuvchisi sirt maydoni yuklanishi (SALR) qiymati yuqori bo'ladi. MBBR yuqori yuk bilan ishlaganda, tashuvchining sirt maydoni yuklanishi (SALR) qiymati yuqori bo'ladi va asosiy maqsad erigan va oson parchalanadigan BODni suv oqimidan olib tashlashdir. yuqori yukda, to'kilgan biofilm o'zining cho'kish xususiyatini yo'qotadi, shuning uchun kimyoviy koagulyatsiya, havo flotatsiyasi yoki qattiq moddalar bilan aloqa qilish jarayoni ko'pincha yuqori yuk MBBR oqava suvidan to'xtatilgan qattiq moddalarni olib tashlash uchun ishlatiladi. Biroq, umuman olganda, bu jarayon qisqa HRT bilan ikkilamchi davolash uchun asosiy standartlarga javob berishi mumkin bo'lgan oddiy jarayondir. Yuqori yuklangan MBBR tadqiqoti natijalari 1-3-rasmda keltirilgan. Shakl 1-3(a) MBBR CODni olib tashlashda juda samarali ekanligini va asosan yuklarning keng diapazonida chiziqli ekanligini ko'rsatadi. Shakl 1- 3 (b) MBBR oqava suvlarining cho'kishi juda past, hatto sirtdan toshib ketish tezligi juda past bo'lganligini ko'rsatadi, bu qattiq moddalarni ushlash strategiyasini kuchaytirish zarurligini ko'rsatadi. MBBR / qattiq moddalar bilan aloqa qilish jarayoni Yangi Zelandiyadagi Mao Point oqova suvlarini tozalash zavodida ishlatilgan. 1-4-rasmda erigan BODni olib tashlash va ushbu zavoddagi umumiy ta'sir qiluvchi BOD yuklanishi o'rtasidagi bog'liqlik ko'rsatilgan. Shakl 1-4 yuqori yuklangan MBBR uchun BODni olib tashlashning odatiy qiymatlari 70% dan 75% gacha ekanligini ko'rsatadi. Qattiq moddalar bilan aloqa qilish jarayoni bilan bioflokulyatsiya va keyingi davolash jarayoni ikkilamchi davolash uchun asosiy standartlarga javob beradi.
● 1-3-rasm
(a) Yuqori yukda CODni olib tashlash tezligi.
(b) yuqori yuk ostida ajratilgan biofilmning yomon cho'kindi
● Shakl 1-4 Yuqori yuk MBBRda eritilgan BODni olib tashlash tezligi va umumiy BOD yuki o'rtasidagi bog'liqlik
2.4 An'anaviy yuk MBBR dizayni
An'anaviy an'anaviy ikkilamchi tozalash jarayoni ko'rib chiqilsa, harakatlanuvchi yotoq reaktorini tanlash mumkin. Bunday holda, bir qatorda ketma-ket 2 MBBR davolash talablariga javob berishi mumkin (ikkinchi darajali davolash darajasi).
1- 4-jadvalda to'rtta WWTPda BOD7 ning olib tashlanishi jamlangan. Barcha to'rtta WWTP an'anaviy yuklangan MBBR dan MBBR organik yuki 7-10 gBOD7 /( m2 -d) (10 darajada) ishlatilgan; MBBR dan oldin flokulyatsiya va fosforni yo'qotish uchun kimyoviy moddalar qo'llanildi va to'xtatilgan moddalarni kuchaytirilgan ajratish ham amalga oshirildi.
2.5 Kam yuklangan MBBR dizayni
MBBR nitrifikatsiya reaktori oldiga qo'yilganda, eng tejamkor dizayn varianti MBBR dan organik olib tashlash uchun foydalanishni ko'rib chiqishdir. Bu MBBR ning quyi oqimidagi nitrifikatsion harakatlanuvchi qatlamli reaktorga yuqori nitrifikatsiya tezligiga erishish imkonini beradi. Agar nitrifikatsiya MBBR ning BOD yuki etarli darajada kamaytirilmasa, nitrifikatsiya tezligi sezilarli darajada kamayadi, shuning uchun reaktor samarasiz holatda qoladi.
{0}} (a) rasmda BOD yuklanishining ortib borishining tashuvchining nitrifikatsiya tezligiga ta'siri ko'rsatilgan. Bu oldingi qismda organik moddalar chiqarilganda keyingi bo'limda haddan tashqari nitrifikatsiya yukiga olib keladigan yuqori BOD yukining misolidir. Bu misolda nitrifikatsiya tezligi 0,8 g/(m2 -d) edi. BOD yuki 2 g/(m2 -d) va asosiy suyuqlikdagi erigan kislorod 6 mg/l boʻlganida. Biroq, BOD yuki 3 g/(m2 -d) ga oshganda, nitrifikatsiya tezligi 0,8 g/(m2 -d) ni tashkil etdi. Biroq, BOD yuki 3 g/(m2 -d) ga oshirilganda, nitrifikatsiya darajasi taxminan 50% ga kamaydi. Bunga qarshi turish uchun operator asosiy suyuqlik fazasida erigan kislorod kontsentratsiyasini oshirishi yoki sirtni yuklash tezligini kamaytirish uchun to'ldirish nisbatini oshirishi mumkin. Biroq, shuni ta'kidlash kerakki, bunday yondashuv iqtisod va samaradorlikning etishmasligi tufayli dizaynda qo'llanilmasligi kerak. Bundan tashqari, BODni olib tashlash uchun MBBRni loyihalashda, MBBRning quyi oqimidagi nitrifikatsiyasida maksimal samaradorlikka erishish uchun o'lchamlarni o'lchash uchun past yuklanish tezligini tanlab, konservativ yondashuvni qo'llash kerak.
Shakl 1-6(b) ketma-ketlikning uchta aerob MBBR nitrifikatsiya tezligini ko'rsatadi. 6(b)-rasmda har bir MBBR ichidagi tashuvchi nitrifikatsiya tezligining kichik sinovi uchun olib tashlandi. Subtestlar 6 hafta davom etdi va ikki marta o'tkazildi. Har bir subtestda uchta subtest reaktorining shartlari deyarli bir xil edi (masalan, erigan kislorod, harorat, pH va ammiak azotining dastlabki konsentratsiyasi). Sinov natijalari shuni ko'rsatdiki, birinchi reaktor eng yuqori erigan COD yukiga ega (5,6 g/(m2 -d)) va deyarli nitrifikatsiya ta'siri yo'q, lekin COD yukini olib tashlashda juda muvaffaqiyatli bo'ldi. Bu quyidagi ikki jihat bilan namoyon bo'ladi.
(1) Ikkinchi bosqich reaktorining nitrifikatsiya darajasi yuqori va uchinchi bosqichga yaqin.
(2) Ikkinchi va uchinchi bosqichlarning erigan COD yuklari sezilarli darajada farq qilmadi.
Kam yuklangan reaktorlarni loyihalash uchun tashuvchining sirt maydonini (SALR) konservativ tarzda tanlash muhimdir. Quyidagi tenglama oqava suv haroratiga qarab tashuvchining yuklanishini (SALR) to'g'rilash uchun ishlatilgan:
LT=L101.06(T-10)
LT - T haroratdagi yuk.
4,5 g/(m2 -d) yukda L10 -10 daraja.
● Shakl 1-6
(a) BOD yuklanishi va erigan kislorodning 15 daraja nitrifikatsiya tezligiga ta'siri.
(b) MBBR seriyasidagi turli MBBR ning nitrifikatsiya tezligidagi farqlar
2.6 MBBR texnologiyasini nitrifikatsiyalash
Nitro MBBR ning ishlashiga sezilarli ta'sir ko'rsatadigan ba'zi omillar mavjud va nitro MBBR ni loyihalashda hisobga olinishi kerak. Eng og'ir omillar.
(1) Organik yuklash.
(2) Eritilgan kislorod kontsentratsiyasi.
(3) Ammiak konsentratsiyasi.
(4) Chiqindilarni konsentratsiyasi.
(5) pH yoki ishqoriylik.
1- 6-rasm quyi oqimdagi nitrifikatsion MBBRda qoniqarli nitrifikatsiya tezligini olish uchun yuqori oqimdagi MBBRdagi oqava suvdan organik moddalarni olib tashlash muhimligini ko'rsatadi; aks holda, geteroksik biofilm u bilan bo'shliq va kislorod uchun raqobatlashadi va shu bilan biofilmning nitrifikatsiya faolligini kamaytiradi (o'chiradi). Nitrifikatsiya darajasi organik yukning kamayishi bilan erigan kislorod cheklovchi omilga aylanmaguncha ortadi. Faqat juda past ammiak konsentratsiyasida (<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.
Etarli ishqoriylik va ammiak kontsentratsiyasida (hech bo'lmaganda dastlab) organik yuklanish bilan nitrifikatsiya tezligi pasayadi.
erigan kislorod cheklovchi omilga aylanmaguncha ortadi. Yaxshi o'stirilgan nitrifikatsion biofilm ichida erigan kislorod kontsentratsiyasi O2 ning NH4+-N ga nisbati 2.0 dan past bo'lgandagina tashuvchida nitrifikatsiya tezligini cheklaydi. Faollashtirilgan loy tizimlaridan farqli o'laroq, kislorod cheklangan sharoitda, harakatlanuvchi qatlamli reaktorlardagi reaktsiya tezligi suyuqlik fazasi tanasida erigan kislorod kontsentratsiyasi bilan chiziqli yoki taxminan chiziqli munosabatni ko'rsatadi. Bu kislorodning statsionar suyuqlik membranasi orqali biofilmga o'tishi kislorod uzatishni cheklashda muhim qadam bo'lishi mumkinligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Asosiy suyuqlik fazasida erigan kislorod kontsentratsiyasini oshirish biofilm ichidagi erigan kislorod kontsentratsiyasi gradientini oshiradi. Yuqori shamollatish tezligida, ortib borayotgan aralashtirish energiyasi kislorodning asosiy suyuqlik fazasidan biofilmga o'tishiga yordam beradi. Shakl 1- 6(a) dan koʻrinib turibdiki, agar organik yuk doimiy boʻlsa (masalan, doimiy bioplyonka qalinligi va tarkibi), nitrifikatsiya tezligi va erigan kislorod kontsentratsiyasi oʻrtasida chiziqli bogʻliqlikni kutish mumkin. 1-7-rasmda asosiy suyuqlik fazasida erigan kislorod miqdorini oshirish asosiy suyuqlik fazasidagi ammiak konsentratsiyasi juda past darajaga tushmaguncha nitrifikatsiya tezligiga hissa qo‘shishini tushuntiradi.
● Shakl 1-7 Ammiakning past konsentratsiyasida erigan kislorodning ta'siri
Yaxshi o'stirilgan "sof" nitrifikatsion bioplyonka uchun asosiy suyuqlik fazasidagi ammiak konsentratsiyasi O2:NH4+- N 2 dan 5 gacha bo'lmaguncha reaksiya tezligiga ta'sir qilmaydi. O2:NH{{6} ga ba'zi misollar. } N 1-5-jadvalda keltirilgan.
Jadval 1-5 O:NHa+- N ga ba'zi misollar
| Ma'lumotnomalar | O2:NH4+- N |
| Hem (1994) |
＜2 (kislorod chegarasi) 2.7 (Kritik O2 konsentratsiya=9-20mg/l) 3.2 (Kritik O2 konsentratsiya=6mg/l) ＞5 (Ammiak cheklovi) |
| Bonomo (2000) |
＞3-4 (Ammiak cheklovi) ＜1-2 (Kislorod chegarasi) |
MBBR dizayni ko'pincha 3,2 chegara qiymatidan boshlanadi. Chegara qiymati sozlanishi. (1-3) tenglamadan foydalanib, ushbu chegara qiymatidagi ammiak kontsentratsiyasi tegishli nitrifikatsiya tezligini baholash uchun ishlatilishi va loyihalash uchun asos sifatida ishlatilishi mumkin.
rNH3-N= k × (SNH3-N) (n) (1-3)
rNH3-N-nitrifikatsiya tezligi (g rNH3-N /(m2 -d)
k - reaksiya tezligi konstantasi (joylashuv va haroratga bog'liq).
SNH3-N - reaksiya tezligini cheklovchi substrat konsentratsiyasi.
n - reaktsiya bosqichlari soni (joylashuv va haroratga bog'liq).
Reaksiya tezligi konstantasi (k) biofilm qalinligi va ma'lum bir erigan kislorod konsentratsiyasida chegaralovchi substratning tarqalishi bilan. Koeffitsient bilan bog'liq Reaksiya darajalari soni (n) biofilmga ulashgan suyuqlik plyonkasi bilan bog'liq. Turbulent oqim kuchli va statsionar suyuqlik plyonka qatlami yupqa bo'lganda, reaksiya darajasi {0}} ga intiladi.5; turbulent oqim sekin va statsionar suyuqlik plyonkasi qalin bo'lganda, reaktsiya darajasi 1,0 ga intiladi. Bu vaqtda diffuziya tezlikni cheklovchi omilga aylanadi.
Kritik qiymatdagi ammiak kontsentratsiyasini (SNH3-N) kritik nisbatdan va asosiy suyuqlik fazasida erigan kislorodning loyihaviy konsentratsiyasidan, quyida ko'rsatilganidek, taxmin qilish mumkin. Asosiy suyuqlik fazasida erigan kislorod kontsentratsiyasini oshirish kritik nisbatni kamaytirishga yordam beradi, ammo muvaffaqiyatga erishmaydi. Shuningdek, geterotrof bakteriyalar ma'lum reaktor yuklari va aralashtirish sharoitida bo'sh joy uchun raqobatlashadigan va shu bilan biofilmdagi geterotrofik qatlam orqali kislorod o'tishini kamaytiradigan holatni ko'rib chiqing.
(SNH3-N)=1,72mg-N/L=(6mgO2/L - 0,5O2/L)/3,2
SNH{0}}N ni 1,72 deb qabul qilib, reaksiya tezligi konstantasi k=0,5 va reaksiya bosqichi 0,7 deb faraz qilsak, (1- 3) tenglamani quyidagicha hisoblash mumkin.
rNH3-N=0,73g/(m2 -d)=0,5×1,720,7
Haroratning nitrifikatsion MBBRga ta'sirini ko'rib chiqishda bir nechta omillar muhim ahamiyatga ega. Shuni hisobga olish kerakki, MBBR ichidagi oqava suv harorati biologik nitrifikatsiyaning kinetik jarayoniga ichki ta'sir ko'rsatishi mumkin; biomassaga va undan tashqariga substratning diffuziya tezligi; va suyuqlikning yopishqoqligi, bu esa o'z navbatida biofilm qalinligida kesish energiyasiga to'lqinli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Yuqorida tavsiflangan makroskopik reaktsiya tezligiga haroratning ta'sirini quyidagi bog'liqlik bilan ifodalash mumkin.
kT2= kT1-th(T2-T1) (1-4)
kT1 - reaksiya tezligi T1 haroratda konstanta.
kT2 - reaksiya tezligi T2 haroratda konstanta.
th - harorat koeffitsienti.
Qishki dizayn haroratida nitrifikatsiya kinetikasining haroratga bog'liqligi MBBR ning nitrifikatsiya tezligini pasaytirsa ham, past haroratlarda tashuvchida bioplyonka kontsentratsiyasining oshishi kuzatilishi mumkin va qo'shimcha ravishda reaktorda erigan kislorod kontsentratsiyasi oshishi mumkin, bu ikkalasini ham yumshatadi. haroratning nitrifikatsiya tezligiga salbiy ta'siri. Pastroq oqava suv haroratida biomassa (g/m2) yuqoriroq kuzatildi. Bundan tashqari, asosiy suyuqlik fazasida erigan kislorod kontsentratsiyasini aeratsiya tezligini oshirmasdan oshirish mumkin, chunki bunda kislorod past haroratli suyuqliklarning yuqori eruvchanligi bilan bog'liq. Bu natijaga olib keladiki, biofilm faolligi biofilm faolligidan yuqori bo'lsa (g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/ m2) pasayadi, lekin birlik uchun nitrifikatsiya faolligi kamayadi. tashuvchining sirt maydoni hali ham yuqori darajada saqlanishi mumkin. Uchinchi darajali nitrifikatsiya MBBR uchun chiqindi suv harorati bilan biomassaning mavsumiy o'zgarishi 1- 8(a) rasmda keltirilgan. May va iyun oylarida oqava suv harorati 〈15 darajadan〉15 darajaga ko'tarilgach, biomassa kontsentratsiyasi keskin pasaydi. Shakl 1- 8 (b) ma'lumotlarni oqava suv harorati bo'yicha (〈15 daraja va 〉15 daraja) ikki zonaga ajratadi. 〈15 daraja mintaqada biofilmning o'ziga xos faolligi pasaysa-da, reaktorning makroskopik ishlashi yuqori umumiy biomassa kontsentratsiyasi va yuqori erigan kislorod kontsentratsiyasi (past haroratlarda gazning eruvchanligi oshishi tufayli) yuqoriligicha qolmoqda. Ushbu kuzatilgan hodisa biofilm moslashuvi tufayli nitrifikator bakteriyalarning o'sish tezligining pasayishiga qaramay, past harorat sharoitida tashuvchidagi makroskopik sirt reaktsiyasi tezligi yuqori darajada saqlanishi mumkinligini ko'rsatadi.
● Shakl 1-8 (a) Uchinchi darajali nitrifikatsiya bilan MBBRdagi biomassa kontsentratsiyasi va haroratning mavsumiy o'zgarishi.
(b) har xil harorat sharoitida nitrifikatsiya faolligi va erigan kislorod konsentratsiyasi o'rtasidagi bog'liqlik
2.7 MBBR tankining denitrifikatsiyasi
Harakatlanuvchi qatlamli reaktorlar denitrifikatsiyadan oldingi, keyingi va kombinatsiyalangan jarayonlarda muvaffaqiyatli qo'llanilgan. Materialni denitrifikatsiya qilish jarayoni bilan bir xil bo'lgan boshqa biodan farqli o'laroq, dizaynda e'tiborga olinishi kerak bo'lgan omillar.
1) Tegishli uglerod manbai va reaktordagi tegishli uglerodning azot nisbati.
2) Denitrifikatsiyaning istalgan darajasi.
3) oqava suvning harorati.
4) Qaytib keladigan yoki yuqori oqimdagi suvda erigan kislorod.
2.7.1 Oldindan denitrifikatsiyalangan harakatlanuvchi yotoqli biofilm reaktori
BODni olib tashlash, nitrifikatsiya qilish va azotni o'rtacha darajada olib tashlash kerak bo'lganda, oldingi denitrifikatsiyaga ega MBBR juda mos keladi. Anoksik reaktor hajmidan to'liq foydalanish uchun ozuqa suvida oson biologik parchalanadigan COD va ammiak azotining (C) mos nisbati bo'lishi kerak. /N). MBBR ning nitrifikatsiya bosqichi yuqori erigan kislorodni talab qilganligi sababli, reflyuksdagi erigan kislorod MBBR ishlashiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Bu ishlab chiqarishda eng tejamkor reflyuks koeffitsientining (Q reflyuks/Q influent) yuqori chegarasiga olib keladi. Ushbu qiymatdan yuqori bo'lsa, denitrifikatsiyaning umumiy samaradorligi qaytib oqim yanada oshirilganda kamayadi. Agar oqava suvning tabiati oldingi denitrifikatsiya uchun mos bo'lsa, azotni olib tashlash darajasi (1: 1) dan (3: 1) qaytish nisbatida odatda 50% dan 70% gacha. Ishlab chiqarish amaliyotida denitrifikatsiya tezligiga quyidagi omillar ta'sir qilishi mumkin: joylashuv, oqava suv xususiyatlarining mavsumiy farqlari (masalan, C/N), reaktorga olib kelingan erigan kislorod konsentratsiyasi va chiqindi suv harorati.
2.7.2 Denitrifikatsiyadan keyingi harakatlanuvchi yotoqli biofilm reaktori
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% qisqa HRTda.
Agar oqava suv va nitratga bo'lgan talablar qattiqroq bo'lsa, MBBR kichik shamollatishdan keyin denitrifikatsiyadan keyin kerak bo'lishi mumkin. operatsion tajriba shuni ko'rsatadiki, agar yuqori oqimda cho'kish jarayoni mavjud bo'lsa, denitrifikatsiyadan keyin hujayra sintezi uchun etarli bo'lmagan fosfor kontsentratsiyasi bo'lishi mumkin va bu nuqtada denitrifikatsiya ko'rsatkichlari inhibe qilinishi mumkin.
Uglerod haddan tashqari to'ldirilganda, qo'llaniladigan uglerod manbasining maksimal nitrat tashuvchisi sirt maydonini olib tashlash tezligi (SARR) 2 g/(m2 -d) dan katta bo'lishi mumkin. Turli xil uglerod manbalari va turli haroratlar uchun nitrat sirt maydonini olib tashlash tezligi 2-9-rasmlarda keltirilgan.
● 1-9-rasm Har xil uglerod manbalari boʻlgan tashuvchilarning sirt maydonini haroratga bogʻliq holda olib tashlash tezligi
2.7.3 Kombinatsiyalangan denitrifikatsiyadan oldingi/post harakatlanuvchi to'shak biofilm reaktori
Old va orqa denitrifikatsiyaga ega harakatlanuvchi yotoqli reaktorlar birlashtirilishi mumkin, bu esa oldingi denitrifikatsiyaning iqtisodiy afzalliklaridan foydalanadi. Old denitrifikatsiya reaktorining dizayni qishda aeratsiya tanki sifatida ko'rib chiqilishi mumkin. Dizayn oldingi denitrifikatsiya reaktorini qishda aeratsiya tanki sifatida ishlatishni ko'rib chiqishi mumkin. Buning sababi.
1) Aeratsiya reaktsiyasi tankining hajmini oshirish nitrifikatsiyani yaxshilashga yordam beradi.
2) Pastroq suv harorati erigan kislorod kontsentratsiyasining oshishiga va erigan CODning pasayishiga olib kelishi mumkin, bu esa oldingi denitrifikatsiya samaradorligiga ta'sir qilishi mumkin.
3) Qishda denitrifikatsiyadan keyingi reaktor barcha denitrifikatsiya ishlarini bajarishi mumkin.
2.7.4 Denitrifikatsiyani qo'zg'atish
MBBR denitrifikatsiyasida suyuqlikni reaktorda aylanib o'tish va aralashtirish uchun temir yo'lga o'rnatilgan suv osti mexanik mikser ishlatilgan.
tanasi va tashuvchisi. Agitatorni loyihalashda quyidagi jihatlar alohida e'tiborga olinishi kerak: (1) qo'zg'atuvchining joylashishi va yo'nalishi; (3) aralashtirgich turi; (3) qo'zg'atuvchi energiya.
Biofilm tashuvchining nisbiy zichligi taxminan 0,96 ni tashkil qiladi, shuning uchun u suvda qo'llanilmagan energiyasiz suzadi, bu faol loy jarayonidan farq qiladi. Faollashtirilgan loy jarayonida qo'llaniladigan energiya bo'lmasa, qattiq moddalar (loy) cho'kadi.
Natijada, MBBRda aralashtirgichni suv yuzasiga yaqinroq joylashtirish kerak, lekin suv yuzasiga unchalik yaqin bo'lmasligi kerak, aks holda u qayta suv yuzasida vorteks hosil qiladi va shu bilan reaktorga havo olib keladi. 1-10-rasmda ko'rsatilganidek, tashuvchi reaktorga chuqurroq surilishi uchun aralashtirgich biroz pastga egilishi kerak. Odatda, gazsiz MBBR butun tashuvchini aralashtirish uchun 25 dan 35 vt / m3 gacha energiya talab qiladi. Denitrifikator MBBRni qo'zg'atishga alohida e'tibor berish kerak. Barcha qo'zg'atuvchilar MBBRda uzoq vaqt davomida foydalanish uchun mos emas. Aralashtirgich ishlab chiqaruvchisi (ABS) bir nechta MBBR birliklaridan foydalangan holda, harakatlanuvchi yotoq reaktorlari uchun maxsus moslangan ABS123K aralashtirgichni ishlab chiqdi. Ushbu aralashtirgich zanglamaydigan po'latdan orqaga egilgan aralashtirgichga ega bo'lib, aralashtirgichning tashuvchining ishqalanishiga bardosh bera oladi. Tashuvchining shikastlanishi va aralashtirgichning aşınmasına yo'l qo'ymaslik uchun ABS123K aralashtirgichda pervanel qanotlari bo'ylab payvandlangan 12 mm dumaloq chiziqlar mavjud. Harakatlanuvchi yotoqli reaktorda foydalanilganda, ABS123K aralashtirgichning tezligi ancha past (50 Gts chastotada 90 rpm va 60 Gts chastotada 105 rpm). Denitrifikator MBBRni qo'zg'atish uchun zarur bo'lgan aralashtirish energiyasi tashuvchini to'ldirish nisbati va kutilayotgan biofilm o'sishi bilan bog'liq. Amaliy tajriba shuni ko'rsatadiki, qo'zg'alish past tashuvchini to'ldirish nisbatlarida samaraliroq bo'ladi (masalan<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-rasm
(a) ABS123K aralashtirgich suv yuzasiga qaragan va tashuvchini reaktorga chuqurroq surish uchun 30 daraja pastga egilgan;
(b) chiqindi suvlarni tozalash inshootida ishlayotgan MBBR denitrifikatsiyasi
2.8 Oldindan ishlov berish
Boshqa suv ostidagi biofilm texnologiyalarida bo'lgani kabi, MBBR uchun ozuqa suvi oldindan to'g'ri ishlov berishni talab qiladi. Yaxshi panjara va cho'kma uchun MBBRda axlat, plastmassa va qum kabi yomon inert materiallarning uzoq muddatli to'planishiga yo'l qo'ymaslik kerak. MBBR qisman tashuvchilar bilan to'ldirilganligi sababli, bu inert materiallar MBBRga kirgandan keyin olib tashlanishi qiyin. Birlamchi davolash mavjud bo'lganda, MBBR ishlab chiqaruvchilari odatda panjara bo'shlig'i 6 mm dan oshmasligini tavsiya qiladilar va agar asosiy ishlov berish bo'lmasa, 3 mm yoki undan kam bo'lgan nozik panjara o'rnatilishi kerak. Bundan tashqari, agar MBBR mavjud jarayonga qo'shilsa, mavjud davolash darajasi allaqachon yuqori bo'lsa, qo'shimcha panjara qo'shishning hojati yo'q.
2.9 MBBRni qattiq-suyuqlikdan ajratish
Faollashtirilgan loy jarayoni bilan solishtirganda, harakatlanuvchi yotoq jarayoni keyingi qattiq suyuqlikni katta ajratish nuqtai nazaridan juda moslashuvchan. Harakatlanuvchi yotoq jarayonining biologik tozalash ta'siri qattiq-suyuqlikni ajratish bosqichiga bog'liq emas, shuning uchun uning qattiq-suyuqlik ajratish birliklari o'zgarishi mumkin. Bundan tashqari, MBBR oqava suvining qattiq konsentratsiyasi faol loy jarayoniga qaraganda kamida bir daraja pastroqdir. Shu sababli, MBBR uchun qattiq-suyuqlikni ajratishning turli texnologiyalari muvaffaqiyatli qo'llanildi, ular havo flotatsiyasi yoki quruqlik yuqori bo'lgan yuqori zichlikdagi cho'kindi cho'kindi tanklari kabi oddiy va samarali qattiq suyuqlik ajratish texnologiyalari bilan birlashtirilishi mumkin. Mavjud oqava suvlarni tozalash inshootlarini qayta jihozlashda mavjud cho'ktiruvchi tanklar MBBRda qattiq moddalarni ajratish uchun ishlatilishi mumkin.
2.10 MBBRni loyihalashda e'tiborga olish
MBBR dizayni uchun quyidagilar juda muhimdir.
2.10.1 MBBR sayohat oqimi tezligi (gorizontal oqim tezligi)
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/soat), tashuvchilar tutqichlar tarmog'ida to'planib, katta yo'qotishlarni keltirib chiqaradi. Ba'zan eng yuqori oqim tezligidagi gidravlik sharoitlar MBBR ning geometriyasi va seriyali sonini aniqlaydi. Ishlab chiqaruvchi bilan maslahatlashish va tegishli sayohat oqimi tezligini aniqlash MBBR dizayni uchun muhimdir. Reaktorning nisbati ham omil hisoblanadi. Umuman olganda, kichik aspekt nisbati (masalan, 1:1 yoki undan kam) eng yuqori oqim tezligida tashuvchining tutuvchi panjara tomon siljishini kamaytirishga yordam beradi va reaktor ichida tashuvchilarning yanada bir xil taqsimlanishiga imkon beradi.
2.10.2 MBBR tank ko'pik bilan bog'liq muammolar
Ko'pik bilan bog'liq muammolar MBBRda tez-tez uchramaydi, lekin yomon ishga tushirish yoki ish paytida paydo bo'lishga moyil. Tufayli uzluksiz hovuz o'rtasida ikki bo'linish devor suv yuzasidan yuqori, shuning uchun ko'pik MBBR cheklangan bo'ladi. Agar ko'pikni nazorat qilish kerak bo'lsa, ko'pikka qarshi vositalardan foydalanish tavsiya etiladi. Defoamerlardan foydalanish tashuvchini qoplaydi va substratning biofilmga tarqalishiga to'sqinlik qiladi, bu MBBR ishlashiga ta'sir qilishi mumkin. Silitsid defoamers ishlatilmasligi kerak, chunki ular plastik tashuvchilar bilan mos kelmaydi.
2.10.3 Tashuvchi yotoqlarini tozalash va vaqtincha saqlash
Yaxshi ishlab chiqilgan va qurilgan harakatlanuvchi qatlamli reaktorlar uchun, garchi nosozliklar kam bo'lsa-da, reaktorni reaktordan qanday olib chiqish va uni reaktor texnik xizmat ko'rsatish va hokazolar tufayli yopilganda saqlash muammosini hal qilish oqilona. . Reaktordagi barcha suyuqliklar, shu jumladan tashuvchilar, 10 sm bo'g'iq g'ildirakli vorteks pompasi bilan to'kilgan bo'lishi mumkin. Agar loyihalashtirilgan to'ldirish nisbati mos bo'lsa, bitta reaktordagi tashuvchi vaqtincha boshqa reaktorga o'tkazilishi mumkin. Biroq, bu usulning kamchiligi shundaki, tashuvchilarni orqaga ko'chirishda ikkala reaktorni ham dastlabki to'ldirish nisbatlarini tiklash qiyin. Tashuvchilar reaktorga qaytarilgach, tashuvchini to'ldirish nisbatini aniq o'lchashning yagona oqilona usuli reaktorni bo'shatish va ikkala reaktorda tashuvchining balandligini o'lchashdir. Ideal holda, tashuvchilar uchun vaqtinchalik saqlash idishi sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan boshqa hovuz yoki boshqa foydalanilmagan birlik bo'lishi mumkin, shuning uchun dastlabki reaktorni to'ldirish tashuvchisi nisbati osongina ta'minlanishi mumkin.