Изчисляване и детайлизиране на проектиране на процес MBBR

Изчисляване и детайлизиране на проектиране на процес MBBR

От: Кейт

Email: info@juntaiplastic.com

Дата: 12 юли 2021 г

Съдържание

1. Какво е MBBR и пълната форма на MBBR

2. Проектиране на MBBR процес

2.1 Въвеждане на биофилм носител

2.2 Отстраняване на въглеродни вещества

2.3 Проектиране на високотоварни MBBR

2.4 Проектиране на конвенционален товар MBBR

2.5 Проектиране на MBBR с ниско натоварване

2.6 Нитрификация на MBBR технология

2.7 Денитрификация на резервоар MBBR

     2.7.1 Реактор за биофилм с подвижно легло с предденитрификация

     2.7.2 Реактор за биофилм с подвижен слой с последваща денитрификация

     2.7.3 Комбиниран реактор с биофилм с подвижен слой преди/след денитрификация

     2.7.4 Разбъркване на денитрификацията

2.8 Предварителна обработка

2.9Разделяне на твърдо-течно вещество на MBBR

2.10 Съображения при проектирането на MBBR

     2.10.1MBBR Подвижен дебит (хоризонтален дебит)

     2.10.2 Проблеми с пяна за резервоар MBBR

     2.10.3 Освобождаване на носещото легло и временно съхранение

1. Какво е MBBR и MBBR пълна форма

През последните 20 години биофилмният реактор с подвижно легло (MBBR) се превърна в прост, здрав, гъвкав и компактен процес за пречистване на отпадъчни води. Различни конфигурации на MBBR са успешно използвани за отстраняване на БПК, окисление на амоняк и отстраняване на азот и могат да отговарят на различни критерии за качество на отпадъчните води, включително строги ограничения на хранителните вещества.

Реакторът за биофилм с подвижно легло използва специално проектирана пластмаса като носител на биофилм и чрез аерационно разбъркване течността

Носителят може да бъде суспендиран в реактора чрез кипене под обратен хладник или механично смесване. В повечето случаи носителят се пълни между 1/3 и 2/3 от реактора. Гъвкавостта на MBBR позволява на инженера-конструктор да използва въображението си максимално. Основната разлика между MBBR и другите реактори с биофилм е, че съчетава много от предимствата на методите с активна утайка и биофилм, като същевременно избягва възможно най-много от техните недостатъци.

1) Подобно на други потопени реактори с биофилм, MBBR е в състояние да образува високоспециализирани активни биофилми, които могат да бъдат адаптирани към специфичните условия в реактора. Високоспециализираният активен биофилм води до висока ефективност на единица обем на реактора и повишава стабилността на процеса, като по този начин намалява размера на реактора.

2) Гъвкавостта и потокът на процеса на MBBR е много подобен на този на активната утайка, позволявайки множество реактори да бъдат последователно подредени по посока на потока, за да се постигнат множество цели за третиране (напр. отстраняване на БПК, нитрификация, пред- или след денитрификация) без нужда от междинна помпа.

3) По-голямата част от активната биомаса се задържа постоянно в реактора, така че за разлика от процеса с активна утайка, MBBR Концентрацията на твърди вещества в MBBR отпадъчния поток е поне толкова висока, колкото концентрацията на твърди вещества в реактора. MBBR е с порядък по-нисък от традиционния резервоар за утаяване, така че в допълнение към традиционния резервоар за утаяване, MBBR може да използва множество различни процеси за разделяне на твърдо вещество и течност.

4) MBBR е многофункционален и реакторът може да има различни геометрии. За проекти за модернизация, MBBR е много подходящ за модернизация на съществуващи езера.

2.Проектиране на MBBR процес

Дизайнът на MBBR се основава на концепцията, че множество MBBR образуват серия, всеки със специфична функция, и че тези MBBR работят заедно, за да изпълнят задачата за пречистване на отпадъчни води. Това разбиране е подходящо, тъй като при предоставените уникални условия (напр. налични донори и акцептори на електрони), всеки реактор е способен да култивира специализиран биофилм, който може да се използва за постигане на определена задача за лечение. Този модулен подход може да се разглежда като прост и ясен дизайн, състоящ се от поредица от множество напълно смесени реактори, всеки с уникална цел за третиране. За разлика от това, дизайнът на системите с активна утайка е много сложен: тъй като винаги се случват конкурентни реакции, за да се постигне желаната цел на третиране в рамките на времето на престой, ограничено от всяка част на резервоара (зони на аериране и неаериране), общото време на престой на биотвърди вещества (SRT) трябва да се поддържа на подходящо ниво, така че бактериите да могат да се смесват (във връзка със скоростта на растеж на бактериите и свойствата на суровата вода) и да растат заедно.

Това е простотата на MBBR, която ни позволява да разберем добре биофилма в MBBR на практика чрез наблюденията на изследователи, инженери и оператори на пречиствателни станции за отпадъчни води. По-голямата част от този документ представя примери за наблюдения на MBBR, като по този начин демонстрира тези, които са критични компоненти и фактори, които трябва да се вземат предвид при проектирането и работата на MBBR.

● ДжунтайMBBRPпроцесFнискоDдиаграма

2.1Въвеждане на биофилм носител

Ключът към успеха на всеки реактор с биофилм е поддържането на висок процент биоактивен обем в реактора. Ако се преобразува концентрацията на биомаса върху MBBR носители в концентрация на суспендирани твърди вещества, стойностите обикновено са около 1000 до 5000 mg/l. По отношение на единица обем, скоростта на отстраняване на MBBR е много по-висока от тази на системите с активна утайка. Това може да се отдаде на следното.

1) Силата на срязване, приложена към носителя от енергията на смесване (напр. аерация), ефективно контролира дебелината на биофилма върху носителя, като по този начин поддържа висока обща биологична активност.

2) Способността да се поддържа високо ниво на предназначена биомаса при специфични условия във всеки реактор, независимо от общата HRT на системата.

3) Състоянието на турбулентния поток в реактора поддържа необходимата скорост на дифузия.

Реакторите с подвижен слой могат да се използват за отстраняване на БПК, нитрификация и денитрификация и по този начин могат да бъдат комбинирани в различни процеси. Таблица 1-1 обобщава различните процеси на MBBR. Определянето на най-ефективния процес е свързано със следните фактори.

1) Местни условия, включително разположение и хидравлично напречно сечение (кота) на пречиствателната станция за отпадъчни води.

2) Съществуващи процеси на пречистване и възможност за модифициране на съществуващи съоръжения и езера.

3) Целево качество на водата.

● Таблица 1-1 MBBR Резюме на процеса

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), скоростта на отстраняване на субстрата на MBBR е реакция от първи ред. При контролирани условия скоростта на отстраняване на повърхността на носителя (SAAR) може да бъде изразена като функция от натоварването на повърхността на носителя (SALR), както е показано в уравнение (1-1).

r =r_макс-[L/(K плюс L)] (1-1)

r - скорост на отстраняване (g/(m2 -d));

r_макс- максимална скорост на отстраняване (g/(m2 -d)).

L - скорост на натоварване (g/(m2 -d)).

K - константа на полунасищане.

2.2 Отстраняване на въглеродни вещества

Натоварването на повърхността (SALR) на носителя, необходимо за отстраняване на въглерода, зависи от неговата най-важна цел за третиране и методите за разделяне на водата от утайката.

Таблица 1-2 дава често използваните диапазони на натоварване на БПК за различни цели на приложение. Трябва да се използват по-ниски стойности на натоварване, когато нитрификацията е надолу по веригата. Високите натоварвания трябва да се използват само когато се разглежда само отстраняването на въглерода. Опитът показва, че за отстраняване на въглерод, разтвореният кислород в основната течна фаза от 2-3 mg/L е достатъчен и по-нататъшното увеличаване на концентрацията на разтворен кислород не е от значение за подобряване на скоростта на отстраняване на повърхността на носителя (SARR).

● Таблица 1-2 Типични стойности на натоварване на БПК

2.3Проектиране на високотоварни MBBR

За да изпълните основните стандарти за вторично третиране, но се нуждаете от компактна система с голямо натоварване, обмислете използването на реактор с подвижен слой

Когато MBBR работи при високо натоварване, стойността на натоварването на носещата повърхност (SALR) е висока. Когато MBBR работи при високо натоварване, стойността на натоварването на повърхността на носителя (SALR) е висока и основната цел е да се отстрани разтвореният и лесно разградим БПК от входящата вода. при голямо натоварване биофилмът на навеса губи свойствата си на утаяване, така че химическа коагулация, въздушна флотация или процес на контакт с твърди вещества често се използва за отстраняване на суспендирани твърди частици от отпадъчните води на MBBR с високо натоварване. Въпреки това, като цяло, този процес е прост процес, който може да отговори на основните стандарти за вторично лечение с кратко ХЗТ. Резултатите от проучването MBBR с високо натоварване са представени на фигура 1-3. Фигура 1-3(a) показва, че MBBR е много ефективен за премахване на COD и е по същество линеен в широк диапазон от натоварвания. Фигура 1- 3 (b) илюстрира, че утаяването на отпадъчните води от MBBR е много лошо, дори при много ниски скорости на преливане на повърхността, което предполага, че наистина е необходима подобрена стратегия за улавяне на твърди вещества. Процесът на контакт с MBBR/твърди вещества е използван в пречиствателната станция за отпадъчни води Mao Point в Нова Зеландия. Фигура 1-4 показва връзката между отстраняването на разтворен BOD и общото вливащо BOD натоварване в тази инсталация. Фигура 1-4 илюстрира, че типичните стойности на отстраняване на БПК за MBBR с високо натоварване са 70 процента до 75 процента. Биофлокулацията и по-нататъшното третиране с процеса на контакт с твърди вещества позволява на процеса да отговаря на основните стандарти за вторично третиране.

● Фигура 1-3

(a) Скорост на отстраняване на COD при високо натоварване.

(b) Лоша седиментация на отделен биофилм при високо натоварване

● Фигура 1-4 Връзка между степента на отстраняване на разтворената BOD и общото BOD натоварване при MBBR с високо натоварване

2.4 Проектиране на конвенционален товар MBBR

Когато се разглежда конвенционалния конвенционален процес на вторично третиране, може да бъде избран реактор с подвижен слой. В този случай последователни 2 MBBR в реда могат да отговорят на изискванията за обработка (вторично ниво на обработка).

Таблица 1- 4 обобщава отстраняването на БПК7 в четирите ПСОВ. И четирите ПСОВ използваха конвенционално зареден MBBR с MBBR органичен товар от 7-10 gBOD7 /( m2 -d) (при 10 градуса); преди MBBR се прилагат химикали за флокулация и отстраняване на фосфор и също така се прилага подобрено отделяне на суспендирани вещества.

● Работни резултати от конвенционален товар MBBR с процес на химическо отстраняване на фосфор

2.5Проектиране на MBBR с ниско натоварване

Когато MBBR е поставен преди нитрификационния реактор, най-икономичният вариант за проектиране е да се обмисли използването на MBBR за органично отстраняване. Това позволява на реактора с движещ се слой за нитрификация след MBBR да постигне висока скорост на нитрификация. Ако BPK натоварването на нитрификационния MBBR не се намали достатъчно, скоростта на нитрификация ще бъде значително намалена, оставяйки реактора в неефективно състояние.

Фигура {{0}} (a) показва ефекта от увеличаване на натоварването на БПК върху скоростта на нитрификация на носителя. Това е пример за високо БПК натоварване, водещо до прекомерно натоварване на нитрификация в по-късната секция, когато органичната материя се отстранява в предната секция. В този пример скоростта на нитрификация е 0.8 g/(m2 -d). Когато натоварването на БПК е 2 g/(m2 -d) и разтвореният кислород в основната течност е 6 mg/L. Въпреки това, когато натоварването на БПК се увеличи до 3 g/(m2 -d), скоростта на нитрификация беше 0,8 g/(m2 -d). Въпреки това, когато натоварването на БПК беше увеличено до 3 g/(m2 -d), скоростта на нитрификация намаля с около 50 процента. За да противодейства на това, операторът може да увеличи концентрацията на разтворен кислород в основната течна фаза или да увеличи коефициента на запълване, за да намали скоростта на натоварване на повърхността. Важно е обаче да се отбележи, че подобен подход не трябва да се използва при проектирането поради липса на икономичност и ефективност. Освен това, когато се проектира MBBR за премахване на BOD, трябва да се предприеме консервативен подход, като се избере ниска скорост на натоварване за оразмеряване, за да се постигне максимална ефективност при низходящата нитрификация MBBR.

Фигура 1-6(b) показва скоростите на нитрификация на трите аеробни MBBR от последователността. На Фигура 6(b), носителят във всеки MBBR беше премахнат за малък опит на скоростта на нитрификация. Подтестовете продължиха 6 седмици и бяха проведени два пъти. Във всеки подтест условията на трите подтестови реактора бяха почти идентични (напр. разтворен кислород, температура, рН и начална концентрация на амонячен азот). Резултатите от теста показаха, че първият реактор е имал най-високото количество разтворен ХПК (5,6 g/(m2 -d)) и почти никакъв ефект на нитрификация, но е бил много успешен в премахването на натоварването ХПК. Това се доказва от следните два аспекта.

(1) Скоростта на нитрификация на втория етап на реактора е висока и близка до тази на третия етап.

(2) Натоварванията на разтворения COD на втория и третия етап не се различават значително.

За проектирането на реактори с ниско натоварване е важно да се избере консервативно натоварването на повърхността на носителя (SALR). Възможно е да

Следното уравнение беше използвано за коригиране на натоварването на повърхността на носителя (SALR) според температурата на изтичащия поток: LT=L101.06(T-10)

LT - натоварването при температура T.

L10 -10 степен при натоварване от 4,5 g/(m2 -d).

● Фигура 1-6

(a) Ефект на натоварването на БПК и разтворения кислород върху скоростта на нитрификация при 15 градуса.

(b) Разлики в скоростите на нитрификация на различни MBBR в серията MBBR

2.6Нитрификацияна MBBR Technology

Има някои фактори, които оказват значително влияние върху производителността на нитро MBBR и трябва да се вземат предвид при проектирането на нитро MBBR. Най-тежкият

Факторите са.

(1) Органично натоварване.

(2) Концентрация на разтворен кислород.

(3) Концентрация на амоняк.

(4) Концентрация на отпадните води.

(5) pH или алкалност.

Фигура 1- 6 илюстрира, че за да се получат задоволителни скорости на нитрификация в нитрифициращ MBBR, който е надолу по течението, е важно да се отстрани органичната материя от отпадъчните води в MBBR нагоре по течението; в противен случай, хетероксичният биофилм ще се конкурира с него за пространство и кислород, като по този начин намалява (изгасва) нитрификационната активност на биофилма. Скоростта на нитрификация се увеличава с намаляване на органичното натоварване, докато разтвореният кислород стане ограничаващ фактор. Само при много ниски концентрации на амоняк (<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="">

При достатъчна алкалност и концентрации на амоняк (поне първоначално), скоростите на нитрификация ще намалеят с органично натоварване

се увеличава, докато разтвореният кислород стане ограничаващ фактор. В рамките на добре развит нитрифициращ биофилм концентрацията на разтворен кислород ще ограничи скоростта на нитрификация на носителя само ако съотношението на O2 към NH4 плюс -N е под 2.0. За разлика от системите с активна утайка, при условия на ограничен кислород, скоростта на реакцията в реакторите с подвижен слой показва линейна или приблизително линейна връзка с концентрацията на разтворен кислород в тялото на течната фаза. Това може да се дължи на факта, че преминаването на кислород през неподвижната течна мембрана в биофилма може да бъде критична стъпка в ограничаването на преноса на кислород. Увеличаването на концентрацията на разтворен кислород в основната течна фаза увеличава градиента на концентрацията на разтворен кислород в биофилма. При по-високи скорости на аериране, повишената енергия на смесване също допринася за преноса на кислород от основната течна фаза към биофилма. Както може да се види на фигура 1- 6(a), ако органичното натоварване се поддържа постоянно (напр. постоянна дебелина и състав на биофилма), може да се очаква линейна връзка между скоростта на нитрификация и концентрацията на разтворен кислород. Фигура 1-7 обяснява, че увеличаването на разтворения кислород в основната течна фаза допринася за скоростта на нитрификация, докато концентрацията на амоняк в основната течна фаза се намали до много ниско ниво.

● Фигура 1-7 Ефект на разтворения кислород при ниска концентрация на амоняк

За добре отгледан "чист" нитрифициращ биофилм, концентрацията на амоняк в основната течна фаза не влияе на скоростта на реакцията, докато O2:NH4 плюс - N достигне 2 до 5. Някои примери за O2:NH4 плюс - N са дадени в таблица 1-5.

● Таблица 1-5 Някои примери за O₂:NH₄^плюс- N

Дизайнът на MBBR често започва с прагова стойност от 3,2. Праговата стойност е регулируема. Използвайки уравнение (1-3), концентрацията на амоняк при тази прагова стойност може да се използва за оценка на подходящата скорост на нитрификация и да се използва като основа за проектиране.

r_NH3-N= k × (SNH3-N) (n) (1-3)

r_NH3-N-скорост на нитрификация (g rNH3-N /(m2 -d)

k - константа на скоростта на реакцията (в зависимост от местоположението и температурата).

SNH3-N - концентрация на субстрата, която ограничава скоростта на реакцията.

n - брой етапи на реакцията (в зависимост от местоположението и температурата).

Константата на скоростта на реакцията (k) с дебелината на биофилма и дифузията на ограничаващия субстрат при дадена концентрация на разтворен кислород. Коефициентът е свързан с Броят на реакционните нива (n) е свързан с течния филм, съседен на биофилма. Когато турбулентният поток е силен и неподвижният слой от течен филм е тънък, нивото на реакцията клони към {{0}}.5; когато турбулентният поток е бавен и неподвижният течен филм е дебел, нивото на реакцията клони към 1,0. В този момент дифузията се превръща в фактор, ограничаващ скоростта.

Концентрацията на амоняк при критичната стойност (SNH3-N) може да бъде оценена от критичното съотношение и проектната концентрация на разтворен кислород в основната течна фаза, както е показано по-долу. Увеличаването на концентрацията на разтворен кислород в основната течна фаза може да помогне за намаляване на критичното съотношение, но с малък успех. Също така, разгледайте случая, когато хетеротрофните бактерии се конкурират за пространство при определени натоварвания на реактора и условия на смесване, като по този начин намаляват преминаването на кислород през хетеротрофния слой върху биофилма.

(SNH3-N)=1.72mg-N/L=(6mgO2/L - 0.5O2/L)/3,2

Приемайки SNH{{0}}N като 1,72, приемайки константа на скоростта на реакция k=0.5 и реакционен етап от 0,7, уравнението (1- 3) може да се изчисли, както следва.

rNH3-N=0.73g/(m2 -d)=0.5×1,720.7

Когато се разглежда влиянието на температурата върху нитрифициращ MBBR, няколко фактора са важни. Трябва да се има предвид, че температурата на изтичащия поток в рамките на MBBR може да повлияе вътрешно на кинетичния процес на биологична нитрификация; скоростта на дифузия на субстрата във и извън биомасата; и вискозитета на течността, което от своя страна може да има вълнообразен ефект върху енергията на срязване върху дебелината на биофилма. Ефектът на температурата върху скоростите на макроскопичните реакции, описани по-горе, може да бъде изразен чрез следната зависимост.

kT2= kT1-θ(T2-T1) (1-4)

kT1 - константата на скоростта на реакцията при температура T1.

kT2 - константата на скоростта на реакцията при температура T2.

θ - температурен коефициент.

Въпреки че температурната зависимост на кинетиката на нитрификация при зимна проектна температура намалява скоростта на нитрификация на MBBR, може да се наблюдава увеличение на концентрацията на биофилм върху носителя при ниски температури и в допълнение концентрацията на разтворен кислород в реактора може да се увеличи, което и двете смекчават отрицателният ефект на температурата върху скоростта на нитрификация. При по-ниски температури на отпадъчния поток биомасата (g/m2) се наблюдава по-висока. В допълнение, концентрацията на разтворен кислород в основната течна фаза може да се увеличи без увеличаване на скоростта на аериране, тъй като кислородът в това се дължи на по-високата разтворимост на течности с ниска температура. Това води до крайния резултат, че докато активността на биофилма е по-висока от активността на биофилма (g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/ m2) намалява, но нитрификационната активност на единица площта на носещата повърхност все още може да се поддържа на високо ниво. Сезонното изменение на биомасата с температурата на изтичащия поток за третична нитрификация MBBR е дадено на фигура 1- 8(a). Когато температурата на отпадъчните води се повиши от 〈15 градуса на〉15 градуса между май и юни, концентрацията на биомаса спадна рязко. Фигура 1- 8 (b) разделя данните на две зони според температурата на отпадъчните води (〈15 градуса и 〉15 градуса). Въпреки че специфичната активност на биофилма намалява в областта от 〈15 градуса, макроскопичните характеристики на реактора остават високи поради по-високата обща концентрация на биомаса и по-високата концентрация на разтворен кислород (причинена от повишената разтворимост на газа при ниски температури). Това наблюдавано явление предполага, че скоростта на реакция на макроскопичната повърхност на носителя може да се поддържа на високо ниво при ниски температурни условия, въпреки намалената скорост на растеж на нитрифициращите бактерии, поради адаптирането на биофилма.

● Фигура 1-8 (a) Сезонни вариации на концентрацията и температурата на биомаса в MBBR с третична нитрификация.

(b) Връзка между активността на нитрификация и концентрацията на разтворен кислород при различни температурни условия

2.7 Денитрификацияна MBBR Tank

Реакторите с подвижен слой се използват успешно в процеси преди, след и комбинирани процеси на денитрификация. За разлика от други биологични, същите като процеса на денитрификация на материала, факторите, които трябва да се вземат предвид при проектирането, са.

1) Подходящ източник на въглерод и подходящо съотношение въглерод към азот в реактора.

2) Желаната степен на денитрификация.

3) Температура на изтичащата вода.

4) Разтворен кислород във връщащата се или нагоре вода.

2.7.1 Реактор с биофилм с подвижен слой с предварителна денитрификация

Когато се изисква отстраняване на БПК, нитрификация и умерено отстраняване на азот, MBBR с предна денитрификация е много подходящ. За да се използва напълно обемът на аноксичния реактор, захранващата вода трябва да има подходящо съотношение на лесно биоразградим ХПК и амонячен азот (C /Н). Тъй като етапът на нитрификация на MBBR изисква повишено съдържание на разтворен кислород, разтвореният кислород при обратния хладник оказва значително влияние върху работата на MBBR. Това води до горна граница на най-икономичното съотношение на обратен хладник (Q обратен хладник/Q входящ поток) в производството. Над тази стойност общата ефективност на денитрификацията намалява, когато обратният поток се увеличи допълнително. Ако естеството на отпадъчните води е подходящо за денитрификация в предния край, степента на отстраняване на азот обикновено е между 50 процента и 70 процента при съотношение на връщане от (1:1) до (3:1). В производствената практика скоростите на денитрификация могат да бъдат повлияни от фактори като: местоположение, сезонни разлики в свойствата на отпадъчните води (напр. C/N), концентрацията на разтворен кислород, въведена в реактора, и температурата на отпадъчните води.

2.7.2 Реактор с биофилм с подвижен слой с последваща денитрификацияn

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 процента) при кратка ХЗТ.

Ако изискванията за БПК и нитрати в отпадъчните води са по-строги, може да е необходима последваща денитрификация след MBBR с малка аерация. оперативният опит показва, че ако има процес на утаяване нагоре по течението, може да има концентрации на фосфор след денитрификацията, които не са достатъчни за клетъчния синтез, и ефективността на денитрификация може да бъде инхибирана в този момент.

Когато въглеродът е препълнен, максималната скорост на отстраняване на повърхността на нитратния носител (SARR) на приложения източник на въглерод може да бъде по-голяма от 2g/(m2 -d). Скоростите на отстраняване на нитратната повърхност за различни източници на въглерод и различни температури са дадени на фигури 2-9.

● Фигура 1-9 Скорост на отстраняване на повърхностна площ на носители с различни източници на въглерод като функция от температурата

2.7.3 Комбиниран реактор с биофилм с подвижен слой преди/след денитрификация

Реакторите с подвижен слой с предна и задна денитрификация могат да се комбинират, като по този начин се възползват от икономичността на предната денитрификация. Конструкцията на предния денитрификационен реактор може да се разглежда като аерационен резервоар през зимата. Проектът може да обмисли използването на предния денитрификационен реактор като аерационен резервоар през зимата. Това е така, защото.

1) Увеличаването на обема на резервоара за реакция на аериране спомага за подобряване на нитрификацията.

2) По-ниските температури на водата могат да доведат до повишени концентрации на разтворен кислород и намалена разтворена ХПК, което може да повлияе на ефективността на предната денитрификация.

3) През зимата реакторът след денитрификация може да поеме всички задачи по денитрификация.

2.7.4 Разбъркване на денитрификацията

При денитрификация MBBR е използван монтиран на релса потопяем механичен миксер за циркулация и смесване на течността в реактора

тяло и носач. Следните аспекти трябва да бъдат специално взети предвид при проектирането на бъркалката: (1) местоположението и посоката на бъркалката; (3) Тип бъркалка; (3) енергия на разбъркване.

Относителната плътност на носителя на биофилма е около 0.96, така че той ще плава във вода без приложена енергия, което е различно от процеса на активна утайка. Когато няма приложена енергия в процеса на активната утайка, твърдите частици (утайката) се утаяват.

В резултат на това в MBBR бъркалката трябва да бъде поставена близо до повърхността на водата, но не твърде близо до повърхността на водата, в противен случай тя ще създаде вихър на повърхността на повторната вода и по този начин ще вкара въздух в реактора. Както е показано на фигура 1-10, бъркалката трябва да бъде наклонена леко надолу, така че носителят да може да бъде натиснат по-дълбоко в реактора. Обикновено неаерираният MBBR изисква 25 до 35 w/m3 енергия за разбъркване на целия носител. Разбъркването на денитрифициращия MBBR трябва да се има предвид специално. Не всички бъркалки са подходящи за продължителна употреба в MBBR. Производителят на бъркалки (ABS), използвайки няколко единици MBBR, разработи бъркалка ABS123K, специално подходяща за реактори с подвижен слой. Тази бъркалка е изработена от неръждаема стомана с извита назад бъркалка, която е в състояние да издържи на абразията на бъркалката от носача. За да се предотврати повреда на носача и износване на бъркалката, бъркалката ABS123K има 12 mm кръгли пръти, заварени по дължината на крилата на перката. Когато се използва в реактор с подвижен слой, скоростта на бъркалката ABS123K е доста ниска (90 rpm при 50 Hz и 105 rpm при 60 Hz). Енергията на смесване, необходима за разбъркване на денитрифициращия MBBR, е свързана със съотношението на запълване на носителя и очаквания растеж на биофилма. Практическият опит показва, че разбъркването е по-ефективно при ниски коефициенти на пълнене на носителя (напр<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="">

● Фигура 10

(a) бъркалка ABS123K, обърната към водната повърхност и наклонена на 30 градуса надолу, за да избута носача по-дълбоко в реактора;

б) денитрификация MBBR в експлоатация в пречиствателна станция за отпадъчни води

2.8 Предварителна обработка

Както при другите технологии за потопен биофилм, захранващата вода към MBBR изисква подходяща предварителна обработка. За добра решетка и утаяване е необходимо да се избягва дългосрочното натрупване на неприятни инертни материали като отломки, пластмаси и пясък в MBBR. Тъй като MBBR е частично запълнен с носители, тези инертни материали са трудни за отстраняване, след като влязат в MBBR. Когато е налична първична обработка, производителите на MBBR обикновено препоръчват междината на решетката да не е по-голяма от 6 mm, а ако не е налична първична обработка, трябва да се монтира фина решетка от 3 mm или по-малко. Освен това, ако MBBR се добави към съществуващия процес, няма нужда да се добавят повече решетки, ако съществуващото ниво на обработка вече е високо.

2.9 Разделяне на твърдо-течно вещество на MBBR

В сравнение с процеса на активна утайка, процесът с подвижно легло е много гъвкав от гледна точка на последващото голямо разделяне на твърдо вещество и течност. Ефектът от биологичното третиране на процеса на подвижния слой е независим от етапа на разделяне на твърдо-течно вещество, така че неговите единици за разделяне на твърдо-течно вещество могат да варират. В допълнение, концентрацията на твърди частици в отпадъчните води на MBBR е поне с един порядък по-ниска от тази на процеса на активирана утайка. Ето защо, различни технологии за разделяне на твърдо-течно вещество са успешно приложени към MBBR, които могат да бъдат комбинирани с прости и ефективни технологии за разделяне на твърдо-течно вещество, като например въздушна флотация или утаителни резервоари с висока плътност, където земята е на първо място. При преоборудване на съществуващи пречиствателни станции за отпадъчни води съществуващите утаителни резервоари могат да се използват за разделяне на твърди вещества в MBBR.

2.10 Съображения при проектиране на MBBR

Следното е много важно за дизайна на MBBR.

2.10.1MBBRДебит при движение (хоризонтален дебит)

The peak flow rate (flow divided by reactor cross-sectional area) at peak flow through the MBBR must be considered in the design with a small flow rate (e.g. 20m/h), the carriers can be evenly distributed in the reactor. Too high travel flow rate (e.g. >35m/h), носителите ще се натрупват в решетката на прихващача и ще генерират големи загуби на напор. Понякога хидравличните условия при пиковия дебит ще определят геометрията и броя на сериите на MBBR. Консултирането с производителя и определянето на подходящия дебит на движение е важно за дизайна на MBBR. Аспектното съотношение на реактора също е фактор. Като цяло, малко аспектно съотношение (например 1:1 или по-малко) помага да се намали дрейфът на носителя към решетката на интерцептора при пикови скорости на потока и позволява по-равномерно разпределение на носителите в реактора.

2.10.2Проблеми с пяна за резервоар MBBR

Проблемите с пяната не са често срещани в MBBR, но са склонни да се появят при лошо стартиране или работа. Поради две преградни стени в средата на непрекъснатия басейн е по-висок от водната повърхност, така че пяната ще бъде ограничена до MBBR. Ако трябва да се контролира образуването на пяна, се препоръчва използването на противопенители. Използването на пеногасители ще покрие носителя и ще попречи на дифузията на субстрата към биофилма, което може да повлияе на работата на MBBR. Не трябва да се използват силицидни пеногасители, тъй като те не са съвместими с пластмасови носители.

2.10.3Освобождаване на носещото легло и временно съхранение

За добре проектирани и изградени реактори с подвижен слой, въпреки че отказите са редки, е разумно да се реши проблемът как да се премести носачът от реактора и да се съхранява, когато реакторът е спрян поради поддръжка и т.н. . Всички течности в реактора, включително носителите, могат да бъдат източени от вихрова помпа с вдлъбнато колело 10 cm. Ако проектираното съотношение на пълнене е подходящо, носителят в един реактор може временно да бъде преместен в друг реактор. Въпреки това, недостатъкът на този метод е, че е трудно да се възстановят и двата реактора до техните първоначални съотношения на пълнене при преместване на носителите обратно. След като носителите се изпомпват обратно в реактора, единственият разумен начин за точно измерване на коефициента на запълване на носителя е да се изпразни реакторът и да се измери височината на носителя в двата реактора. В идеалния случай ще има друг басейн или друга неизползвана единица, която може да се използва като контейнер за временно съхранение на носителите, така че първоначалното съотношение на пълнителя на реактора да може лесно да се осигури.

HANGZHOU JUNTAI ПЛАСТМАСОВИ ПРОДУКТИ CO., LTD

Централен офис: #907, сграда 1, XIC International, Linping, Hangzhou, Zhejiang, Китай

Номер: 0086-152-67462807

Уеб: WWW.Chinambbr.com