A hidrolīzes paskābināšanas tvertneir uzlabota bioloģiskā pirmapstrādes iekārta, ko plaši izmanto komunālo un rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanas sistēmās. Tas uzlabo notekūdeņu bioloģisko noārdīšanos, hidrolīzes un paskābināšanas reakcijās pārvēršot sarežģītos organiskos piesārņotājus vienkāršākos bioloģiski noārdāmos savienojumos.

Daudzos rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanas projektos liela daļa organisko piesārņotāju pastāv sarežģītu makromolekulāru savienojumu veidā, kurus tradicionālajām bioloģiskajām attīrīšanas sistēmām ir grūti tieši noārdīt. Hidrolīzes paskābināšanas reaktors sadala šīs sarežģītās vielas mazākās organiskās molekulās, uzlabojotBOD/ĶSP attiecībaun radot labvēlīgākus apstākļus turpmākajiem bioloģiskās attīrīšanas procesiem.

Salīdzinot ar tradicionālajām apstrādes metodēm, hidrolīzes paskābināšanas tehnoloģijai ir vairākas priekšrocības:

Samazina organisko piesārņotāju sarežģītību.

Uzlabo notekūdeņu bioloģisko noārdīšanos.

Uzlabo pakārtotās bioloģiskās apstrādes efektivitāti.

Nodrošina buferspēju pret notekūdeņu kvalitātes un plūsmas ātruma svārstībām.

Samazina turpmāko procesu apstrādes slogu.

Šī iemesla dēļ hidrolīzes paskābināšanas tvertnes ir kļuvušas par svarīgu pirmapstrādes tehnoloģiju notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, īpaši rūpnieciskajiem notekūdeņiem ar augstu organisko slodzi vai sliktu bioloģisko noārdīšanos.

Tomēr veiksmīga pielietošana lielā mērā ir atkarīga no pareiza reaktora veida izvēles un sistēmas projektēšanas atbilstoši notekūdeņu īpašībām.

Bieži sastopamas inženiertehniskās problēmas, piemēram, nosēdumu uzkrāšanās, hidrauliskais īssavienojums-, nogulšņu izplūde un nestabila notekūdeņu kvalitāte, bieži vien izraisa nepareiza reaktora izvēle vai nepietiekama uzmanība konstrukcijas detaļām.

Viens no trim galvenajiem hidrolīzes paskābināšanas tvertņu veidiem, ko izmanto inženierzinātnēs, ir:

Augšupplūdes hidrolīzes paskābināšanas tvertne

Katram reaktora tipam ir atšķirīgas strukturālās īpašības, darbības principi, priekšrocības un pielietojuma scenāriji.

Hidrolīzes paskābināšanas process ir balstīts uz anaerobo un fakultatīvo mikroorganismu darbību.

Process galvenokārt ietver divus posmus:

2.1 Hidrolīzes posms

Hidrolīzes laikā mikroorganismi izdala ārpusšūnu enzīmus, kas sadala lielas organiskās molekulas, tostarp:

Olbaltumvielas

Ogļhidrāti

Lipīdi

Kompleksie organiskie polimēri

Šīs lielmolekulārās vielas tiek pārvērstas mazākos šķīstošos savienojumos, piemēram:

Aminoskābes

Cukuri

Taukskābes

Šī transformācija uzlabo piesārņojošo vielu pieejamību mikroorganismiem.

2.2. Paskābināšanas posms

Paskābināšanas laikā skābi{0}}radošās baktērijas pārvērš hidrolīzes produktus par:

Gaistošās taukskābes (VFA)

Organiskās skābes

Alkoholi

Ūdeņradis

Oglekļa dioksīds

Šos produktus ir vieglāk izmantot pakārtotajiem bioloģiskās apstrādes mikroorganismiem.

Atšķirībā no anaerobās fermentācijas sistēmām, kas koncentrējas uz metāna ražošanu, hidrolīzes paskābināšanas tvertņu mērķis galvenokārt ir uzlabot notekūdeņu bioloģisko noārdīšanos un uzlabot turpmākās attīrīšanas efektivitāti.

3.1. Uzlabot notekūdeņu bioloģisko noārdīšanos

Daudzas rūpnieciskās notekūdeņu plūsmas satur ugunsizturīgus organiskos savienojumus ar sliktu bioloģisko noārdīšanos.

Hidrolīzes paskābināšana pārvērš šīs vielas mazākās bioloģiski noārdāmās molekulās, palielinot bioloģiskās attīrīšanas sistēmu efektivitāti.

Augstāka bioloģiskās noārdīšanās pakāpe ļauj veikt tādus pakārtotus procesus kā:

Aktīvo dūņu sistēmas

MBBR sistēmas

SBR sistēmas

Bioplēves reaktori

lai darbotos efektīvāk.

3.2. Samaziniet ĶPS apstrādes slodzi

Hidrolīzes paskābināšana palīdz pārveidot sarežģīto ĶSP bioloģiski noārdāmākās formās.

Lai gan reaktors galvenokārt nav paredzēts pilnīgai ĶSP noņemšanai, tas uzlabo ĶSP konversijas efektivitāti un samazina organisko slodzi, kas nonāk turpmākajos apstrādes posmos.

3.3. Uzlabojiet izturību pret triecienu slodzi

Rūpnieciskajos notekūdeņos bieži ir šādas svārstības:

Organiskā koncentrācija

Plūsmas ātrums

Toksiski piesārņotāji

Pareizi izstrādāta hidrolīzes paskābināšanas tvertne nodrošina buferspēju un aizsargā pakārtotos bioloģiskos procesus no pēkšņām izmaiņām.

3.4. Samazināt dūņu veidošanos

Salīdzinot ar aerobās apstrādes procesiem, hidrolīzes paskābināšana notiek zema skābekļa apstākļos un parasti rada mazāk lieko dūņu.

Tas palīdz samazināt:

Dūņu apglabāšanas izmaksas

Dūņu apstrādes prasības

Kopējie darbības izdevumi

Hidrolīzes paskābināšanas reaktorus var klasificēt pēc to hidrauliskajiem apstākļiem, sajaukšanas metodēm un biomasas saglabāšanas stratēģijām.

Trīs galvenie modeļi ir apskatīti tālāk.

Pārskats

Augšupplūdes hidrolīzes paskābināšanas tvertne pašlaik ir visizplatītākais reaktora tips tās vienkāršās struktūras, zemo ekspluatācijas izmaksu un uzticamās veiktspējas dēļ.

To plaši izmanto:

Komunālo notekūdeņu attīrīšana

Pārtikas pārstrādes notekūdeņi

Tekstila notekūdeņi

Papīra ražošanas notekūdeņi

Vispārējā rūpniecisko notekūdeņu attīrīšana

Darba princips

Notekūdeņi iekļūst reaktorā caur apakšējo sadales sistēmu un plūst uz augšu caur suspendēto dūņu segu.

Augšupējas plūsmas laikā:

Notekūdeņi saskaras ar augstas{0}koncentrācijas fakultatīvām dūņām.

Suspendētās cietās vielas tiek saglabātas.

Hidrolītiskās baktērijas noārda sarežģītus organiskos savienojumus.

Tiek radītas šķīstošas ​​bioloģiski noārdāmas vielas.

Apstrādāto supernatantu savāc no augšējās sekcijas un novada uz nākamajām apstrādes vienībām.

Augšupplūdes hidrolīzes paskābināšanas tvertnes konstrukcija

Augšupplūdes hidrolīzes paskābināšanas tvertne parasti izmanto avertikāla stratificēta reaktora struktūra. No apakšas uz augšu tvertni var iedalīt četrās funkcionālajās zonās:

Grunts ūdens sadales zona

Dūņu reakcijas zona

Dūņu{0}}ūdens atdalīšanas zona

Notekūdeņu savākšanas zona

Katra zona veic noteiktu funkciju, lai nodrošinātu stabilu reaktora darbību.

1. Grunts ūdens sadales zona

Apakšējā sadales zona ir atbildīga par vienmērīgu pieplūdes notekūdeņu sadali visā reaktora{0}}šķērsgriezumā.

Kopējās izplatīšanas metodes ietver:

Sazarotu perforētu cauruļu sistēmas

Impulsu ūdens sadales sistēmas

Sadales caurules parasti ir izvietotas ar uz leju vērstām-vai leņķiskām sprauslām, lai nodrošinātu vienmērīgu plūsmas sadalījumu.

Plūsmas ātrums sadales atverēs parasti jākontrolē:

1.8–2.5 m/s

lai novērstu bloķēšanu, vienlaikus saglabājot efektīvu hidraulisko sadali.

Tvertnes dibens parasti ir konstruēts ar slīpumu:

0.5%–1%

un aprīkota ar dūņu novadīšanas iekārtām, lai novērstu mirušās zonas un dūņu uzkrāšanos.

Vidējā dūņu reakcijas zona

Dūņu reakcijas zona ir reaktora galvenā apstrādes zona.

Tipiski dizaina parametri ietver:

Efektīvais ūdens dziļums:4–6 m

Hidrauliskās aiztures laiks (HAT):4-8 stundas

Dūņu segas biezums:2–3 m

Dūņu koncentrācija:8–12 g/L

Šajā zonā:

Notekūdeņi saskaras ar augstas{0}koncentrācijas dūņām.

Hidrolītiskie mikroorganismi noārda sarežģītas organiskās vielas.

Suspendētās cietās vielas tiek uztvertas.

Tiek uzlabota bioloģiskā noārdīšanās spēja.

Stabilas dūņu segas uzturēšana ir ļoti svarīga, lai panāktu konsekventu apstrādes veiktspēju.

Augšējā dūņu{0}}ūdens atdalīšanas zona

Augšējā daļa darbojas kā dūņu{0}}ūdens atdalīšanas zona.

Tipisks ūdens dziļums:

1–1.5 m

Samazinoties augšupvērstās plūsmas ātrumam, suspendētās dūņu daļiņas var nosēsties atpakaļ reakcijas zonā.

Tas samazina:

Dūņu zudumi

Biomasas izskalošanās

Notekūdeņu suspendēto cieto vielu koncentrācija

Pareizi izstrādāta atdalīšanas zona ir būtiska reaktora ilgtermiņa stabilitātes uzturēšanai-.

Augstākā notekūdeņu savākšanas zona

Augšējā notekūdeņu zona ir paredzēta vienmērīgai attīrītā ūdens savākšanai.

Kopējās struktūras ietver:

Trīsstūrveida pārplūdes aizsprosti

Taisnstūra pārplūdes aizsprosti

Sistēmā var būt arī gāzes izplūdes iekārtas, lai noņemtu:

Trace biogāze

Gaistošie organiskie savienojumi (GOS)

Tas palīdz uzturēt stabilus spiediena apstākļus reaktorā.

Upflow hidrolīzes paskābināšanas tvertņu priekšrocības

Galvenās priekšrocības ietver:

1. Vienkārša struktūra

Reaktoram ir salīdzinoši vienkārša konfigurācija bez sarežģītas mehāniskās iekārtas.

2. Zems enerģijas patēriņš

Tā kā sajaukšana notiek galvenokārt ar hidraulisko plūsmu, enerģijas patēriņš ir ārkārtīgi zems.

3. Stabila mikrobu vide

Suspendēto dūņu sega nodrošina:

Ilgs dūņu aiztures laiks

Augsta mikrobu koncentrācija

Stabila bioloģiskā aktivitāte

4. Zemas ekspluatācijas izmaksas

Mehāniskās sajaukšanas iekārtas trūkums samazina:

Enerģijas izmaksas

Iekārtu apkopes prasības

Darbības sarežģītība

Augšupplūdes hidrolīzes paskābināšanas tvertņu ierobežojumi

Neskatoties uz to priekšrocībām, augšupplūdes reaktoriem ir vairākas inženiertehniskās prasības.

1. Stingras prasības ietekmes izplatīšanai

Nevienmērīga ūdens sadale var izraisīt:

Hidrauliskais īssavienojums{0}}

Nevienmērīgs dūņu sadalījums

Samazināta ārstēšanas efektivitāte

Tāpēc ieplūdes sadales sistēma ir rūpīgi jāprojektē.

2. Jutība pret augstu smilšu saturu

Notekūdeņi, kas satur pārāk daudz smilšu vai suspendētu cietvielu, var izraisīt:

Caurules aizsprostojums

Sprauslas aizsērēšana

Dūņu uzkrāšanās

Priekšapstrādes iespējas, piemēram:

Ekrāni

Smilšu kameras

ir ieteicamas pirms reaktora.

3. Hidrauliskā trieciena risks

Pēkšņa plūsmas palielināšanās var traucēt dūņu segu un izraisīt:

Dūņu flotācija

Dūņu izskalošana

Slikta notekūdeņu kvalitāte

Inženiertehniskie apsvērumi augšupplūsmas hidrolīzes paskābināšanas tvertnēm

Lai nodrošinātu stabilu darbību:

Izvairieties no vienkāršas ūdens sadales vienā{0}}punktā

Viena{0}}punkta vai ierobežota{1}}punkta sadales sistēmas bieži rada nevienmērīgus hidrauliskos apstākļus.

Ieteicama vairāku{0}}punktu sadales sistēma.

Uzturiet līmeņa pārplūdes aizsprostus

Nevienmērīga pārplūde rada vēlamos plūsmas ceļus un ietekmē dūņu{0}}ūdens atdalīšanu.

Projektējiet atbilstošas ​​dūņu izvadīšanas iekārtas

Periodiska dūņu novadīšana novērš:

Pārmērīga dūņu uzkrāšanās

Samazināts efektīvais apjoms

Reaktora veiktspējas pasliktināšanās