A резервоар за кисељење хидролизеје напредна биолошка јединица за предтретман која се широко користи у комуналним и индустријским системима за пречишћавање отпадних вода. Побољшава биоразградљивост отпадних вода претварањем сложених органских загађивача у једноставнија биоразградива једињења кроз реакције хидролизе и ацидификације.

У многим пројектима за пречишћавање индустријских отпадних вода, велики део органских загађивача постоји у облику сложених макромолекуларних једињења која се конвенционалним системима биолошког третмана тешко могу директно разградити. Реактор за кисељење хидролизом разлаже ове сложене супстанце на мање органске молекуле, побољшавајућиОднос БПК/ЦОДи стварање повољнијих услова за накнадне процесе биолошког третмана.

У поређењу са традиционалним методама третмана, технологија закисељавања хидролизом пружа неколико предности:

Смањује комплексност органских загађивача.

Побољшава биоразградљивост отпадних вода.

Повећава ефикасност низводног биолошког третмана.

Пружа пуферски капацитет против флуктуација квалитета отпадне воде и брзине протока.

Смањује оптерећење третмана на наредне процесе.

Из тог разлога, резервоари за закисељавање хидролизом су постали важна технологија предтретмана у постројењима за пречишћавање отпадних вода, посебно за индустријске отпадне воде са високим органским оптерећењем или слабом биоразградљивошћу.

Међутим, успешна примена у великој мери зависи од одабира одговарајућег типа реактора и пројектовања система према карактеристикама отпадних вода.

Уобичајени инжењерски проблеми као што су акумулација муља, хидраулични кратки{0}}спој, испирање муља и нестабилан квалитет ефлуента често су узроковани неодговарајућим одабиром реактора или недовољном пажњом на детаље структуре.

Један од три главна типа резервоара за кисељење хидролизе који се користе у инжењерским апликацијама је:

Узлазни резервоар за закисељавање хидролизе

Сваки тип реактора има различите структурне карактеристике, принципе рада, предности и сценарије примене.

Процес хидролизног ацидификације заснива се на активности анаеробних и факултативних микроорганизама.

Процес углавном укључује две фазе:

2.1 Фаза хидролизе

Током хидролизе, микроорганизми луче екстрацелуларне ензиме који разграђују велике органске молекуле, укључујући:

Протеини

Угљени хидрати

Липиди

Комплексни органски полимери

Ове макромолекуларне супстанце се претварају у мања растворљива једињења као што су:

Амино киселине

Шећери

Масне киселине

Ова трансформација побољшава доступност загађивача за микроорганизме.

2.2 Фаза закисељавања

Током закисељавања, бактерије које{0}} производе киселину претварају производе хидролизе у:

Испарљиве масне киселине (ВФА)

Органске киселине

Алцохолс

Водоник

Угљен диоксид

Ови производи се лакше користе за низводне микроорганизме за биолошки третман.

За разлику од система анаеробне дигестије који се фокусирају на производњу метана, резервоари за кисељење хидролизом углавном имају за циљ да побољшају биоразградљивост отпадних вода и побољшају ефикасност накнадног третмана.

3.1 Побољшати биоразградљивост отпадних вода

Многи токови индустријских отпадних вода садрже ватростална органска једињења са слабом биоразградљивошћу.

Закисељавање хидролизом претвара ове супстанце у мање биоразградиве молекуле, повећавајући ефикасност система биолошког третмана.

Већи однос биоразградљивости омогућава низводне процесе као што су:

Системи са активним муљем

МББР системи

СБР системи

Биофилмски реактори

да делује ефикасније.

3.2 Смањите оптерећење третмана ХПК

Закисељавање хидролизом помаже трансформацији комплексног ЦОД-а у биоразградивије облике.

Иако реактор није првенствено дизајниран за потпуно уклањање ХПК, он побољшава ефикасност конверзије ХПК и смањује органско оптерећење које улази у следеће фазе третмана.

3.3 Побољшајте отпорност на ударно оптерећење

Индустријска отпадна вода често доживљава флуктуације у:

Органска концентрација

Брзина протока

Токсични загађивачи

Правилно дизајниран резервоар за кисељење хидролизе обезбеђује пуферски капацитет и штити низводне биолошке процесе од наглих промена.

3.4 Смањите производњу муља

У поређењу са процесима аеробног третмана, закисељавање хидролизом ради у условима ниске количине кисеоника и генерално производи мање вишка муља.

Ово помаже у смањењу:

Трошкови одлагања муља

Захтеви за руковање муљем

Укупни оперативни трошкови

Реактори за кисељење хидролизом се могу класификовати према њиховим хидрауличким условима, методама мешања и стратегијама задржавања биомасе.

Три главна дизајна су разматрана у наставку.

Преглед

Резервоар за закисељавање узлазне хидролизе је тренутно најчешће коришћени тип реактора због своје једноставне структуре, ниских оперативних трошкова и поузданих перформанси.

Широко се користи у:

Пречишћавање комуналних отпадних вода

Отпадне воде прераде хране

Текстилне отпадне воде

Отпадне воде за производњу папира

Општи третман индустријских отпадних вода

Принцип рада

Отпадна вода улази у реактор кроз доњи систем за дистрибуцију и тече нагоре кроз суспендовани муљ.

Током узлазног тока:

Отпадне воде долазе у контакт са факултативним муљем високе{0}}концентрације.

Суспендоване чврсте материје се задржавају.

Хидролитичке бактерије разграђују сложена органска једињења.

Стварају се растворљиве биоразградиве супстанце.

Третирани супернатант се сакупља из горњег дела и испушта у следеће јединице за третман.

Структурни дизајн резервоара за кисељење за хидролизу узлазног тока

Резервоар за закисељавање узлазне хидролизе генерално усваја авертикална слојевита структура реактора. Од дна до врха, резервоар се може поделити у четири функционалне зоне:

Зона дистрибуције дна

Реакциона зона муља

Зона{0}}одвајања воде од муља

Зона сакупљања отпадних вода

Свака зона обавља одређену функцију како би осигурала стабилан рад реактора.

1. Зона дистрибуције доње воде

Доња зона дистрибуције је одговорна за равномерну дистрибуцију отпадне воде која се улива по целом попречном{0}} пресеку реактора.

Уобичајене методе дистрибуције укључују:

Системи разгранатих перфорираних цеви

Импулсни системи за дистрибуцију воде

Разводне цеви су обично постављене са-млазницама окренутим надоле или под углом да би се постигла уједначена дистрибуција протока.

Брзину протока на дистрибутивним отворима генерално треба контролисати у оквиру:

1.8–2.5 m/s

за спречавање блокаде уз одржавање ефикасне хидрауличке дистрибуције.

Дно резервоара је обично дизајнирано са нагибом од:

0.5%–1%

и опремљен објектима за испуштање муља за спречавање мртвих зона и акумулације муља.

Средња реакциона зона муља

Реакциона зона муља је област обраде језгра реактора.

Типични параметри дизајна укључују:

Ефективна дубина воде:4–6 m

Хидраулично време задржавања (ХРТ):4–8 сати

Дебљина слоја муља:2–3 m

Концентрација муља:8–12 g/L

У овој зони:

Отпадна вода долази у контакт са муљем велике{0}}концентрације.

Хидролитички микроорганизми разграђују сложене органске материје.

Суспендоване чврсте материје се хватају.

Биоразградљивост је побољшана.

Одржавање стабилног покривача муља је кључно за постизање доследног учинка третмана.

Горњи муљ{0}}Зона одвајања воде

Горњи део функционише као област{0}}одвајања воде за муљ.

Типична дубина воде:

1–1.5 m

Како се брзина узлазног тока смањује, суспендоване честице муља могу да се слегну назад у реакциону зону.

Ово смањује:

Губитак муља

Испирање биомасе

Концентрација суспендованих чврстих материја у ефлуенту

Правилно дизајнирана зона раздвајања је неопходна за одржавање дугорочне{0}}стабилности реактора.

Врхунска зона сакупљања отпадних вода

Горња ефлуентна зона је дизајнирана за једнолично сакупљање третиране воде.

Уобичајене структуре укључују:

Троугласте преливне бране

Правоугаоне преливне бране

Систем такође може укључивати уређаје за одвод гасова за уклањање:

Биогас у траговима

Испарљива органска једињења (ВОЦ)

Ово помаже у одржавању стабилних услова притиска унутар реактора.

Предности резервоара за киселу хидролизу узлазног тока

Главне предности укључују:

1. Једноставна структура

Реактор има релативно једноставну конфигурацију без сложене механичке опреме.

2. Ниска потрошња енергије

Пошто се мешање постиже углавном кроз хидраулични ток, потрошња енергије је изузетно ниска.

3. Стабилно микробно окружење

Покривач суспендованог муља обезбеђује:

Дуго време задржавања муља

Висока концентрација микроба

Стабилна биолошка активност

4. Ниски оперативни трошкови

Одсуство механичке опреме за мешање смањује:

Трошкови енергије

Захтеви за одржавање опреме

Оперативна сложеност

Ограничења резервоара за киселу хидролизу узлазног тока

Упркос својим предностима, узлазни реактори имају неколико инжењерских захтева.

1. Строги захтеви за дистрибуцију утицаја

Неравномерна дистрибуција воде може довести до:

Хидраулично кратко{0}}спајање

Неравномерна дистрибуција муља

Смањена ефикасност лечења

Због тога, улазни дистрибутивни систем мора бити пажљиво пројектован.

2. Осетљивост на висок садржај песка

Отпадна вода која садржи превише песка или суспендованих чврстих материја може изазвати:

Блокада цеви

Зачепљење млазнице

Акумулација муља

Објекти за предтретман као што су:

Екрани

Грит коморе

препоручују се пре реактора.

3. Ризици од хидрауличког удара

Нагли пораст протока може пореметити покривач муља и узроковати:

Флотација муља

Испирање муља

Лош квалитет отпадних вода

Инжењерска разматрања за резервоаре за закисељавање хидролизом узлазним током

Да бисте осигурали стабилан рад:

Избегавајте једноставну{0} дистрибуцију воде на једној тачки

Системи дистрибуције са једном{0}}тачком или ограниченом{1}}тачком често стварају неуједначене хидрауличне услове.

Препоручује се дистрибутивни систем{0}}на више тачака.

Одржавајте преливне преграде нивоа

Неравномерно преливање изазива преференцијалне путеве протока и утиче на одвајање воде{0} муља.

Дизајнирајте одговарајућа постројења за испуштање муља

Периодично испуштање муља спречава:

Прекомерно накупљање муља

Смањена ефективна запремина

Погоршање перформанси реактора