MBBR Process Design Calculați și Detaliați

MBBR Process Design Calculați și Detaliați

De: Kate

Email: info@juntaiplastic.com

Data: 12 iulie 2021

Cuprins

1. Ce este MBBR și MBBR Full Form

2. Proiectarea procesului MBBR

2.1 Introducerea purtătorului de biofilm

2.2 Îndepărtarea substanțelor carbonice

2.3 Proiectare MBBR cu sarcină mare

2.4 Proiectarea sarcinii convenționale MBBR

2.5 Proiectare MBBR cu sarcină mică

2.6 Nitrificarea tehnologiei MBBR

2.7 Denitrificarea rezervorului MBBR

     2.7.1 Reactor de biofilm cu pat mobil cu pre-denitrificare

     2.7.2 Reactor de biofilm cu pat mobil cu postdenitrificare

     2.7.3 Reactor de biofilm cu pat mobil combinat pre/post denitrificare

     2.7.4 Agitație de denitrificare

2.8 Preprocesare

2.9Separarea solid-lichid a MBBR

2.10 Considerații la proiectarea MBBR

     2.10.1MBBR Debit de deplasare (debit orizontal)

     2.10.2 Probleme cu spuma rezervorului MBBR

     2.10.3 Patul de transport și depozitare temporară

1. Ce este MBBR și MBBR Full Form

În ultimii 20 de ani, Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) a evoluat într-un proces de tratare a apelor uzate simplu, robust, flexibil și compact. Diferite configurații ale MBBR au fost utilizate cu succes pentru îndepărtarea BOD, oxidarea amoniacului și îndepărtarea azotului și pot îndeplini diferite criterii de calitate a efluenților, inclusiv limitări stricte de nutrienți.

Reactorul de biofilm cu pat mobil folosește plastic special conceput ca purtător de biofilm și, prin agitare prin aerare, lichid

Purtătorul poate fi suspendat în reactor prin reflux sau amestecare mecanică. În cele mai multe cazuri, purtătorul este umplut între 1/3 și 2/3 din reactor. Versatilitatea MBBR permite inginerului proiectant să-și folosească imaginația la maximum. Diferența majoră dintre MBBR și alte reactoare cu biofilm este că combină multe dintre avantajele metodelor de nămol activat și biofilm evitând în același timp cât mai multe dintre dezavantajele acestora.

1) Ca și alte reactoare cu biofilm scufundat, MBBR este capabil să formeze biofilme active foarte specializate care pot fi adaptate la condițiile specifice din reactor. Biofilmul activ foarte specializat are ca rezultat o eficiență ridicată pe unitate de volum a reactorului și crește stabilitatea procesului, reducând astfel dimensiunea reactorului.

2) Flexibilitatea și fluxul de proces al MBBR sunt foarte asemănătoare cu cele ale nămolului activat, permițând ca mai multe reactoare să fie aranjate secvențial de-a lungul direcției de curgere pentru a îndeplini mai multe obiective de tratament (de exemplu, îndepărtarea BOD, nitrificare, pre-sau post-denitrificare) fără necesitatea unei pompe intermediare.

3) Cea mai mare parte a biomasei active este reținută în mod persistent în reactor, deci spre deosebire de procesul cu nămol activat, MBBR Concentrația de solide din efluentul MBBR este cel puțin la fel de mare ca concentrația de solide din reactor. MBBR este cu un ordin de mărime mai mic decât rezervorul de sedimentare tradițional, astfel încât, pe lângă rezervorul de sedimentare tradițional, MBBR poate utiliza o varietate de procese diferite de separare solid-lichid.

4) MBBR este versatil, iar reactorul poate avea geometrii diferite. Pentru proiectele de modernizare, MBBR este potrivit pentru modernizarea iazurilor existente.

2.Proiectarea procesului MBBR

Designul MBBR se bazează pe conceptul că mai multe MBBR formează o serie, fiecare cu o funcție specifică și că aceste MBBR lucrează împreună pentru a îndeplini sarcina de tratare a apelor uzate. Această înțelegere este adecvată deoarece în condițiile unice furnizate (de exemplu, donatori de electroni și acceptori de electroni disponibili), fiecare reactor este capabil să cultive un biofilm specializat, capabil să fie utilizat pentru a realiza o anumită sarcină de tratament. Această abordare modulară poate fi privită ca un design simplu și simplu, constând dintr-o secvență de mai multe reactoare complet mixte, fiecare cu un scop unic de tratament. În schimb, proiectarea sistemelor cu nămol activ este foarte complexă: deoarece reacțiile competitive au loc mereu, pentru a atinge obiectivul dorit de tratare în timpul de rezidență limitat de fiecare parte a rezervorului (zone de aerare și neaerare), timpul total de rezidență al biosolidelor (SRT) trebuie menținut la un nivel adecvat, astfel încât bacteriile să se poată amesteca (în raport cu ratele de creștere a bacteriilor și proprietățile apei brute) și să crească împreună.

Simplitatea MBBR este cea care ne permite să înțelegem bine în practică biofilmul din MBBR prin observațiile cercetătorilor, inginerilor și operatorilor stației de epurare a apelor uzate. Majoritatea acestei lucrări prezintă exemple de observații MBBR, demonstrând astfel acelea care sunt componente și factori critici de luat în considerare în proiectarea și funcționarea MBBR.

● JuntaiMBBRPprocesFscăzutDdiagramă

2.1Introducerea purtătorului de biofilm

Cheia succesului oricărui reactor cu biofilm este menținerea unui procent ridicat de volum bioactiv în interiorul reactorului. Dacă se transformă concentrația de biomasă pe purtătorii MBBR în concentrația de solide în suspensie, valorile sunt în general în jur de 1000 până la 5000 mg/l. În ceea ce privește volumul unitar, rata de îndepărtare a MBBR este mult mai mare decât cea a sistemelor cu nămol activ. Acest lucru poate fi atribuit următoarelor.

1) Forța de forfecare aplicată purtătorului de către energia de amestecare (ex. aerare) controlează eficient grosimea biofilmului de pe purtător, menținând astfel o activitate biologică totală ridicată.

2) Capacitatea de a menține un nivel ridicat de biomasă dedicată în condiții specifice în cadrul fiecărui reactor, independent de HRT totală a sistemului.

3) Condiția de curgere turbulentă în reactor menține rata de difuzie necesară.

Reactoarele cu pat mobil pot fi utilizate pentru îndepărtarea BOD, nitrificare și denitrificare și astfel pot fi combinate în diferite procese. Tabelul 1-1 rezumă diferitele procese ale MBBR. Determinarea celui mai eficient proces este legată de următorii factori.

1) Condiții locale, inclusiv amenajarea și secțiunea transversală hidraulică (cota) a stației de epurare a apelor uzate.

2) Procesele de tratare existente și posibilitatea modificării instalațiilor și iazurilor existente.

3) Calitatea țintă a apei.

● Tabelul 1-1 Rezumatul procesului MBBR

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), rata de îndepărtare a substratului a MBBR este o reacție de ordinul întâi. În condiții controlate, rata de îndepărtare a suprafeței purtătoarei (SAAR) poate fi exprimată ca o funcție a încărcării suprafeței purtătoarei (SALR), așa cum se arată în ecuația (1-1).

r =r_max-[L/(K plus L)] (1-1)

r - rata de îndepărtare (g/(m2 -d));

r_max- rata maximă de îndepărtare (g/(m2 -d)).

L - rata de încărcare (g/(m2 -d)).

K - constanta de semisaturație.

2.2 Îndepărtarea substanțelor carbonice

Încărcarea pe suprafață (SALR) a purtătorului necesară pentru îndepărtarea carbonului depinde de scopul său cel mai important de tratare și de metodele de separare a nămolului.

Tabelul 1-2 oferă intervalele de încărcare a BOD utilizate în mod obișnuit pentru diferite scopuri de aplicație. Valorile de încărcare mai mici ar trebui utilizate atunci când nitrificarea este în aval. Încărcăturile mari trebuie utilizate numai atunci când se ia în considerare numai îndepărtarea carbonului. Experiența arată că pentru îndepărtarea carbonului, oxigenul dizolvat în faza lichidă principală de 2-3 mg/L este suficient și creșterea suplimentară a concentrației de oxigen dizolvat nu este semnificativă pentru a îmbunătăți rata de îndepărtare a suprafeței purtătorului (SARR).

● Tabelul 1-2 Valori tipice de încărcare BOD

2.3Proiectare MBBR cu sarcină mare

Pentru a îndeplini standardele de bază ale tratamentului secundar, dar aveți nevoie de un sistem compact de sarcină mare, luați în considerare utilizarea unui reactor cu pat mobil

Când MBBR funcționează la sarcină mare, valoarea încărcării suprafeței suportului (SALR) este mare. Atunci când MBBR este exploatat la sarcină mare, valoarea încărcării suprafeței transportorului (SALR) este mare, iar obiectivul principal este eliminarea BOD dizolvat și ușor degradabil din apa influențată. la o sarcină mare, biofilmul vărsat își pierde proprietatea de decantare, astfel încât coagularea chimică, flotarea cu aer sau procesul de contact cu solidele sunt adesea folosite pentru a îndepărta solidele în suspensie din efluentul MBBR de încărcare mare. Cu toate acestea, în general, acest proces este un proces simplu care poate îndeplini standardele de bază pentru tratamentul secundar cu un HRT scurt. Rezultatele studiului MBBR cu încărcare mare sunt prezentate în figura 1-3. Figura 1-3(a) arată că MBBR este foarte eficient în eliminarea COD și este în esență liniar pe o gamă largă de sarcini. Figura 1- 3 (b) ilustrează faptul că decantarea efluentului MBBR este foarte slabă, chiar și la debite foarte mici de suprafață, sugerând că este într-adevăr necesară o strategie îmbunătățită de captare a solidelor. Procesul de contact MBBR/solide a fost utilizat la Stația de tratare a apelor uzate Mao Point din Noua Zeelandă. Figura 1-4 arată relația dintre îndepărtarea DBO dizolvată și încărcarea totală a DBO influențului la această instalație. Figura 1-4 ilustrează faptul că valorile tipice ale eliminării BOD pentru MBBR cu încărcare mare sunt între 70% și 75% . Bioflocularea și tratarea ulterioară cu procesul de contact cu solidele permit procesului să îndeplinească standardele de bază pentru tratarea secundară.

● Figura 1-3

(a) Rata de îndepărtare a COD la sarcină mare.

(b) Sedimentarea slabă a biofilmului detașat sub sarcină mare

● Figura 1-4 Relația dintre rata de eliminare a BOD dizolvată și încărcarea totală a BOD în MBBR cu încărcare mare

2.4 Proiectarea sarcinii convenționale MBBR

Când se ia în considerare procesul convențional de tratare secundară convențională, poate fi selectat un reactor cu pat mobil. În acest caz, un 2 MBBR secvenţial pe rând poate îndeplini cerinţele de tratament (nivel de tratament secundar).

Tabelul 1- 4 rezumă eliminarea BOD7 în cele patru stații de epurare. Toate cele patru stații de epurare au folosit MBBR încărcat în mod convențional cu o încărcare organică MBBR de 7-10 gBOD7 /( m2 -d) (la 10 grade); înainte de MBBR, au fost aplicate substanțe chimice pentru floculare și îndepărtarea fosforului și a fost implementată și separarea îmbunătățită a materiei în suspensie.

● Rezultatele operaționale ale sarcinii convenționale MBBR cu proces chimic de îndepărtare a fosforului

2.5Proiectare MBBR cu sarcină mică

Când MBBR este plasat înaintea reactorului de nitrificare, cea mai economică opțiune de proiectare este să se ia în considerare utilizarea MBBR pentru îndepărtarea organică. Acest lucru permite reactorului cu pat mobil de nitrificare din aval de MBBR să atingă o rată mare de nitrificare. Dacă încărcarea cu DBO a MBBR de nitrificare nu este redusă suficient, viteza de nitrificare va fi redusă semnificativ, lăsând astfel reactorul într-o stare ineficientă.

Figura {{0}} (a) arată efectul creșterii încărcării cu BOD asupra ratei de nitrificare a purtătorului. Acesta este un exemplu de încărcare ridicată a DBO care duce la o încărcare excesivă de nitrificare în secțiunea ulterioară când materia organică este îndepărtată în secțiunea frontală. În acest exemplu, rata de nitrificare a fost de 0,8 g/(m2 -d). Când încărcarea DBO a fost de 2 g/(m2 -d) și oxigenul dizolvat în lichidul principal a fost de 6 mg/L. Cu toate acestea, când încărcătura de BOD a crescut la 3 g/(m2 -d), viteza de nitrificare a fost de 0,8 g/(m{2 -d). Cu toate acestea, când încărcătura de BOD a crescut la 3 g/(m2 -d), rata de nitrificare a scăzut cu aproximativ 50 la sută . Pentru a contracara acest lucru, operatorul poate crește concentrația de oxigen dizolvat în faza lichidă principală sau poate crește raportul de umplere pentru a reduce rata de încărcare a suprafeței. Cu toate acestea, este important de menționat că o astfel de abordare nu ar trebui utilizată în proiectare din cauza lipsei de economie și eficacitate. Mai mult, atunci când se proiectează un MBBR pentru îndepărtarea BOD, ar trebui luată o abordare conservatoare, alegând o rată de încărcare scăzută pentru dimensionare pentru a obține o eficiență maximă în MBBR de nitrificare din aval.

Figura 1-6(b) arată ratele de nitrificare ale celor trei MBBR aerobe ale secvenței. În Figura 6(b), purtătorul din fiecare MBBR a fost îndepărtat pentru o mică încercare a ratei de nitrificare. Subtestele au durat 6 săptămâni și au fost efectuate de două ori. În fiecare subtest, condițiile celor trei reactoare de subtest au fost aproape identice (de exemplu, oxigen dizolvat, temperatură, pH și concentrație inițială de azot amoniac). Rezultatele testului au arătat că primul reactor a avut cea mai mare încărcătură de COD dizolvat (5,6 g/(m2 -d)) și aproape niciun efect de nitrificare, dar a avut mare succes în eliminarea încărcăturii de COD. Acest lucru este demonstrat de următoarele două aspecte.

(1) Viteza de nitrificare a reactorului din a doua etapă este ridicată și apropiată de cea din a treia etapă.

(2) Încărcările COD dizolvate ale etapei a doua și a treia nu au fost semnificativ diferite.

Pentru proiectarea reactoarelor cu sarcină mică, este important să alegeți în mod conservator încărcarea suprafeței suportului (SALR). Este posibil să

Următoarea ecuație a fost utilizată pentru a corecta încărcarea suprafeței purtătorului (SALR) în funcție de temperatura efluentului: LT=L101.06(T-10)

LT - sarcina la temperatura T.

L10 -10 grade la o sarcină de 4,5 g/(m2 -d).

● Figura 1-6

(a) Efectul încărcării cu DBO și al oxigenului dizolvat asupra vitezei de nitrificare la 15 grade.

(b) Diferențele în ratele de nitrificare ale diferitelor MBBR din seria MBBR

2.6Nitrificareal tehnologiei MBBR

Există câțiva factori care au un impact semnificativ asupra performanței unui MBBR nitro și trebuie luați în considerare atunci când proiectați un MBBR nitro. Cel mai greu

Factorii sunt.

(1) Încărcare organică.

(2) Concentrația de oxigen dizolvat.

(3) Concentrația de amoniac.

(4) Concentrația efluenților.

(5) pH sau alcalinitate.

Figura 1- 6 ilustrează faptul că pentru a obține rate satisfăcătoare de nitrificare într-un MBBR de nitrificare care se află în aval, este important să se elimine materia organică din efluentul din MBBR din amonte; în caz contrar, biofilmul heteroxic va concura cu acesta pentru spațiu și oxigen, reducând astfel (stingând) activitatea de nitrificare a biofilmului. Viteza de nitrificare crește odată cu scăderea încărcăturii organice până când oxigenul dizolvat devine factorul limitator. Doar la concentrații foarte scăzute de amoniac (<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="">

La concentrații suficiente de alcalinitate și amoniac (cel puțin inițial), ratele de nitrificare vor scădea odată cu încărcarea organică

crește până când oxigenul dizolvat devine factorul limitator. Într-un biofilm de nitrificare bine crescut, concentrația de oxigen dizolvat va limita viteza de nitrificare a purtătorului numai dacă raportul dintre O2 și NH4 plus -N este sub 2.0. Spre deosebire de sistemele cu nămol activat, în condiții de oxigen limitat, viteza de reacție în reactoarele cu pat mobil prezintă o relație liniară sau aproximativ liniară cu concentrația de oxigen dizolvat în corpul în fază lichidă. Acest lucru se poate datora faptului că trecerea oxigenului prin membrana lichidă staționară în biofilm poate fi o etapă critică în limitarea transferului de oxigen. Creșterea concentrației de oxigen dizolvat în faza lichidă principală crește gradientul de concentrație de oxigen dizolvat în biofilm. La rate mai mari de aerare, energia de amestecare crescută contribuie, de asemenea, la transferul de oxigen din faza lichidă principală la biofilm. După cum se poate observa în Figura 1- 6(a), dacă încărcătura organică este menținută constantă (de exemplu, grosimea și compoziția biofilmului constante), se poate aștepta o relație liniară între rata de nitrificare și concentrația de oxigen dizolvat. Figura 1-7 explică faptul că creșterea oxigenului dizolvat în faza lichidă principală contribuie la viteza de nitrificare până când concentrația de amoniac în faza lichidă principală este redusă la un nivel foarte scăzut.

● Figura 1-7 Efectul oxigenului dizolvat la concentrație scăzută de amoniac

Pentru un biofilm de nitrificare „pur” bine crescut, concentrația de amoniac în faza lichidă principală nu afectează viteza de reacție până când O2:NH4 plus - N ajunge la 2 până la 5. Câteva exemple de O2:NH4 plus - N sunt date în tabel. 1-5.

● Tabelul 1-5 Câteva exemple de O₂:NH₄^{la care se adauga}- N

Designul MBBR începe adesea cu o valoare de prag de 3,2. Valoarea pragului este reglabilă. Folosind ecuația (1-3), concentrația de amoniac la această valoare de prag poate fi utilizată pentru a estima rata de nitrificare adecvată și poate fi utilizată ca bază pentru proiectare.

r_NH3-N= k × (SNH3-N) (n) (1-3)

r_NH3-N-rata de nitrificare (g rNH3-N /(m{2 -d)

k - constanta vitezei de reacție (în funcție de locație și temperatură).

SNH3-N - concentrația de substrat care limitează viteza de reacție.

n - numărul de etape de reacție (dependent de locație și temperatură).

Constanta vitezei de reacție (k) cu grosimea biofilmului și difuzia substratului limitator la o concentrație dată de oxigen dizolvat. Când fluxul turbulent este puternic și stratul staționar de peliculă lichidă este subțire, nivelul de reacție tinde spre {{0}}.5; când fluxul turbulent este lent și pelicula lichidă staționară este groasă, nivelul de reacție tinde spre 1,0. În acest moment, difuzia devine factorul de limitare a vitezei.

Concentrația de amoniac la valoarea critică (SNH3-N) poate fi estimată din raportul critic și concentrația de oxigen dizolvat proiectată în faza lichidă principală, așa cum se arată mai jos. Creșterea concentrației de oxigen dizolvat în faza lichidă principală poate ajuta la reducerea raportului critic, dar cu puțin succes. De asemenea, luați în considerare cazul în care bacteriile heterotrofe concurează pentru spațiu în anumite încărcări ale reactoarelor și condiții de amestecare, reducând astfel trecerea oxigenului prin stratul heterotrof de pe biofilm.

(SNH3-N)=1,72mg-N/L=(6mgO2/L - 0.5O2/L)/3,2

Luând SNH{{0}}N ca 1,72, presupunând o constantă a vitezei de reacție k=0,5 și o etapă de reacție de 0,7, ecuația (1- 3) poate fi calculată după cum urmează.

rNH3-N=0,73g/(m2 -d){=0,5×1,720,7

Când luăm în considerare efectul temperaturii asupra unui MBBR nitrificant, mai mulți factori sunt importanți. Trebuie avut în vedere că temperatura efluentului din cadrul MBBR poate afecta intrinsec procesul cinetic de nitrificare biologică; viteza de difuzie a substratului în și în afara biomasei; și vâscozitatea lichidului, care la rândul său poate avea un efect de ondulare asupra energiei de forfecare asupra grosimii biofilmului. Efectul temperaturii asupra vitezelor de reacție macroscopice descrise mai sus poate fi exprimat prin următoarea relație.

kT2= kT1-θ(T{2-T1) (1-4)

kT1 - constanta vitezei de reacție la o temperatură de T1.

kT2 - constanta vitezei de reacție la o temperatură de T2.

θ - coeficient de temperatură.

Deși dependența de temperatură a cineticii de nitrificare la temperatura de proiectare de iarnă reduce rata de nitrificare a MBBR, se poate observa o creștere a concentrației de biofilm pe purtător la temperaturi scăzute și, în plus, concentrația de oxigen dizolvat în reactor poate fi crescută, ceea ce atât atenuează. efectul negativ al temperaturii asupra ratei de nitrificare. La temperaturi mai scăzute ale efluentului, biomasa (g/m2) a fost observată mai mare. În plus, concentrația de oxigen dizolvat în faza lichidă principală poate fi crescută fără a crește viteza de aerare, deoarece oxigenul din aceasta se datorează solubilității mai mari a lichidelor la temperatură joasă. Acest lucru duce la rezultatul final că, în timp ce activitatea biofilmului este mai mare decât activitatea biofilmului (g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/m2) scade, dar activitatea de nitrificare pe unitate suprafața suportului poate fi încă menținută la un nivel ridicat. Variația sezonieră a biomasei cu temperatura efluentului pentru un MBBR de nitrificare terțiară este dată în Figura 1- 8(a). Când temperatura efluentului a crescut de la 〈15 grade la〉15 grade între mai și iunie, concentrația de biomasă a scăzut abrupt. Figura 1- 8 (b) împarte datele în două zone în funcție de temperatura efluentului (〈15 grade și 〉15 grade ). Deși activitatea specifică a biofilmului scade în regiunea de 〈15 grade, performanța macroscopică a reactorului rămâne ridicată datorită concentrației mai mari a biomasei totale și a concentrației mai mari de oxigen dizolvat (cauzată de solubilitatea crescută a gazului la temperaturi scăzute). Acest fenomen observat sugerează că rata de reacție macroscopică a suprafeței pe purtător poate fi menținută la un nivel ridicat în condiții de temperatură scăzută, în ciuda ratei reduse de creștere a bacteriilor nitrificante, datorită adaptării biofilmului.

● Figura 1-8 (a) Variația sezonieră a concentrației și a temperaturii biomasei în MBBR cu nitrificare terțiară.

(b) Relația dintre activitatea de nitrificare și concentrația de oxigen dizolvat la diferite condiții de temperatură

2.7 Denitrificarede MBBR Tank

Reactoarele cu pat mobil au fost utilizate cu succes în procesele de pre-, post- și combinate de denitrificare. Spre deosebire de alte bio la fel ca procesul de denitrificare a materialului, factorii care trebuie luați în considerare în proiectare sunt.

1) O sursă adecvată de carbon și un raport adecvat carbon/azot în reactor.

2) Gradul dorit de denitrificare.

3) Temperatura efluentului.

4) Oxigenul dizolvat în apa de retur sau din amonte.

2.7.1 Reactor de biofilm cu pat mobil cu pre-denitrificare

Când sunt necesare îndepărtarea BOD, nitrificarea și îndepărtarea moderată a azotului, MBBR cu denitrificare frontală este potrivită. Pentru a utiliza pe deplin volumul reactorului anoxic, apa de alimentare trebuie să aibă un raport adecvat de COD ușor biodegradabil și azot amoniac (C). /N). Deoarece etapa de nitrificare a MBBR necesită oxigen dizolvat ridicat, oxigenul dizolvat în reflux are un impact semnificativ asupra performanței MBBR. Aceasta are ca rezultat o limită superioară a celui mai economic raport de reflux (Q reflux/Q influent) în producție. Peste această valoare, eficiența globală a denitrificării scade atunci când fluxul de retur este crescut în continuare. Dacă natura efluentului este adecvată pentru denitrificarea frontală, rata de îndepărtare a azotului este în general între 50% și 70% la un raport de retur de (1:1) la (3:1). În practica de producție, ratele de denitrificare pot fi afectate de factori precum: locația, diferențele sezoniere în proprietățile efluentului (de exemplu, C/N), concentrația de oxigen dizolvat adus în reactor și temperatura efluentului.

2.7.2 Reactor de biofilm cu pat mobil cu postdenitrificaren

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 la sută) la un HRT scurt.

Dacă cerințele de DBO și nitrați ale efluentului sunt mai stricte, ar putea fi necesară o postdenitrificare după mica aerare MBBR. experiența operațională arată că, dacă există un proces de sedimentare în amonte, pot exista concentrații de fosfor în postdenitrificare care nu sunt suficiente pentru sinteza celulară, iar performanța de denitrificare poate fi inhibată în acel moment.

Când carbonul este supraumplut, rata maximă de îndepărtare a suprafeței purtătorului de nitrat (SARR) a sursei de carbon aplicată poate fi mai mare de 2 g/(m2 -d). Ratele de îndepărtare a suprafeței nitraților pentru diferite surse de carbon și diferite temperaturi sunt prezentate în figurile 2-9.

● Figura 1-9 Rata de îndepărtare a suprafeței purtătorilor cu diferite surse de carbon în funcție de temperatură

2.7.3 Reactorul de biofilm cu pat mobil combinat pre/post denitrificare

Reactoarele cu pat mobil cu denitrificare frontală și spate pot fi combinate, profitând astfel de economia denitrificării frontale. Proiectarea reactorului de denitrificare frontal poate fi considerată ca un rezervor de aerare iarna. Proiectul poate lua în considerare utilizarea reactorului de denitrificare frontal ca rezervor de aerare în timpul iernii. Asta pentru ca.

1) Creșterea volumului rezervorului de reacție de aerare ajută la îmbunătățirea nitrificării.

2) Temperaturile mai scăzute ale apei pot duce la creșterea concentrațiilor de oxigen dizolvat și la reducerea COD dizolvat, ceea ce poate afecta eficacitatea denitrificării front-end.

3) În timpul iernii, reactorul de postdenitrificare poate îndeplini toate sarcinile de denitrificare.

2.7.4 Agitarea denitrificării

În denitrificarea MBBR, a fost folosit un mixer mecanic submersibil montat pe șină pentru a circula și amesteca lichidul în reactor.

corp și purtător. Următoarele aspecte trebuie luate în considerare în mod specific la proiectarea agitatorului: (1) locația și direcția agitatorului; (3) Tipul de agitator; (3) energie de agitare.

Densitatea relativă a purtătorului de biofilm este de aproximativ 0,96, deci va pluti în apă fără energie aplicată, ceea ce este diferit de procesul cu nămol activ. Când nu există energie aplicată în procesul de nămol activat, solidele (nămolul) se depun.

Ca urmare, în MBBR, agitatorul trebuie plasat aproape de suprafața apei, dar nu prea aproape de suprafața apei, altfel va crea un vortex la suprafața de re-apă și astfel va aduce aer în reactor. După cum se arată în Figura 1-10, agitatorul trebuie să fie înclinat ușor în jos, astfel încât purtătorul să poată fi împins mai adânc în reactor. În general, un MBBR neaerat necesită 25 până la 35 w/m3 de energie pentru a agita întregul purtător. Ar trebui luată în considerare în mod special agitația MBBR denitrificatoare. Nu toate agitatoarele sunt potrivite pentru a fi utilizate în MBBR pentru o lungă perioadă de timp. Producătorul de agitare (ABS), folosind mai multe unități MBBR, a dezvoltat agitatorul ABS123K special potrivit pentru reactoare cu pat mobil. Acest agitator este fabricat din oțel inoxidabil cu un agitator curbat înapoi, care este capabil să reziste la abraziunea agitatorului de către purtător. Pentru a preveni deteriorarea suportului și uzura agitatorului, agitatorul ABS123K are bare rotunde de 12 mm sudate de-a lungul aripilor elicei. Când este utilizat într-un reactor cu pat mobil, viteza agitatorului ABS123K este destul de mică (90 rpm la 50 Hz și 105 rpm la 60 Hz). Energia de amestecare necesară pentru a agita MBBR denitrificare este legată de raportul de umplere a purtătorului și de creșterea așteptată a biofilmului. Experiența practică arată că agitarea este mai eficientă la rapoarte scăzute de umplere a purtătorului (de ex<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="">

● Figura 10

(a) Agitator ABS123K cu fața la suprafața apei și înclinat cu 30 de grade în jos pentru a împinge purtătorul mai adânc în reactor;

(b) denitrificarea MBBR în funcțiune la o stație de tratare a apelor uzate

2.8 Preprocesare

Ca și în cazul altor tehnologii cu biofilm scufundat, apa de alimentare la MBBR necesită o pretratare adecvată. Pentru o bună grătar și sedimentare este necesară evitarea acumulării pe termen lung a materialelor inerte urâte, cum ar fi resturi, materiale plastice și nisip în MBBR. Deoarece MBBR este parțial umplut cu purtători, aceste materiale inerte sunt dificil de îndepărtat odată ce intră în MBBR. Când este disponibil un tratament primar, producătorii MBBR recomandă, în general, ca spațiul grătarului să nu fie mai mare de 6 mm, iar dacă nu este disponibil un tratament primar, trebuie instalat un grătar fin de 3 mm sau mai puțin. În plus, dacă MBBR este adăugat la procesul existent, nu este nevoie să adăugați mai multe grile dacă nivelul de tratament existent este deja ridicat.

2.9 Separarea solid-lichid a MBBR

În comparație cu procesul cu nămol activ, procesul cu pat mobil este foarte flexibil din punctul de vedere al separării ulterioare solid-lichid mare. Efectul de tratament biologic al procesului cu pat mobil este independent de etapa de separare solid-lichid, astfel încât unitățile sale de separare solid-lichid pot fi variate. În plus, concentrația de solide a efluentului MBBR este cu cel puțin un ordin de mărime mai mică decât cea a procesului cu nămol activ. Prin urmare, la MBBR au fost aplicate cu succes o varietate de tehnologii de separare solid-lichid, care pot fi combinate cu tehnologii simple și eficiente de separare solid-lichid, cum ar fi flotarea cu aer sau rezervoarele de sedimentare de înaltă densitate, unde terenul este la o primă. La modernizarea stațiilor de tratare a apelor uzate existente, rezervoarele de decantare existente pot fi utilizate pentru separarea solidelor în MBBR.

2.10 Considerații la proiectarea MBBR

Următoarele sunt foarte importante pentru proiectarea MBBR.

2.10.1MBBRDebit de deplasare (debit orizontal)

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), purtătorii se vor acumula la grila interceptoare și vor genera pierderi mari de încărcare. Uneori, condițiile hidraulice la debitul de vârf vor determina geometria și numărul de serii de MBBR. Consultarea cu producătorul și determinarea debitului de deplasare adecvat este importantă pentru proiectarea MBBR. Raportul de aspect al reactorului este, de asemenea, un factor. În general, un raport de aspect mic (de exemplu, 1:1 sau mai puțin) ajută la reducerea deplasării purtătorului către grila interceptoare la debitele de vârf și permite o distribuție mai uniformă a purtătorilor în interiorul reactorului.

2.10.2Probleme cu spuma rezervorului MBBR

Problemele cu spuma nu sunt frecvente în MBBR, dar sunt predispuse să apară în timpul pornirii sau funcționării proaste. Datorită a două perete despărțitor din mijlocul piscinei continue este mai înalt decât suprafața apei, astfel încât spuma va fi limitată la MBBR. Dacă spuma trebuie controlată, se recomandă utilizarea agenților antispumanți. Utilizarea antispumante va acoperi purtătorul și va împiedica difuzarea substratului la biofilm, ceea ce poate afecta performanța MBBR. Antispumanții de siliciu nu trebuie utilizați deoarece nu sunt compatibili cu suporturile din plastic.

2.10.3Patul de transport și depozitare temporară

Pentru reactoarele cu pat mobil bine proiectate și construite, deși defecțiunile sunt rare, este prudent să se ia în considerare problema modului de mutare a purtătorului din reactor și depozitare atunci când reactorul este oprit din cauza întreținerii etc. . Toate lichidele din reactor, inclusiv purtătorii, pot fi drenate de o pompă vortex cu roată concavă de 10 cm. Dacă raportul de umplere proiectat este adecvat, purtătorul dintr-un reactor poate fi mutat temporar într-un alt reactor. Cu toate acestea, dezavantajul acestei metode este că este dificil să se restabilească ambele reactoare la rapoartele de umplere inițiale atunci când se deplasează purtătorii înapoi. Odată ce purtătorii sunt pompați înapoi în reactor, singura modalitate rezonabilă de a măsura cu precizie raportul de umplere a purtătorului este de a goli reactorul și de a măsura înălțimea purtătorului în ambele reactoare. În mod ideal, ar exista un alt bazin sau o altă unitate nefolosită care ar putea fi folosită ca un container de depozitare temporară pentru purtători, astfel încât raportul inițial al purtătorului de umplere al reactorului să poată fi ușor asigurat.

HANGZHOU JUNTAI PLASTIC PRODUCTS CO.,LTD

Sediul central: # 907, Clădirea 1, XIC International, Linping, Hangzhou, Zhejiang, China

Număr:0086-152-67462807

Web: WWW.Chinambbr.com