A hydrolyysin hapotussäiliöon edistynyt biologinen esikäsittelyyksikkö, jota käytetään laajalti kunnallisissa ja teollisuuden jätevedenkäsittelyjärjestelmissä. Se parantaa jäteveden biohajoavuutta muuntamalla monimutkaiset orgaaniset epäpuhtaudet yksinkertaisemmiksi biohajoaviksi yhdisteiksi hydrolyysi- ja happamoitumisreaktioiden kautta.

Monissa teollisissa jätevedenkäsittelyprojekteissa suuri osa orgaanisista saasteista on olemassa monimutkaisten makromolekyyliyhdisteiden muodossa, joita tavanomaisten biologisten käsittelyjärjestelmien on vaikea hajottaa suoraan. Hydrolyysin hapotusreaktori hajottaa nämä monimutkaiset aineet pienemmiksi orgaanisiksi molekyyleiksi, mikä parantaaBOD/COD-suhdeja suotuisampien olosuhteiden luominen myöhemmille biologisille käsittelyprosesseille.

Perinteisiin käsittelymenetelmiin verrattuna hydrolyysihapotustekniikka tarjoaa useita etuja:

Vähentää orgaanisten epäpuhtauksien monimutkaisuutta.

Parantaa jäteveden biohajoavuutta.

Parantaa loppupään biologisen käsittelyn tehokkuutta.

Tarjoaa puskurointikapasiteetin jäteveden laadun ja virtausnopeuden vaihteluja vastaan.

Vähentää myöhempien prosessien käsittelytaakkaa.

Tästä syystä hydrolyysihapotussäiliöistä on tullut tärkeä esikäsittelytekniikka jätevedenpuhdistamoissa, erityisesti teollisuuden jätevesissä, joissa on suuri orgaaninen kuormitus tai huono biohajoavuus.

Sovelluksen onnistuminen riippuu kuitenkin vahvasti oikean reaktorityypin valinnasta ja järjestelmän suunnittelusta jäteveden ominaisuuksien mukaan.

Yleiset tekniset ongelmat, kuten lietteen kerääntyminen, hydraulinen oikosulku-, lietteen huuhtoutuminen ja epävakaa jäteveden laatu, johtuvat usein väärästä reaktorin valinnasta tai riittämättömästä huomiosta rakenteellisiin yksityiskohtiin.

Yksi teknisissä sovelluksissa käytetyistä kolmesta päätyypistä hydrolyysihapotussäiliöistä on:

Upflow Hydrolyysin hapotussäiliö

Jokaisella reaktorityypillä on erilaiset rakenteelliset ominaisuudet, toimintaperiaatteet, edut ja käyttöskenaariot.

Hydrolyysihapotusprosessi perustuu anaerobisten ja fakultatiivisten mikro-organismien toimintaan.

Prosessi sisältää pääasiassa kaksi vaihetta:

2.1 Hydrolyysivaihe

Hydrolyysin aikana mikro-organismit erittävät solunulkoisia entsyymejä, jotka hajottavat suuria orgaanisia molekyylejä, mukaan lukien:

Proteiinit

Hiilihydraatit

Lipidit

Monimutkaiset orgaaniset polymeerit

Nämä makromolekyyliset aineet muunnetaan pienemmiksi liukoisiksi yhdisteiksi, kuten:

Aminohapot

Sokerit

Rasvahapot

Tämä muunnos parantaa saasteiden pääsyä mikro-organismeihin.

2.2 Happamoitumisvaihe

Happamoitumisen aikana happoa{0}}tuottavat bakteerit muuttavat hydrolyysituotteet:

Haihtuvat rasvahapot (VFA:t)

Orgaaniset hapot

Alkoholit

Vety

Hiilidioksidi

Nämä tuotteet ovat myöhempien biologisten käsittelymikro-organismien helpompia hyödyntää.

Toisin kuin metaanin tuotantoon keskittyvät anaerobiset mädätysjärjestelmät, hydrolyysihapotussäiliöt pyrkivät pääasiassa parantamaan jäteveden biohajoavuutta ja parantamaan myöhemmän käsittelyn tehokkuutta.

3.1 Parantaa jäteveden biohajoavuutta

Monet teollisuuden jätevesivirrat sisältävät tulenkestäviä orgaanisia yhdisteitä, joiden biohajoavuus on huono.

Hydrolyysihapotus muuttaa nämä aineet pienemmiksi biohajoaviksi molekyyleiksi, mikä lisää biologisten käsittelyjärjestelmien tehokkuutta.

Korkeampi biohajoavuussuhde mahdollistaa jatkoprosessit, kuten:

Aktiivilietejärjestelmät

MBBR-järjestelmät

SBR-järjestelmät

Biofilmireaktorit

toimiakseen tehokkaammin.

3.2 Vähennä COD-käsittelykuormaa

Hydrolyysin happamoittaminen auttaa muuttamaan monimutkaisen COD:n biohajoavampiin muotoihin.

Vaikka reaktoria ei ole ensisijaisesti suunniteltu täydelliseen COD-poistoon, se parantaa COD-konversion tehokkuutta ja vähentää orgaanista kuormitusta seuraaviin käsittelyvaiheisiin.

3.3 Paranna iskukuormituksen kestävyyttä

Teollisuuden jätevedet vaihtelevat usein:

Orgaaninen pitoisuus

Virtausnopeus

Myrkylliset epäpuhtaudet

Oikein suunniteltu hydrolyysihapotussäiliö tarjoaa puskurointikapasiteetin ja suojaa myöhempiä biologisia prosesseja äkillisiltä muutoksilta.

3.4 Vähennä lietteen tuotantoa

Verrattuna aerobisiin käsittelyprosesseihin, hydrolyysihappamoittaminen toimii alhaisissa olosuhteissa ja tuottaa yleensä vähemmän ylimääräistä lietettä.

Tämä auttaa vähentämään:

Lietteen hävittämiskustannukset

Lietteen käsittelyvaatimukset

Kokonaistoimintakulut

Hydrolyysihapotusreaktorit voidaan luokitella niiden hydraulisten olosuhteiden, sekoitusmenetelmien ja biomassan pidätysstrategioiden mukaan.

Kolmea päämallia käsitellään alla.

Yleiskatsaus

Ylösvirtaushydrolyysihapotussäiliö on tällä hetkellä yleisimmin käytetty reaktorityyppi yksinkertaisen rakenteensa, alhaisten käyttökustannusten ja luotettavan suorituskyvyn ansiosta.

Sitä käytetään laajasti:

Kunnallinen jätevesien käsittely

Elintarviketeollisuuden jätevesi

Tekstiilijätevesi

Paperinvalmistuksen jätevesi

Yleinen teollisuuden jätevesien käsittely

Toimintaperiaate

Jätevesi tulee reaktoriin pohjajakelujärjestelmän kautta ja virtaa ylöspäin lietehuovan läpi.

Virtauksen aikana ylöspäin:

Jätevesi koskettaa korkean{0}}pitoisuuden omaavaa fakultatiivista lietettä.

Suspendoituneet kiinteät aineet säilyvät.

Hydrolyyttiset bakteerit hajottavat monimutkaisia ​​orgaanisia yhdisteitä.

Liukoisia biohajoavia aineita syntyy.

Käsitelty supernatantti kerätään yläosasta ja johdetaan seuraaviin hoitoyksiköihin.

Upflow-hydrolyysihapotussäiliön rakennesuunnittelu

Ylösvirtaushydrolyysihapotussäiliössä käytetään yleensä apystysuora kerrostettu reaktorirakenne. Alhaalta ylös säiliö voidaan jakaa neljään toiminnalliseen vyöhykkeeseen:

Pohjaveden jakeluvyöhyke

Lietteen reaktioalue

Lietteen{0}}vedenerotusvyöhyke

Jäteveden keräysalue

Jokainen vyöhyke suorittaa tietyn toiminnon varmistaakseen reaktorin vakaan toiminnan.

1. Pohjaveden jakeluvyöhyke

Pohjajakovyöhyke on vastuussa tulevan jäteveden tasaisesta jakautumisesta koko reaktorin poikki{0}}poikkileikkaukseen.

Yleisiä jakelumenetelmiä ovat:

Haaroittuneet rei'itetyt putkijärjestelmät

Pulssiveden jakelujärjestelmät

Jakoputket on yleensä järjestetty alaspäin -suuntautuneilla tai kulmassa olevilla suuttimilla tasaisen virtauksen jakautumisen saavuttamiseksi.

Virtausnopeutta jakeluaukoissa tulee yleensä ohjata seuraavissa rajoissa:

1.8–2.5 m/s

tukkeutumisen estämiseksi ja samalla tehokkaan hydraulisen jakelun ylläpitämiseksi.

Säiliön pohja on yleensä suunniteltu siten, että kaltevuus on:

0.5%–1%

ja varustettu lietteenpoistolaitteistolla kuolleiden vyöhykkeiden ja lietteen kertymisen estämiseksi.

Keskimmäinen lietteen reaktioalue

Lietteen reaktioalue on reaktorin sydämen käsittelyalue.

Tyypillisiä suunnitteluparametreja ovat:

Tehokas veden syvyys:4–6 m

Hydraulinen retentioaika (HRT):4-8 tuntia

Lietehuovan paksuus:2–3 m

Lietteen pitoisuus:8–12 g/L

Tällä vyöhykkeellä:

Jätevesi joutuu kosketuksiin{0}}korkean pitoisuuden omaavan lietteen kanssa.

Hydrolyyttiset mikro-organismit hajottavat monimutkaisia ​​orgaanisia aineita.

Suspendoituneet kiinteät aineet otetaan talteen.

Biohajoavuus paranee.

Vakaa lietepeiton ylläpitäminen on ratkaisevan tärkeää tasaisen käsittelyn suorituskyvyn saavuttamiseksi.

Ylempi liete{0}}vedenerotusvyöhyke

Yläosa toimii lietteen{0}}vedenerotusalueena.

Tyypillinen veden syvyys:

1–1.5 m

Kun ylöspäin suuntautuva virtausnopeus pienenee, suspendoituneet lietehiukkaset voivat laskeutua takaisin reaktioalueelle.

Tämä vähentää:

Lietteen hävikki

Biomassan huuhtelu

Poistoveden suspendoituneen kiintoaineen pitoisuus

Oikein suunniteltu erotusvyöhyke on välttämätön reaktorin pitkän -vakauden ylläpitämiseksi.

Ylin jätevesien keräysalue

Ylempi jätevesivyöhyke on suunniteltu puhdistetun veden tasaiseen keräämiseen.

Yleisiä rakenteita ovat:

Kolmion muotoiset ylivuotopadot

Suorakaiteen muotoiset ylivuotopadot

Järjestelmä voi sisältää myös kaasunpoistolaitteet, jotka poistavat:

Jäljellä biokaasua

Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC)

Tämä auttaa ylläpitämään vakaat paineolosuhteet reaktorin sisällä.

Upflow-hydrolyysihapotussäiliöiden edut

Tärkeimpiä etuja ovat:

1. Yksinkertainen rakenne

Reaktorin rakenne on suhteellisen yksinkertainen ilman monimutkaisia ​​mekaanisia laitteita.

2. Alhainen energiankulutus

Koska sekoitus tapahtuu pääasiassa hydraulisella virtauksella, energiankulutus on erittäin alhainen.

3. Vakaa mikrobiympäristö

Suspendoituneen lietteen peitto tarjoaa:

Pitkä lietteen retentioaika

Korkea mikrobipitoisuus

Stabiili biologinen aktiivisuus

4. Alhaiset käyttökustannukset

Mekaanisten sekoituslaitteiden puuttuminen vähentää:

Energiakustannukset

Laitteiden huoltovaatimukset

Toiminnan monimutkaisuus

Upflow-hydrolyysihapotussäiliöiden rajoitukset

Etuistaan ​​huolimatta ylävirtausreaktoreilla on useita teknisiä vaatimuksia.

1. Tiukat vaikutusvaltajakeluvaatimukset

Epätasainen veden jakautuminen voi aiheuttaa:

Hydraulinen oikosulku{0}}

Epätasainen lietteen jakautuminen

Vähentynyt hoidon tehokkuus

Siksi sisääntulon jakelujärjestelmä on suunniteltava huolellisesti.

2. Herkkyys korkealle hiekkapitoisuudelle

Liiallista hiekkaa tai suspendoituneita aineita sisältävä jätevesi voi aiheuttaa:

Putken tukos

Suuttimen tukkeutuminen

Lietteen kerääntyminen

Esikäsittelytilat, kuten:

Näytöt

Hiekkaammiot

suositellaan ennen reaktoria.

3. Hydraulisten iskujen riskit

Äkillinen virtauksen lisääntyminen voi häiritä lietepeitoa ja aiheuttaa:

Lietteen vaahdotus

Lietteen huuhtelu

Huono jätevesien laatu

Upflow-hydrolyysihapotussäiliöiden tekniset näkökohdat

Varmistaaksesi vakaan toiminnan:

Vältä yksinkertaista yhden{0}}pisteen vedenjakoa

Yhden pisteen-pisteen tai rajoitetun{1}}pisteen jakelujärjestelmät luovat usein epätasaisia ​​hydraulisia olosuhteita.

Suosittelemme usean{0}}pisteen jakelujärjestelmää.

Säilytä ylivuotopadot

Epätasainen ylivuoto aiheuttaa ensisijaisia ​​virtausreittejä ja vaikuttaa lietteen{0}}veden erottumiseen.

Suunnittele asianmukaiset lietteenpoistolaitteet

Säännöllinen lietteen purkaminen estää:

Liiallinen lietteen kerääntyminen

Vähentynyt tehokas äänenvoimakkuus

Reaktorin suorituskyvyn heikkeneminen