Расчет и детализация процесса проектирования MBBR

Расчет и детализация процесса проектирования MBBR

Автор: Кейт

Email: info@juntaiplastic.com

Дата: 12 июля 2021 г.

Оглавление

1. Что такое MBBR и полная форма MBBR

2. Дизайн процесса MBBR

2.1 Введение носителя биопленки

2.2 Удаление углеродсодержащих веществ

2.3 Конструкция МББР высокой нагрузки

2.4 Конструкция условной нагрузки МББР

2.5 Конструкция МББР малой нагрузки

2.6 Нитрификация технологии MBBR

2.7 Денитрификация резервуара MBBR

     2.7.1 Биопленочный реактор с подвижным слоем с предварительной денитрификацией

     2.7.2 Биопленочный реактор с подвижным слоем с постденитрификацией

     2.7.3 Комбинированный биопленочный реактор с подвижным слоем до и после денитрификации

     2.7.4 Агитация денитрификации

2.8 Предварительная обработка

2.9Разделение твердой и жидкой фаз MBBR

2.10 Соображения при проектировании MBBR

     2.10.1MBBR Транспортный расход (горизонтальный расход)

     2.10.2 Проблемы с пеной бака MBBR

     2.10.3 Расчистка несущей платформы и временное хранение

1. Что такое MBBR и полная форма MBBR

За последние 20 лет биопленочный реактор с подвижным слоем (MBBR) превратился в простой, надежный, гибкий и компактный процесс очистки сточных вод. Различные конфигурации MBBR были успешно использованы для удаления БПК, окисления аммиака и удаления азота и могут соответствовать различным критериям качества сточных вод, включая строгие ограничения по питательным веществам.

Реактор биопленки с подвижным слоем использует специально разработанный пластик в качестве носителя биопленки, а за счет аэрационного перемешивания жидкость

Носитель можно суспендировать в реакторе путем кипячения с обратным холодильником или механического перемешивания. В большинстве случаев носитель заполняется от 1/3 до 2/3 реактора. Универсальность MBBR позволяет инженеру-конструктору максимально использовать свое воображение. Основное различие между MBBR и другими биопленочными реакторами заключается в том, что он сочетает в себе многие преимущества методов с активным илом и биопленкой, избегая при этом как можно больше их недостатков.

1) Как и другие погружные биопленочные реакторы, MBBR способен формировать узкоспециализированные активные биопленки, которые можно адаптировать к конкретным условиям внутри реактора. Узкоспециализированная активная биопленка приводит к высокой эффективности на единицу объема реактора и повышает стабильность процесса, тем самым уменьшая размер реактора.

2) Гибкость и технологический поток MBBR очень похож на активный ил, что позволяет последовательно размещать несколько реакторов вдоль направления потока для достижения нескольких целей очистки (например, удаление БПК, нитрификация, предварительная или постденитрификация) без нужен промежуточный насос.

3) Большая часть активной биомассы постоянно удерживается в реакторе, поэтому, в отличие от процесса с активным илом, концентрация твердых частиц в сточных водах MBBR не ниже концентрации твердых частиц в реакторе. MBBR на порядок ниже, чем традиционный отстойник, поэтому в дополнение к традиционному отстойнику MBBR может использовать множество различных процессов разделения твердой и жидкой фаз.

4) МББР универсален и реактор может иметь различную геометрию. Для проектов модернизации MBBR хорошо подходит для модернизации существующих прудов.

2.Дизайн процесса MBBR

Конструкция MBBR основана на концепции, согласно которой несколько MBBR образуют серию, каждая из которых выполняет определенную функцию, и что эти MBBR работают вместе для выполнения задачи по очистке сточных вод. Такое понимание уместно, потому что при уникальных условиях (например, доступных донорах и акцепторах электронов) каждый реактор способен выращивать специализированную биопленку, которую можно использовать для достижения конкретной задачи лечения. Этот модульный подход можно рассматривать как простую и понятную конструкцию, состоящую из последовательности нескольких полностью смешанных реакторов, каждый из которых имеет уникальную цель очистки. Напротив, конструкция систем с активным илом очень сложна: поскольку всегда происходят конкурентные реакции, «для достижения желаемой цели очистки в течение времени пребывания, ограниченного каждой частью резервуара (зоны аэрации и зоны без аэрации), общее время пребывания твердых биологических веществ (SRT) должно поддерживаться на подходящем уровне, чтобы бактерии могли смешиваться (в зависимости от скорости роста бактерий и свойств сырой воды) и расти вместе.

Именно простота MBBR позволяет нам хорошо понять биопленку в MBBR на практике благодаря наблюдениям исследователей, инженеров и операторов очистных сооружений. Большая часть этой статьи представляет примеры наблюдений MBBR, тем самым демонстрируя те из них, которые являются критическими компонентами и факторами, которые следует учитывать при проектировании и эксплуатации MBBR.

● ДжунтайМББРPпроцессFнизкийDдиаграмма

2.1Введение носителя биопленки

Ключом к успеху любого биопленочного реактора является поддержание высокого процента биоактивного объема внутри реактора. При преобразовании концентрации биомассы на носителях MBBR в концентрацию взвешенных твердых частиц значения обычно составляют от 1000 до 5000 мг/л. В единицах объема скорость удаления MBBR намного выше, чем у систем с активным илом. Это можно объяснить следующим.

1) Сила сдвига, приложенная к носителю за счет энергии перемешивания (например, аэрации), эффективно регулирует толщину биопленки на носителе, тем самым поддерживая высокую общую биологическую активность.

2) Возможность поддерживать высокий уровень выделенной биомассы при определенных условиях в каждом реакторе, независимо от общего HRT системы.

3) Условия турбулентного течения в реакторе поддерживают требуемую скорость диффузии.

Реакторы с подвижным слоем могут использоваться для удаления БПК, нитрификации и денитрификации и, таким образом, могут быть объединены в различные процессы. В таблице 1-1 представлены различные процессы MBBR. Определение наиболее эффективного процесса связано со следующими факторами.

1) Местные условия, в том числе план и гидравлический разрез (отметка) очистных сооружений.

2) Существующие процессы очистки и возможность модификации существующих сооружений и прудов.

3) Целевое качество воды.

● Таблица 1-1 Сводка процесса 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), скорость удаления субстрата MBBR является реакцией первого порядка. В контролируемых условиях скорость удаления площади поверхности носителя (SAAR) может быть выражена как функция нагрузки на площадь поверхности носителя (SALR), как показано в уравнении (1-1).

r =r_{Максимум}-[Л/(К плюс Л)] (1-1)

r - скорость съема (г/(м 2 - сут));

r_{Максимум}- максимальная скорость съема (г/(м 2 - сут)).

L - скорость загрузки (г/(м 2 - сут)).

K - константа полунасыщения.

2.2 Удаление углеродсодержащих веществ

Нагрузка на площадь поверхности (SALR) носителя, необходимая для удаления углерода, зависит от наиболее важной цели его обработки и методов отделения шлама от воды.

В таблице 1-2 приведены обычно используемые диапазоны нагрузки по БПК для различных целей применения. Следует использовать более низкие значения нагрузки, когда нитрификация осуществляется ниже по течению. Высокие нагрузки следует использовать только тогда, когда рассматривается только удаление углерода. Опыт показывает, что для удаления углерода растворенного кислорода в основной жидкой фазе 2-3 мг/л достаточно, и дальнейшее увеличение концентрации растворенного кислорода не имеет смысла для улучшения скорости удаления площади поверхности носителя (SARR).

● Таблица 1-2 Типичные значения нагрузки по БПК

2.3Конструкция МББР высокой нагрузки

Чтобы соответствовать основным стандартам вторичной обработки, но вам нужна компактная система с высокой нагрузкой, рассмотрите возможность использования реактора с подвижным слоем.

Когда MBBR работает с высокой нагрузкой, значение нагрузки на площадь несущей поверхности (SALR) высокое. Когда MBBR работает при высокой нагрузке, значение нагрузки на площадь поверхности носителя (SALR) высокое, и основной задачей является удаление растворенного и легко разлагаемого БПК из поступающей воды. при высокой нагрузке сбрасываемая биопленка теряет способность к осаждению, поэтому для удаления взвешенных твердых частиц из сточных вод MBBR с высокой нагрузкой часто используется химическая коагуляция, воздушная флотация или процесс контакта с твердыми частицами. Однако в целом этот процесс представляет собой простой процесс, который может соответствовать основным стандартам вторичного лечения при короткой ЗГТ. Результаты исследования MBBR с высокой нагрузкой представлены на рисунке 1-3. На рисунке 1-3(a) показано, что MBBR очень эффективен для удаления ХПК и практически линейен в широком диапазоне нагрузок. На рисунке 1- 3 (b) показано, что осаждение сточных вод MBBR очень плохое, даже при очень низких скоростях поверхностного перелива, что позволяет предположить, что усовершенствованная стратегия улавливания твердых частиц действительно необходима. Процесс контакта MBBR/твердые вещества использовался на станции очистки сточных вод Mao Point в Новой Зеландии. На рисунке 1-4 показана взаимосвязь между удалением растворенного БПК и общей нагрузкой БПК на входе на этом заводе. На рисунке 1-4 показано, что типичные значения удаления БПК для MBBR с высокой нагрузкой составляют от 70 до 75 процентов. Биофлокуляция и дальнейшая обработка в контакте с твердыми частицами позволяют процессу соответствовать основным стандартам вторичной обработки.

● Рисунок 1-3

(а) Скорость удаления ХПК при высокой нагрузке.

(б) Плохая седиментация отслоившейся биопленки при высокой нагрузке

● Рисунок 1-4 Зависимость между скоростью удаления растворенного БПК и общей нагрузкой БПК в MBBR с высокой нагрузкой

2.4 Расчет условной нагрузки МББР

Когда рассматривается традиционный процесс вторичной обработки, может быть выбран реактор с подвижным слоем. В этом случае последовательные 2 MBBR в ряду могут удовлетворить требованиям очистки (вторичный уровень очистки).

Таблица 1- 4 суммирует удаление БПК7 на четырех очистных сооружениях. На всех четырех очистных сооружениях использовалась MBBR с традиционной загрузкой с органической нагрузкой MBBR 7-10 г БПК7 / (м2 - сут) (при 10 градусах); до MBBR применялись химикаты для флокуляции и удаления фосфора, а также осуществлялось усиленное отделение взвешенных веществ.

● Результаты эксплуатации MBBR с традиционной загрузкой с химическим удалением фосфора

2.5Конструкция МББР малой нагрузки

Когда MBBR размещается перед реактором нитрификации, наиболее экономичным вариантом конструкции является рассмотрение использования MBBR для удаления органических веществ. Это позволяет нитрификационному реактору с подвижным слоем после MBBR достигать высокой скорости нитрификации. Если нагрузка по БПК нитрифицирующего MBBR не будет снижена в достаточной степени, скорость нитрификации будет значительно снижена, что приведет к неэффективному состоянию реактора.

На рисунке {{0}} (а) показано влияние увеличения нагрузки по БПК на скорость нитрификации носителя. Это пример высокой нагрузки по БПК, приводящей к чрезмерной нагрузке по нитрификации в поздней секции, когда органические вещества удаляются в передней секции. В этом примере скорость нитрификации составила 0,8 г/(м2 -д). При нагрузке по БПК 2 г/(м2 -сут) и растворенном кислороде в основной жидкости 6 мг/л. Однако, когда нагрузка по БПК увеличилась до 3 г/(м2 -д), скорость нитрификации составила 0,8 г/(м2 -д). Однако, когда нагрузка по БПК была увеличена до 3 г/(м 2 - сут), скорость нитрификации снизилась примерно на 50 процентов. Чтобы противодействовать этому, оператор может увеличить концентрацию растворенного кислорода в основной жидкой фазе или увеличить коэффициент заполнения, чтобы уменьшить скорость загрузки поверхности. Однако важно отметить, что такой подход не следует использовать при проектировании из-за недостаточной экономичности и эффективности. Кроме того, при проектировании MBBR для удаления БПК следует использовать консервативный подход, выбирая низкую скорость загрузки для определения размера, чтобы получить максимальную эффективность в MBBR для нитрификации ниже по потоку.

На рисунке 1-6(b) показаны скорости нитрификации трех аэробных MBBR последовательности. На рисунке 6(b) носитель в каждом MBBR был удален для небольшого испытания скорости нитрификации. Субтесты длились 6 недель и проводились дважды. В каждом подтесте условия трех реакторов подтеста были почти идентичными (например, растворенный кислород, температура, рН и начальная концентрация аммиачного азота). Результаты испытаний показали, что в первом реакторе была самая высокая концентрация растворенного ХПК (5,6 г/(м 2 - сут)) и практически отсутствовал эффект нитрификации, но он очень успешно удалял нагрузку ХПК. Об этом свидетельствуют следующие два аспекта.

(1) Скорость нитрификации реактора второй ступени высока и близка к скорости третьей ступени.

(2) Нагрузки растворенного ХПК на второй и третьей стадиях существенно не различались.

Для проектирования реакторов с малой нагрузкой важно консервативно выбирать нагрузку на площадь поверхности носителя (SALR). можно

Следующее уравнение использовалось для корректировки нагрузки на площадь поверхности носителя (SALR) в зависимости от температуры сточных вод: LT=L101.06(T-10)

LT - нагрузка при температуре T.

L10 -10 градус при нагрузке 4,5 г/(м2 -d).

● Рисунок 1-6

(а) Влияние нагрузки БПК и растворенного кислорода на скорость нитрификации при 15 градусах.

(b) Различия в скорости нитрификации различных MBBR в серии MBBR

2.6Нитрификациятехнологии МББР

Есть некоторые факторы, которые оказывают значительное влияние на производительность нитро MBBR, и их необходимо учитывать при проектировании нитро MBBR. Наитяжелейший

Факторы есть.

(1) Органическая загрузка.

(2) Концентрация растворенного кислорода.

(3) Концентрация аммиака.

(4) Концентрация сточных вод.

(5) pH или щелочность.

На рисунке 1- 6 показано, что для получения удовлетворительных показателей нитрификации в нитрифицирующем MBBR, расположенном ниже по потоку, важно удалять органические вещества из сточных вод в вышестоящем MBBR; в противном случае гетероксическая биопленка будет конкурировать с ней за пространство и кислород, снижая (гася) нитрифицирующую активность биопленки. Скорость нитрификации увеличивается с уменьшением органической нагрузки до тех пор, пока растворенный кислород не станет ограничивающим фактором. Только при очень низких концентрациях аммиака (<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 достаточной щелочности и концентрации аммиака (по крайней мере, изначально) скорость нитрификации будет уменьшаться с органической нагрузкой.

увеличивается до тех пор, пока растворенный кислород не станет ограничивающим фактором. В хорошо развитой нитрифицирующей биопленке концентрация растворенного кислорода будет ограничивать скорость нитрификации на носителе, только если отношение O2 к NH4 плюс -N будет ниже 2.0. В отличие от систем с активным илом, в условиях ограниченного содержания кислорода скорость реакции в реакторах с подвижным слоем имеет линейную или приблизительно линейную зависимость от концентрации растворенного кислорода в жидкофазном теле. Это может быть связано с тем, что прохождение кислорода через стационарную жидкую мембрану в биопленку может быть критическим шагом в ограничении переноса кислорода. Увеличение концентрации растворенного кислорода в основной жидкой фазе увеличивает градиент концентрации растворенного кислорода внутри биопленки. При более высоких скоростях аэрации повышенная энергия перемешивания также способствует переносу кислорода из основной жидкой фазы в биопленку. Как видно на рисунке 1- 6(a), если органическая нагрузка поддерживается постоянной (например, постоянная толщина и состав биопленки), можно ожидать линейной зависимости между скоростью нитрификации и концентрацией растворенного кислорода. Рисунок 1-7 поясняет, что увеличение содержания растворенного кислорода в основной жидкой фазе способствует увеличению скорости нитрификации до тех пор, пока концентрация аммиака в основной жидкой фазе не снизится до очень низкого уровня.

● Рисунок 1-7 Влияние растворенного кислорода при низкой концентрации аммиака

Для хорошо выращенной «чистой» нитрифицирующей биопленки концентрация аммиака в основной жидкой фазе не влияет на скорость реакции до тех пор, пока соотношение O2:NH4 плюс - N не достигнет значения от 2 до 5. Некоторые примеры O2:NH4 плюс - N приведены в таблице. 1-5.

● Таблица 1-5 Некоторые примеры O₂:НХ₄^плюс- N

Проектирование MBBR часто начинается с порогового значения 3,2. Пороговое значение регулируется. Используя уравнение (1-3), концентрацию аммиака при этом пороговом значении можно использовать для оценки соответствующей скорости нитрификации и использовать в качестве основы для проектирования.

r_НХ3-Н= k × (SNH3-N) (n) (1-3)

r_НХ3-Н-скорость нитрификации (г rNH3-N /(м2 -д)

k - константа скорости реакции (зависит от места и температуры).

SNH3-N - концентрация субстрата, ограничивающая скорость реакции.

n - количество стадий реакции (зависит от места и температуры).

Константа скорости реакции (k) зависит от толщины биопленки и диффузии лимитирующего субстрата при заданной концентрации растворенного кислорода. Коэффициент связан с количеством уровней реакции (n) связан с пленкой жидкости, прилегающей к биопленке. При сильном турбулентном течении и тонком стационарном слое пленки уровень реакции стремится к {{0}}.5; при медленном турбулентном течении и толстой неподвижной пленке жидкости уровень реакции стремится к 1,0. В этот момент диффузия становится фактором, ограничивающим скорость.

Концентрацию аммиака при критическом значении (SNH3-N) можно оценить по критическому соотношению и расчетной концентрации растворенного кислорода в основной жидкой фазе, как показано ниже. Увеличение концентрации растворенного кислорода в основной жидкой фазе может помочь снизить критическое отношение, но без особого успеха. Также рассмотрим случай, когда гетеротрофные бактерии конкурируют за пространство при определенных нагрузках реактора и условиях перемешивания, тем самым уменьшая прохождение кислорода через гетеротрофный слой биопленки.

(SNH3-N)=1,72 мг-N/л=(6 мгO2/л - 0,5O2/л)/3,2

Приняв SNH{{0}}N за 1,72, предполагая константу скорости реакции k=0,5 и стадию реакции 0,7, уравнение (1- 3) можно рассчитать следующим образом.

rNH3-N=0,73 г/(м2 -д)=0,5×1,720,7

При рассмотрении влияния температуры на нитрифицирующий MBBR важны несколько факторов. Следует учитывать, что температура сточных вод внутри MBBR может существенно влиять на кинетический процесс биологической нитрификации; скорость диффузии субстрата в биомассу и из нее; и вязкость жидкости, которая, в свою очередь, может оказывать волновое влияние на энергию сдвига на толщину биопленки. Описанное выше влияние температуры на макроскопические скорости реакции можно выразить следующим соотношением.

kT2= kT1-θ(T2-T1) (1-4)

kT1 - константа скорости реакции при температуре T1.

kT2 - константа скорости реакции при температуре T2.

θ - температурный коэффициент.

Хотя температурная зависимость кинетики нитрификации при зимней расчетной температуре снижает скорость нитрификации МББР, при низких температурах может наблюдаться увеличение концентрации биопленки на носителе, а также может увеличиваться концентрация растворенного кислорода в реакторе, что одновременно смягчает отрицательное влияние температуры на скорость нитрификации. При более низких температурах сточных вод биомасса (г/м2) была выше. Кроме того, концентрация растворенного кислорода в основной жидкой фазе может быть увеличена без увеличения скорости аэрации, поскольку кислород в ней обусловлен более высокой растворимостью низкотемпературных жидкостей. В конечном итоге это приводит к тому, что при большей активности биопленки, чем активность биопленки (г NH3-N/(м2 -d) ÷ г SS/м2), снижается активность нитрификации на единицу площадь несущей поверхности все еще может поддерживаться на высоком уровне. Сезонное изменение биомассы в зависимости от температуры сточных вод для третичной нитрификации MBBR показано на рисунке 1- 8(a). Когда температура сточных вод увеличилась с 〈15 градусов до 〉15 градусов в период с мая по июнь, концентрация биомассы резко упала. На рисунке 1- 8 (b) данные разделены на две зоны в соответствии с температурой выходящего потока (〈15 градусов и 〉15 градусов). Хотя удельная активность биопленки снижается в области 〈15 градусов, макроскопические характеристики реактора остаются высокими из-за более высокой общей концентрации биомассы и более высокой концентрации растворенного кислорода (вызванной повышенной растворимостью газа при низких температурах). Это наблюдаемое явление свидетельствует о том, что макроскопическая скорость поверхностной реакции на носителе может поддерживаться на высоком уровне в условиях низких температур, несмотря на снижение скорости роста нитрифицирующих бактерий за счет адаптации биопленки.

● Рисунок 1-8 (a) Сезонное изменение концентрации биомассы и температуры в МББР с третичной нитрификацией.

(б) Связь между активностью нитрификации и концентрацией растворенного кислорода при различных температурных условиях

2.7 Денитрификациятанка МББР

Реакторы с подвижным слоем успешно используются в процессах предварительной, последующей и комбинированной денитрификации. В отличие от других биотехнологий, таких как процесс денитрификации материала, факторы, которые необходимо учитывать при проектировании, таковы.

1) Подходящий источник углерода и соответствующее соотношение углерода и азота в реакторе.

2) Желаемая степень денитрификации.

3) Температура выходящего потока.

4) Кислород, растворенный в возвратной или восходящей воде.

2.7.1 Биопленочный реактор с подвижным слоем с предварительной денитрификацией

Когда требуется удаление БПК, нитрификация и умеренное удаление азота, хорошо подходит MBBR с фронтальной денитрификацией. Чтобы полностью использовать объем бескислородного реактора, питательная вода должна иметь подходящее соотношение легко биоразлагаемого ХПК и аммиачного азота (C /Н). Поскольку стадия нитрификации MBBR требует повышенного содержания растворенного кислорода, растворенный кислород в флегме оказывает значительное влияние на производительность MBBR. Это приводит к верхнему пределу наиболее экономичного флегмового числа (Q флегмы/Q входящего потока) в производстве. Выше этого значения общая эффективность денитрификации снижается при дальнейшем увеличении обратного потока. Если природа сточных вод подходит для предварительной денитрификации, скорость удаления азота обычно составляет от 50 до 70 процентов при коэффициенте возврата от (1:1) до (3:1). В производственной практике на скорость денитрификации могут влиять такие факторы, как местоположение, сезонные различия в свойствах выходящего потока (например, C/N), концентрация растворенного кислорода, поступающего в реактор, и температура выходящего потока.

2.7.2 Биопленочный реактор с подвижным слоем с пост-денитрификациейn

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 процентов) при коротком HRT.

Если требования к БПК и нитратам в сточных водах более строгие, может потребоваться пост-денитрификация после малой аэрации MBBR. Опыт эксплуатации показывает, что если процесс осаждения происходит выше по течению, концентрации фосфора после денитрификации могут быть недостаточными для синтеза клеток, и в этот момент производительность денитрификации может быть снижена.

Когда уголь переполнен, максимальная скорость удаления площади поверхности носителя нитрата (SARR) применяемого источника углерода может превышать 2 г/(м2 -d). Скорость удаления нитратов с площади поверхности для различных источников углерода и различных температур представлена ​​на рисунках 2-9.

● Рисунок 1-9 Скорость удаления с площади поверхности носителей с различными источниками углерода в зависимости от температуры

2.7.3 Комбинированный биопленочный реактор с движущимся слоем до и после денитрификации

Реакторы с подвижным слоем с передней и задней денитрификацией можно комбинировать, таким образом используя экономические преимущества передней денитрификации. Конструкцию переднего реактора денитрификации можно рассматривать как аэротенк зимой. В проекте может быть предусмотрено использование переднего реактора денитрификации в качестве аэротенка зимой. Это потому что.

1) Увеличение объема реактора аэрации способствует улучшению нитрификации.

2) Более низкие температуры воды могут привести к увеличению концентрации растворенного кислорода и снижению растворенной ХПК, что может повлиять на эффективность предварительной денитрификации.

3) Зимой реактор постденитрификации может взять на себя все задачи по денитрификации.

2.7.4 Агитация денитрификации

В денитрификации MBBR для циркуляции и перемешивания жидкости в реакторе использовался установленный на рельсе погружной механический смеситель.

кузов и носитель. При проектировании мешалки следует особо учитывать следующие аспекты: (1) расположение и направление мешалки; (3) Тип мешалки; (3) энергия перемешивания.

Относительная плотность носителя биопленки составляет около 0,96, поэтому он будет плавать в воде без приложения энергии, что отличается от процесса активного ила. Когда в процессе активного ила нет приложенной энергии, твердые вещества (шлам) оседают.

В результате в MBBR мешалка должна располагаться близко к поверхности воды, но не слишком близко к поверхности воды, иначе она создаст вихрь на поверхности повторной воды и, таким образом, попадет в реактор воздух. Как показано на рисунке 1-10, мешалку следует слегка наклонить вниз, чтобы носитель можно было протолкнуть глубже в реактор. Как правило, неаэрируемому MBBR требуется от 25 до 35 Вт/м3 энергии для перемешивания всего носителя. Особо следует рассмотреть перемешивание денитрифицирующего MBBR. Не все мешалки подходят для использования в MBBR в течение длительного времени. Производитель мешалок (ABS), используя несколько установок MBBR, разработал мешалку ABS123K, специально подходящую для реакторов с подвижным слоем. Эта мешалка изготовлена ​​из нержавеющей стали с загнутой назад мешалкой, которая способна противостоять истиранию мешалки носителем. Для предотвращения повреждения держателя и износа мешалки мешалка ABS123K имеет круглые стержни диаметром 12 мм, приваренные вдоль лопастей пропеллера. При использовании в реакторе с подвижным слоем скорость мешалки ABS123K довольно низкая (90 об/мин при 50 Гц и 105 об/мин при 60 Гц). Энергия смешивания, необходимая для взбалтывания денитрифицирующего MBBR, связана с коэффициентом заполнения носителя и ожидаемым ростом биопленки. Практический опыт показывает, что перемешивание более эффективно при низких коэффициентах заполнения носителя (например,<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="">

● Рисунок 10

(a) мешалка ABS123K, обращенная к поверхности воды и наклоненная на 30 градусов вниз, чтобы протолкнуть носитель глубже в реактор;

(b) денитрификация MBBR в работе на очистных сооружениях

2.8 Предварительная обработка

Как и в случае с другими технологиями погружной биопленки, исходная вода для MBBR требует надлежащей предварительной обработки. Для хорошей решетки и осаждения необходимо избегать длительного накопления неприятных инертных материалов, таких как мусор, пластмассы и песок в MBBR. Поскольку MBBR частично заполнен носителями, эти инертные материалы трудно удалить после того, как они попадут в MBBR. Когда первичная очистка доступна, производители MBBR обычно рекомендуют, чтобы зазор решетки не превышал 6 мм, а если первичная очистка недоступна, необходимо установить мелкую решетку размером 3 мм или меньше. Кроме того, если MBBR добавляется к существующему процессу, нет необходимости добавлять дополнительные решетки, если существующий уровень очистки уже высок.

2.9 Разделение твердой и жидкой фаз MBBR

По сравнению с процессом с активным илом процесс с подвижным слоем является очень гибким с точки зрения последующего большого разделения твердой и жидкой фаз. Эффект биологической очистки процесса с подвижным слоем не зависит от этапа разделения твердой и жидкой фаз, поэтому его устройства для разделения твердой и жидкой фаз могут варьироваться. Кроме того, концентрация твердых частиц в сточных водах MBBR как минимум на порядок ниже, чем в процессе с активным илом. Таким образом, в MBBR были успешно применены различные технологии разделения твердой и жидкой фаз, которые можно комбинировать с простыми и эффективными технологиями разделения твердой и жидкой фаз, такими как воздушная флотация или отстойники высокой плотности, где земля имеет большое значение. При модернизации существующих очистных сооружений существующие отстойники могут использоваться для отделения твердых частиц в МББР.

2.10 Соображения при проектировании MBBR

Следующее очень важно для проектирования MBBR.

2.10.1МББРТранспортный расход (горизонтальный расход)

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. >35 м/ч), носители будут скапливаться в сети интерцепторов и создавать большие потери напора. Иногда гидравлические условия при пиковом расходе будут определять геометрию и количество серий MBBR. Консультации с производителем и определение подходящей скорости потока важны для проектирования MBBR. Соотношение сторон реактора также является фактором. В общем, небольшое соотношение сторон (например, 1:1 или меньше) помогает уменьшить дрейф носителей к решетке-перехватчику при пиковых скоростях потока и обеспечивает более равномерное распределение носителей внутри реактора.

2.10.2Проблемы с пеной бака MBBR

Проблемы с пеной не являются обычным явлением в MBBR, но могут возникать при плохом запуске или работе. Из-за двух перегородок в середине сплошного бассейна выше поверхности воды, поэтому пена будет ограничиваться MBBR. Если пенообразование необходимо контролировать, рекомендуется использовать пеногасители. Использование пеногасителей будет покрывать носитель и препятствовать диффузии субстрата в биопленку, что может повлиять на эффективность MBBR. Не следует использовать силицидные пеногасители, поскольку они несовместимы с пластиковыми носителями.

2.10.3Расчистка несущей платформы и временное хранение

Для хорошо спроектированных и построенных реакторов с подвижным слоем, несмотря на то, что отказы случаются редко, целесообразно решить проблему перемещения носителя из реактора и его хранения, когда реактор остановлен из-за технического обслуживания и т. д. . Все жидкости в реакторе, включая носители, могут быть слиты с помощью вихревого насоса с вогнутым колесом диаметром 10 см. Если рассчитанный коэффициент заполнения является подходящим, носитель из одного реактора может быть временно перемещен в другой реактор. Однако недостатком этого метода является то, что трудно восстановить исходные коэффициенты заполнения обоих реакторов при обратном перемещении носителей. После того, как носители закачаны обратно в реактор, единственным разумным способом точного измерения коэффициента заполнения носителя является опорожнение реактора и измерение высоты носителя в обоих реакторах. В идеале должен быть еще один бассейн или другая неиспользуемая единица, которую можно было бы использовать в качестве контейнера для временного хранения носителей, чтобы можно было легко обеспечить первоначальный коэффициент заполнения реактора носителями.

ХАНЧЖОУ ДЖУНТАЙ ПЛАСТИКОВЫЕ ПРОДУКТЫ, ООО

Головной офис: № 907, корпус 1, XIC International, Линьпин, Ханчжоу, провинция Чжэцзян, Китай.

Номер:0086-152-67462807

Интернет: WWW.Chinambbr.com