A vatnsrofssýringartankurer háþróuð líffræðileg formeðferðareining sem er mikið notuð í skólphreinsikerfi sveitarfélaga og iðnaðar. Það bætir lífbrjótanleika afrennslisvatns með því að breyta flóknum lífrænum mengunarefnum í einfaldari lífbrjótanlegar efnasambönd með vatnsrofs- og súrnunarviðbrögðum.

Í mörgum skólphreinsunarverkefnum í iðnaði er stór hluti lífrænna mengunarefna til í formi flókinna stórsameindaefnasambanda sem erfitt er fyrir hefðbundin líffræðileg hreinsunarkerfi að brjóta niður beint. Vatnsrofssýrnunarofn brýtur þessi flóknu efni niður í smærri lífrænar sameindir, sem bætirBOD/COD hlutfallog skapa hagstæðari skilyrði fyrir síðari líffræðilega meðferðarferli.

Í samanburði við hefðbundnar meðferðaraðferðir veitir vatnsrofssýringartækni nokkra kosti:

Dregur úr margbreytileika lífrænna mengunarefna.

Bætir lífbrjótanleika afrennslisvatns.

Eykur skilvirkni líffræðilegrar meðhöndlunar á eftir.

Veitir stuðpúðagetu gegn sveiflum í gæðum skólps og rennsli.

Dregur úr meðferðarbyrði á síðari ferlum.

Af þessum sökum hafa vatnsrofssýringartankar orðið mikilvæg formeðferðartækni í skólphreinsistöðvum, sérstaklega fyrir iðnaðarafrennsli með mikið lífrænt álag eða lélegt lífbrjótanleika.

Hins vegar er árangursrík notkun háð því að velja rétta reactor gerð og hanna kerfið í samræmi við eiginleika frárennslisvatns.

Algeng verkfræðileg vandamál eins og seyruuppsöfnun, vökvaskammt-hringrás, seyruútskolun og óstöðug gæði frárennslis eru oft af völdum óviðeigandi vals á kjarnaofnum eða ónógrar athygli á byggingareiningum.

Ein af þremur helstu gerðum vatnsrofssýringargeyma sem notuð eru í verkfræði er:

Uppstreymi vatnsrofssýringartankur

Hver reactor tegund hefur mismunandi byggingareiginleika, rekstrarreglur, kosti og notkunarsviðsmyndir.

Vatnsrofssýringarferlið byggist á virkni loftfirrtra og geðrænnar örvera.

Ferlið inniheldur aðallega tvö stig:

2.1 Vatnsrofsstig

Við vatnsrof seyta örverur utanfrumuensím sem brjóta niður stórar lífrænar sameindir, þar á meðal:

Prótein

Kolvetni

Lipíð

Flóknar lífrænar fjölliður

Þessum stórsameindaefnum er breytt í smærri leysanleg efnasambönd eins og:

Amínósýrur

Sykur

Fitusýrur

Þessi umbreyting bætir aðgengi að mengandi efnum fyrir örverur.

2.2 Súrunarstig

Við súrnun breyta sýru-framleiðandi bakteríur vatnsrofsafurðunum í:

Rokgjarnar fitusýrur (VFA)

Lífrænar sýrur

Áfengi

Vetni

Koltvísýringur

Þessar vörur eru auðveldari fyrir líffræðilega meðhöndlunarörverur í eftirstreymisnotkun.

Ólíkt loftfirrtum meltingarkerfum sem einbeita sér að metanframleiðslu, miða vatnsrofssýringartankar aðallega að því að bæta lífbrjótanleika skólpsvatns og auka skilvirkni meðhöndlunar í kjölfarið.

3.1 Bæta lífbrjótanleika skólps

Margir iðnaðarafrennslisstraumar innihalda eldföst lífræn efnasambönd með lélega niðurbrjótanleika.

Vatnsrof súrnun breytir þessum efnum í smærri lífbrjótanlegar sameindir, sem eykur virkni líffræðilegra meðferðarkerfa.

Hærra lífbrjótanleikahlutfall leyfir niðurstreymisferli eins og:

Virkjuð seyrukerfi

MBBR kerfi

SBR kerfi

Biofilm reactors

til að starfa á skilvirkari hátt.

3.2 Draga úr COD meðferðarálagi

Vatnsrofssýring hjálpar til við að umbreyta flóknum COD í lífbrjótanlegra form.

Þó að kjarnaofninn sé ekki fyrst og fremst hannaður til að fjarlægja COD að fullu, bætir það skilvirkni COD umbreytingar og dregur úr lífrænu álagi sem fer inn í eftirfarandi meðferðarstig.

3.3 Bættu viðnám gegn högghleðslu

Iðnaðarafrennsli verða oft fyrir sveiflum í:

Lífræn styrkur

Rennslishraði

Eitruð mengunarefni

Rétt hannaður vatnsrofssýringargeymir veitir stuðpúðagetu og verndar líffræðilega ferla neðanstreymis fyrir skyndilegum breytingum.

3.4 Draga úr seyruframleiðslu

Í samanburði við loftháð meðhöndlunarferli starfar vatnsrofssýring við lágt súrefnisskilyrði og framleiðir almennt minna umfram seyru.

Þetta hjálpar til við að draga úr:

Kostnaður við losun seyru

Kröfur um meðhöndlun seyru

Heildarrekstrarkostnaður

Hægt er að flokka vatnsrofssúrunarofna eftir vökvaskilyrðum þeirra, blöndunaraðferðum og aðferðum til að varðveita lífmassa.

Fjallað er um þrjár helstu hönnunina hér að neðan.

Yfirlit

Uppstreymi vatnsrofssýringargeymirinn er sem stendur algengasta reactor gerð vegna einfaldrar uppbyggingar, lágs rekstrarkostnaðar og áreiðanlegrar frammistöðu.

Það er mikið notað í:

Hreinsun frárennslis sveitarfélaga

Afrennsli matvælavinnslu

Textílafrennsli

Afrennsli pappírsgerðar

Almenn hreinsun iðnaðar frárennslisvatns

Vinnureglu

Afrennsli berst inn í kjarnaofninn í gegnum dreifikerfi botnsins og flæðir upp í gegnum svifrykteppi.

Við uppstreymi:

Afrennslisvatn kemst í snertingu við-mikla styrkleikaeðju.

Svifefni eru geymd.

Vatnsrofsbakteríur brjóta niður flókin lífræn efnasambönd.

Leysanleg lífbrjótanleg efni verða til.

Meðhöndluðu flotinu er safnað úr efri hlutanum og losað í síðari meðferðareiningar.

Byggingarhönnun vatnsrofssýringartanks uppflæðis

Uppstreymi vatnsrofssýringartankurinn samþykkir almennt alóðrétt lagskipt reactor uppbyggingu. Frá botni til topps er hægt að skipta tankinum í fjögur virknisvæði:

Dreifingarsvæði botnvatns

Viðbragðssvæði seyru

Seyru-vatnsskiljunarsvæði

Frárennslissvæði

Hvert svæði gegnir ákveðnu hlutverki til að tryggja stöðuga starfsemi kjarnaofns.

1. Botnvatnsdreifingarsvæði

Neðsta dreifisvæðið er ábyrgt fyrir því að dreifa innstreymi frárennslisvatns jafnt um allan-þverskurð kjarnaofns.

Algengar dreifingaraðferðir eru:

Kvistuð götótt rörkerfi

Púlsvatnsdreifingarkerfi

Dreifingarrörunum er venjulega raðað niður með-stútum sem snúa niður eða halla til að ná jafnri flæðidreifingu.

Venjulega ætti að stjórna flæðishraða við dreifiop innan:

1.8–2.5 m/s

til að koma í veg fyrir stíflu en viðhalda skilvirkri vökvadreifingu.

Botninn á tankinum er venjulega hannaður með halla af:

0.5%–1%

og búin seyrulosunaraðstöðu til að koma í veg fyrir dauð svæði og seyruuppsöfnun.

Miðseðjuviðbragðssvæði

Viðbragðssvæði seyru er kjarnameðferðarsvæði reactorsins.

Dæmigert hönnunarfæribreytur eru:

Virk vatnsdýpt:4–6 m

Vökvasöfnunartími (HRT):4–8 klst

Þykkt seyru teppi:2–3 m

Styrkur seyru:8–12 g/L

Á þessu svæði:

Afrennslisvatn kemst í snertingu við-eðju með mikilli styrk.

Vatnsrofnar örverur brjóta niður flókin lífræn efni.

Svifefni eru tekin.

Lífbrjótanleiki er bættur.

Það er mikilvægt að viðhalda stöðugu seyru teppi til að ná stöðugum meðferðarárangri.

Efri seyru-Vatnsskilnaðarsvæði

Efri hlutinn virkar sem seyru-vatnsskiljunarsvæði.

Dæmigert vatnsdýpt:

1–1.5 m

Þegar uppstreymishraðinn minnkar geta sviflausnar seyru agnir sest aftur inn á hvarfsvæðið.

Þetta dregur úr:

Seyru tap

Lífmassaþvottur

Styrkur sviflausnarefna frárennslis

Rétt hannað aðskilnaðarsvæði er nauðsynlegt til að viðhalda stöðugleika kjarnaofna til lengri-tíma.

Efsta frárennslissvæðið

Efri frárennslissvæðið er hannað fyrir samræmda söfnun hreinsaðs vatns.

Algeng mannvirki eru:

Þríhyrningslaga yfirfallsstýri

Rétthyrnd yfirfallsstýri

Kerfið getur einnig innihaldið gasútblástursaðstöðu til að fjarlægja:

Rekja lífgas

Rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC)

Þetta hjálpar til við að viðhalda stöðugum þrýstingsskilyrðum inni í reactor.

Kostir uppflæðis vatnsrofssýringartanka

Helstu kostir eru:

1. Einföld uppbygging

Kjarnaofninn hefur tiltölulega einfalda uppsetningu án flókins vélræns búnaðar.

2. Lítil orkunotkun

Þar sem blöndun næst aðallega með vökvaflæði er orkunotkun mjög lítil.

3. Stöðugt örveruumhverfi

Upphengda seyru teppið veitir:

Langur seyrugeymslutími

Hár örveruþéttni

Stöðug líffræðileg virkni

4. Lágur rekstrarkostnaður

Skortur á vélrænum blöndunarbúnaði dregur úr:

Orkukostnaður

Viðhaldskröfur búnaðar

Flækjustig í rekstri

Takmarkanir uppflæðis vatnsrofssýringargeyma

Þrátt fyrir kosti þeirra hafa uppstreymisofnar nokkrar verkfræðilegar kröfur.

1. Strangar kröfur um dreifingu áhrifa

Ójöfn vatnsdreifing getur leitt til:

Vökvakerfis skammhlaup-

Ójöfn dreifing seyru

Minni skilvirkni meðferðar

Þess vegna verður að hanna inntaksdreifingarkerfið vandlega.

2. Næmi fyrir miklu sandinnihaldi

Afrennsli sem inniheldur of mikið af sandi eða sviflausn getur valdið:

Stífla í rörum

Stútur stíflast

Seyru uppsöfnun

Formeðferðaraðstaða eins og:

Skjár

Grindhólf

er mælt með fyrir kjarnaofninn.

3. Hætta á vökvalosi

Skyndileg flæðiaukning getur truflað seyru teppið og valdið:

Seyruflot

Seyruþvottur

Léleg frárennslisgæði

Verkfræðisjónarmið fyrir uppflæðisvatnsrofssýringargeyma

Til að tryggja stöðugan rekstur:

Forðastu einfalda staka-punktavatnsdreifingu

Dreifingarkerfi með einum-punkti eða takmörkuðum-punktum skapa oft ójöfn vökvaskilyrði.

Mælt er með fjöl-punktadreifingarkerfi.

Viðhalda yfirfallsveggnum

Ójafnt yfirfall veldur ívilnandi flæðisleiðum og hefur áhrif á seyru-vatnsskilnað.

Hannaðu rétta losunaraðstöðu fyrir seyru

Reglubundin losun seyru kemur í veg fyrir:

Óhófleg seyruuppsöfnun

Minnkað virkt rúmmál

Afköst reactor versnandi