MBBR Process Design Beregn og detaljering
Af: Kate
Email:Kate@aquasust.com
Dato: 12. juli 2021
Indholdsfortegnelse
1. Hvad er MBBR og MBBR Full Form
2.1 Introduktion af biofilmbærer
2.2 Fjernelse af kulstofholdige stoffer
2.4 Design af konventionel belastning MBBR
2.5 Design af lav belastning MBBR
2.6 Nitrifikation af MBBR-teknologi
2.7 Denitrifikation af MBBR Tank
2.7.1 Moving bed biofilm reaktor med præ-denitrifikation
2.7.2 Moving bed biofilm reaktor med post-denitrifikation
2.7.3 Kombineret før/efter denitrifikation biofilmreaktor med bevægeligt leje
2.7.4 Agitation af denitrifikation
2.8 Forbehandling
2.9Faststof-væske separation af MBBR
2.10 Overvejelser ved design af MBBR
2.10.1MBBR Vandret strømningshastighed (horisontal strømningshastighed)
2.10.2 MBBR Tank Skum problemer
2.10.3 Carrier seng klaring og midlertidig opbevaring
|
Hvis du har brug for MBBR Process Excel Kontakt nu, hvorfor ikke? Whatapp eller telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
1. Hvad er MBBR og MBBR Full Form
I løbet af de sidste 20 år har Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) udviklet sig til en enkel, robust, fleksibel og kompakt spildevandsbehandlingsproces. Forskellige konfigurationer af MBBR er med succes blevet brugt til BOD-fjernelse, ammoniakoxidation og nitrogenfjernelse og kan opfylde forskellige spildevandskvalitetskriterier, herunder strenge næringsstofbegrænsninger.
Biofilmreaktoren med bevægeligt leje bruger specialdesignet plast som biofilmbærer, og gennem beluftning omrøring væske
Bæreren kan suspenderes i reaktoren ved tilbagesvaling eller mekanisk blanding. I de fleste tilfælde er bæreren fyldt mellem 1/3 og 2/3 af reaktoren. MBBR'ens alsidighed gør det muligt for designingeniøren at bruge sin fantasi fuldt ud. Den største forskel mellem MBBR og andre biofilmreaktorer er, at den kombinerer mange af fordelene ved det aktiverede slam og biofilmmetoderne, samtidig med at man undgår så mange af deres ulemper som muligt.
1) Som andre nedsænkede biofilmreaktorer er MBBR i stand til at danne højt specialiserede aktive biofilm, der kan tilpasses de specifikke forhold i reaktoren. Den højt specialiserede aktive biofilm resulterer i en høj effektivitet pr. volumenhed af reaktoren og øger stabiliteten af processen og reducerer derved størrelsen af reaktoren.
2) Fleksibiliteten og processtrømmen af MBBR er meget lig den for aktiveret slam, hvilket gør det muligt at arrangere flere reaktorer sekventielt langs strømningsretningen for at opfylde flere behandlingsmål (f.eks. BOD-fjernelse, nitrifikation, præ- eller post-denitrifikation) uden behov for en mellempumpe.
3) Det meste af den aktive biomasse tilbageholdes vedvarende i reaktoren, så i modsætning til den aktiverede slamproces er MBBR Tørstofkoncentrationen i MBBR-afløbet mindst lige så høj som tørstofkoncentrationen i reaktoren. MBBR er en størrelsesorden lavere end den traditionelle sedimentationstank, så ud over den traditionelle sedimentationstank kan MBBR bruge en række forskellige fast-væske separationsprocesser.
4) MBBR er alsidig, og reaktoren kan have forskellige geometrier. Til eftermonteringsprojekter er MBBR velegnet til eftermontering af eksisterende damme.
2.Design af MBBR proces
Designet af MBBR er baseret på konceptet om, at flere MBBR danner en serie, hver med en bestemt funktion, og at disse MBBR arbejder sammen for at løse opgaven med spildevandsrensning. Denne forståelse er passende, fordi hver reaktor under de unikke betingelser, der stilles til rådighed (f.eks. tilgængelige elektrondonorer og elektronacceptorer), er i stand til at dyrke en specialiseret biofilm, der kan bruges til at opnå en bestemt behandlingsopgave. Denne modulære tilgang kan ses som et enkelt og ligetil design, der består af en sekvens af flere fuldt blandede reaktorer, hver med et unikt behandlingsformål. I modsætning hertil er designet af aktiverede slamsystemer meget komplekst: da konkurrencereaktioner altid forekommer, for at opnå det ønskede behandlingsmål inden for den opholdstid, der er begrænset af hver del af tanken (luftnings- og ikke-beluftningszoner), total biosolids residen time (SRT) skal holdes på et passende niveau, så bakterier kan blandes (i forhold til bakterievæksthastigheder og råvandsegenskaber) og vokse sammen.
Det er enkelheden ved MBBR, der gør det muligt for os at forstå biofilmen i MBBR godt i praksis gennem observationer fra forskere, ingeniører og operatører af spildevandsrensningsanlæg. Størstedelen af dette papir præsenterer eksempler på MBBR-observationer og demonstrerer derved dem, der er kritiske komponenter og faktorer at overveje i MBBR-design og -drift.
● AquasustMBBRProcessFlavDiagram
|
Hvis du har brug for MBBR Process Excel Kontakt nu, hvorfor ikke? Whatapp eller telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.1Introduktion af biofilmbærer
Nøglen til succes for enhver biofilmreaktor er at opretholde en høj procentdel af bioaktivt volumen i reaktoren. Hvis biomassekoncentrationen på MBBR-bærere omregnes til koncentration af suspenderede faste stoffer, er værdierne generelt omkring 1000 til 5000 mg/l. Med hensyn til enhedsvolumen er fjernelseshastigheden for MBBR meget højere end for aktiverede slamsystemer. Dette kan tilskrives følgende.
1) Forskydningskraften påført bæreren af blandingsenergien (f.eks. beluftning) kontrollerer effektivt tykkelsen af biofilmen på bæreren og opretholder således en høj total biologisk aktivitet.
2) Evnen til at opretholde et højt niveau af dedikeret biomasse under specifikke forhold i hver reaktor, uafhængigt af systemets samlede HRT.
3) Den turbulente strømningstilstand i reaktoren opretholder den nødvendige diffusionshastighed.
Moving bed-reaktorer kan bruges til BOD-fjernelse, nitrifikation og denitrifikation og kan således kombineres i forskellige processer. Tabel 1-1 opsummerer de forskellige processer i MBBR. Bestemmelsen af den mest effektive proces er relateret til følgende faktorer.
1) Lokale forhold, herunder indretning og hydraulisk tværsnit (kote) af renseanlægget.
2) Eksisterende renseprocesser og mulighed for ændring af eksisterende anlæg og damme.
3) Målvandkvalitet.
● Tabel 1-1 MBBR-procesoversigt
|
Behandlingsformål |
Behandle |
|
|
Enkelt MBBR Højlast MBBR placeret før aktiveret slamproces |
|
Nitrifikation |
Enkelt MBBR MBBR sæt efter sekundær behandling IFAS |
|
Denitrifikation denitrifikation |
MBBR alene og efter denitrifikation, MBBR alene og efter denitrifikation, MBBR alene og før og efter denitrifikation, Post-MBBR til denitrifikation af nitrifikationsspildevand. |
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), er substratfjernelseshastigheden for MBBR en førsteordensreaktion. Under kontrollerede forhold kan fjernelseshastigheden for bæreroverfladearealet (SAAR) udtrykkes som en funktion af belastningen af bæreroverfladearealet (SALR), som vist i ligning (1-1).
r =rmax-[L/(K+L)] (1-1)
r - fjernelseshastighed (g/(m2 -d));
rmaks- maksimal fjernelseshastighed (g/(m2 -d)).
L - belastningshastighed (g/(m2 -d)).
K - halvmætningskonstant.
2.2Fjernelse af kulstofholdige stoffer
Overfladebelastningen (SALR) af bæreren, der kræves til kulfjernelse, afhænger af dens vigtigste behandlingsformål og slammet Vandseparationsmetoder.
Tabel 1-2 viser de almindeligt anvendte BOD-belastningsintervaller til forskellige anvendelsesformål. Lavere belastningsværdier bør anvendes, når nitrifikation er nedstrøms. Høje belastninger bør kun anvendes, når kun kulstoffjernelse overvejes. Erfaring viser, at til fjernelse af kulstof er opløst oxygen i hovedvæskefasen på 2-3 mg/L tilstrækkeligt, og yderligere stigning i koncentrationen af opløst oxygen er ikke meningsfuldt for at forbedre fjernelseshastigheden for bæreroverfladearealet (SARR).
● Tabel 1-2 Typiske BOD-indlæsningsværdier
|
Ansøgningsformål |
BOD pr. enhed af bæreroverfladeareal møder (SALR) (g/m2.d) |
|
Høj belastning (75 %-80% BOD-fjernelse) |
20 |
|
Høj belastning (80%-90% BOD-fjernelse) |
5-15 |
|
Lav belastning (før nitrifikation) |
5 |
|
Hvis du har brug for MBBR Process Excel Kontakt nu, hvorfor ikke? Whatapp eller telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.3Design af højlast MBBR
For at opfylde de grundlæggende standarder for sekundær behandling, men har brug for et kompakt højbelastningssystem, bør du overveje at bruge en reaktor med bevægeligt leje
Når MBBR arbejder ved høj belastning, er dens bæreroverfladebelastningsværdi (SALR) høj. Når MBBR drives ved høj belastning, er bæreroverfladebelastningsværdien (SALR) høj, og hovedformålet er at fjerne opløst og let nedbrydeligt BOD fra det indstrømmende vand. ved høj belastning mister den udstøbte biofilm sin bundfældningsegenskab, så kemisk koagulering, luftflotation eller faststofkontaktproces bruges ofte til at fjerne suspenderede faste stoffer fra spildevandet fra højbelastnings-MBBR. Men generelt er denne proces en simpel proces, der kan opfylde de grundlæggende standarder for sekundær behandling med en kort HRT. Resultaterne af den højbelastede MBBR-undersøgelse er vist i figur 1-3. Figur 1-3(a) viser, at MBBR er meget effektiv til at fjerne COD og i det væsentlige er lineær over en lang række belastninger. Figur 1- 3 (b) illustrerer, at bundfældningen af MBBR-spildevand er meget dårlig, selv ved meget lave overfladeoverløbshastigheder, hvilket tyder på, at en forbedret faststoffangststrategi faktisk er nødvendig. MBBR/faststofkontaktprocessen blev brugt på Mao Points spildevandsbehandlingsanlæg i New Zealand. Figur 1-4 viser forholdet mellem fjernelse af opløst BOD og total indflydende BOD-belastning på dette anlæg. Figur 1-4 viser, at typiske værdier for BOD-fjernelse for højbelastnings-MBBR er 70 % til 75 %. Bioflokkulering og yderligere behandling med faststofkontaktprocessen gør det muligt for processen at opfylde de grundlæggende standarder for sekundær behandling.
● Figur 1-3
(a) Fjernelseshastighed af COD ved høj belastning.
(b) Dårlig sedimentering af løsrevet biofilm under høj belastning
● Figur 1-4 Forholdet mellem opløst BOD-fjernelseshastighed og total BOD-belastning i høj belastning MBBR
2.4 Design af konventionel belastning MBBR
Når den konventionelle konventionelle sekundære behandlingsproces tages i betragtning, kan en reaktor med bevægeligt leje vælges. I dette tilfælde kan en sekventiel 2 MBBR i rækken opfylde behandlingskravene (sekundært behandlingsniveau).
Tabel 1- 4 opsummerer fjernelsen af BOD7 i de fire renseanlæg. Alle fire renseanlæg brugte konventionelt indlæst MBBR med en MBBR organisk belastning på 7-10 gBOD7 /(m2 -d) (ved 10 grader); før MBBR blev der anvendt kemikalier til flokkulering og fosforfjernelse, og forbedret separation af suspenderet stof blev også implementeret.
● Driftsresultater af konventionel belastning MBBR med kemisk fosforfjernelsesproces
|
Hvis du har brug for MBBR Process Excel Kontakt nu, hvorfor ikke? Whatapp eller telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.5Design af lav belastning MBBR
Når MBBR placeres før nitrifikationsreaktoren, er den mest økonomiske designmulighed at overveje brugen af MBBR til organisk fjernelse. Dette gør det muligt for nitrifikationsreaktoren med bevægende leje nedstrøms for MBBR at opnå en høj nitrifikationshastighed. Hvis BOD-belastningen af nitrifikations-MBBR ikke reduceres tilstrækkeligt, vil nitrifikationshastigheden blive væsentligt reduceret, hvilket efterlader reaktoren i en ineffektiv tilstand.
Figur {{0}} (a) viser effekten af at øge BOD-belastningen på bærerens nitrifikationshastighed. Dette er et eksempel på en høj BOD-belastning, der fører til en for høj nitrifikationsbelastning i den senere sektion, når organisk stof fjernes i den forreste sektion. I dette eksempel var nitrifikationshastigheden 0,8 g/(m2 -d). Når BOD-belastningen var 2 g/(m2 -d) og den opløste oxygen i hovedvæsken var 6 mg/L. Men når BOD-belastningen steg til 3 g/(m2 -d), var nitrifikationshastigheden 0,8 g/(m2 -d). Men når BOD-belastningen blev øget til 3 g/(m2 -d), faldt nitrifikationshastigheden med omkring 50 %. For at modvirke dette kan operatøren øge koncentrationen af opløst ilt i hovedvæskefasen eller øge fyldningsforholdet for at reducere overfladebelastningshastigheden. Det er dog vigtigt at bemærke, at en sådan tilgang ikke bør bruges i design på grund af manglende økonomi og effektivitet. Yderligere, når man designer en MBBR til BOD-fjernelse, bør der tages en konservativ tilgang ved at vælge en lav belastningshastighed til dimensionering for at opnå maksimal effektivitet i nedstrøms nitrifikations-MBBR.
Figur 1-6(b) viser nitrifikationshastighederne for sekvensens tre aerobe MBBR. I figur 6(b) blev bæreren i hver MBBR fjernet til et lille forsøg med nitrifikationshastigheden. Deltestene varede i 6 uger og blev udført to gange. I hver deltest var betingelserne for de tre deltestreaktorer næsten identiske (f.eks. opløst oxygen, temperatur, pH og initial koncentration af ammoniaknitrogen). Testresultaterne viste, at den første reaktor havde den højeste opløste COD-belastning (5,6 g/(m2 -d)) og næsten ingen nitrifikationseffekt, men havde stor succes med at fjerne COD-belastningen. Dette demonstreres af følgende to aspekter.
(1) Nitrifikationshastigheden i andet trins reaktoren er høj og tæt på den i tredje trin.
(2) De opløste COD-belastninger i andet og tredje trin var ikke signifikant forskellige.
Til design af lavbelastningsreaktorer er det vigtigt at vælge bæreroverfladebelastningen (SALR) konservativt. Det er muligt at
Følgende ligning blev brugt til at korrigere overfladearealbelastningen af bæreren (SALR) i henhold til temperaturen af spildevandet: LT=L101.06(T-10)
LT - belastningen ved temperatur T.
L10 -10 grad ved en belastning på 4,5 g/(m2 -d).
● Figur 1-6
(a) Effekt af BOD-belastning og opløst oxygen på nitrifikationshastighed ved 15 grader.
(b) Forskelle i nitrifikationshastigheder for forskellige MBBR i MBBR-serien
|
Hvis du har brug for MBBR Process Excel Kontakt nu, hvorfor ikke? Whatapp eller telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.6Nitrifikationaf MBBR-teknologi
Der er nogle faktorer, der har en væsentlig indflydelse på ydeevnen af en nitro MBBR og skal tages i betragtning, når man designer en nitro MBBR. Den tungeste
Faktorer er.
(1) Økologisk belastning.
(2) Koncentration af opløst oxygen.
(3) Ammoniakkoncentration.
(4) Spildevandskoncentration.
(5) pH eller alkalinitet.
Figur 1- 6 illustrerer, at for at opnå tilfredsstillende nitrifikationshastigheder i en nitrificerende MBBR, der er nedstrøms, er det vigtigt at fjerne organisk materiale fra spildevandet i opstrøms MBBR; ellers vil den heteroxiske biofilm konkurrere med den om plads og ilt og dermed reducere (slukke) biofilmens nitrifikationsaktivitet. Nitrifikationshastigheden stiger med faldende organisk belastning, indtil opløst ilt bliver den begrænsende faktor. Kun ved meget lave ammoniakkoncentrationer (<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 below.
Ved tilstrækkelig alkalinitet og ammoniakkoncentrationer (i det mindste initialt) vil nitrifikationshastigheden falde med organisk belastning
stiger, indtil opløst ilt bliver den begrænsende faktor. Inden for en velvoksen nitrificerende biofilm vil koncentrationen af opløst oxygen kun begrænse nitrifikationshastigheden på bæreren, hvis forholdet mellem O2 og NH4+-N er under 2.0. I modsætning til aktiverede slamsystemer udviser reaktionshastigheden i reaktorer med bevægeligt leje et lineært eller tilnærmelsesvis lineært forhold med koncentrationen af opløst oxygen i væskefaselegemet under oxygenbegrænsede forhold. Dette kan skyldes, at passagen af ilt over den stationære væskemembran ind i biofilmen kan være et kritisk trin til at begrænse iltoverførslen. Forøgelse af koncentrationen af opløst ilt i hovedvæskefasen øger koncentrationsgradienten af opløst ilt i biofilmen. Ved højere beluftningshastigheder bidrager den øgede blandingsenergi også til overførslen af ilt fra hovedvæskefasen til biofilmen. Som det kan ses i figur 1- 6(a), kan der forventes en lineær sammenhæng mellem nitrifikationshastigheden og koncentrationen af opløst ilt, hvis den organiske belastning holdes konstant (f.eks. konstant biofilmtykkelse og sammensætning). Figur 1-7 forklarer, at forøgelse af den opløste oxygen i hovedvæskefasen bidrager til nitrifikationshastigheden, indtil ammoniakkoncentrationen i hovedvæskefasen er reduceret til et meget lavt niveau.
● Figur 1-7 Effekt af opløst oxygen ved lav ammoniakkoncentration
For en velvoksen "ren" nitrificerende biofilm påvirker ammoniakkoncentrationen i hovedvæskefasen ikke reaktionshastigheden, før O2:NH4+- N når 2 til 5. Nogle eksempler på O2:NH{{6} } N er angivet i tabel 1-5.
● Tabel 1-5 Nogle eksempler på O2:NH4+- N
|
Referencer |
O2:NH4+- N |
|
Hem (1994) |
＜2(iltbegrænsning) 2.7(Kritisk O2 koncentration=9-20mg/L) 3.2(Kritisk O2 koncentration=6mg/L) ＞5 (ammoniakbegrænsning) |
|
Bonomo (2000) |
＞3-4 (ammoniakbegrænsning) ＜1-2 (iltbegrænsning) |
Designet af MBBR starter ofte med en tærskelværdi på 3,2. Tærskelværdien er justerbar. Ved hjælp af ligning (1-3) kan ammoniakkoncentrationen ved denne tærskelværdi bruges til at estimere den passende nitrifikationshastighed og bruges som grundlag for design.
rNH3-N= k × (SNH3-N) (n) (1-3)
rNH3-N-nitrifikationshastighed (g rNH3-N /(m2 -d)
k - reaktionshastighedskonstant (afhængig af placering og temperatur).
SNH3-N - substratkoncentration, der begrænser reaktionshastigheden.
n - antal reaktionstrin (placering og temperaturafhængig).
Reaktionshastighedskonstanten (k) med biofilmtykkelse og diffusion af det begrænsende substrat ved en given koncentration af opløst ilt. Koefficienten er relateret til Antallet af reaktionsniveauer (n) er relateret til væskefilmen ved siden af biofilmen. Når den turbulente strømning er stærk, og det stationære væskefilmlag er tyndt, har reaktionsniveauet tendens til at {{0}}.5; når den turbulente strømning er langsom, og den stationære væskefilm er tyk, har reaktionsniveauet en tendens til 1,0. På dette tidspunkt bliver diffusion den hastighedsbegrænsende faktor.
Ammoniakkoncentrationen ved den kritiske værdi (SNH3-N) kan estimeres ud fra det kritiske forhold og designkoncentrationen af opløst oxygen i hovedvæskefasen, som vist nedenfor. Forøgelse af koncentrationen af opløst ilt i hovedvæskefasen kan hjælpe med at reducere det kritiske forhold, men med ringe succes. Overvej også tilfældet, hvor heterotrofe bakterier konkurrerer om plads under visse reaktorbelastninger og blandingsforhold, og derved reducerer oxygenpassage gennem det heterotrofe lag på biofilmen.
(SNH3-N)=1.72mg-N/L=(6mgO2/L - 0.5O2/L)/3.2
Tager man SNH{{0}}N som 1,72, idet man antager en reaktionshastighedskonstant k=0.5 og et reaktionstrin på 0,7, kan ligning (1- 3) beregnes som følger.
rNH3-N=0.73g/(m2 -d)=0.5×1.720.7
Når man overvejer temperaturens effekt på en nitrificerende MBBR, er flere faktorer vigtige. Det bør tages i betragtning, at udløbstemperaturen i MBBR iboende kan påvirke den kinetiske proces af biologisk nitrifikation; hastigheden af substratdiffusion ind i og ud af biomassen; og væskens viskositet, som igen kan have en krusningseffekt på forskydningsenergien på biofilmtykkelsen. Effekten af temperatur på de ovenfor beskrevne makroskopiske reaktionshastigheder kan udtrykkes ved følgende forhold.
kT2= kT1-θ(T2-T1) (1-4)
kT1 - reaktionshastighedskonstanten ved en temperatur på T1.
kT2 - reaktionshastighedskonstanten ved en temperatur på T2.
θ - temperaturkoefficient.
Selvom temperaturafhængigheden af nitrifikationskinetik ved vinterdesigntemperatur reducerer nitrifikationshastigheden af MBBR, kan en stigning i koncentrationen af biofilm på bæreren observeres ved lave temperaturer, og desuden kan koncentrationen af opløst ilt i reaktoren øges, hvilket både afbøder temperaturens negative effekt på nitrifikationshastigheden. Ved lavere spildevandstemperaturer blev biomassen (g/m2) observeret højere. Desuden kan koncentrationen af opløst ilt i hovedvæskefasen øges uden at øge beluftningshastigheden, fordi ilten i denne skyldes den højere opløselighed af lavtemperaturvæsker. Dette fører til slutresultatet, at mens biofilmaktiviteten er højere end biofilmaktiviteten (g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/m2) falder, men nitrifikationsaktiviteten pr. enhed bæreroverfladearealet kan stadig opretholdes på et højt niveau. Den sæsonmæssige variation af biomasse med udløbstemperatur for en tertiær nitrifikations-MBBR er angivet i figur 1- 8(a). Da spildevandstemperaturen steg fra 〈15 grader til〉15 grader mellem maj og juni, faldt biomassekoncentrationen stejlt. Figur 1- 8 (b) opdeler dataene i to zoner i henhold til spildevandstemperaturen (〈15 grader og 〉15 grader ). Selvom den biofilmspecifikke aktivitet falder i området 〈15 grader, forbliver reaktorens makroskopiske ydeevne høj på grund af den højere totale biomassekoncentration og den højere koncentration af opløst oxygen (forårsaget af den øgede gasopløselighed ved lave temperaturer). Dette observerede fænomen tyder på, at den makroskopiske overfladereaktionshastighed på bæreren kan opretholdes på et højt niveau under lave temperaturforhold på trods af den reducerede væksthastighed af nitrificerende bakterier på grund af biofilmtilpasning.
● Figur 1-8 (a) Sæsonvariation af biomassekoncentration og temperatur i MBBR med tertiær nitrifikation.
(b) Sammenhæng mellem nitrifikationsaktivitet og koncentration af opløst oxygen ved forskellige temperaturforhold
|
Hvis du har brug for MBBR Process Excel Kontakt nu, hvorfor ikke? Whatapp eller telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7 Denitrifikationaf MBBR Tank
Moving bed-reaktorer er med succes blevet brugt i præ-, post- og kombinerede denitrifikationsprocesser. I modsætning til andre bio det samme som materiale denitrifikationsprocessen, er de faktorer, der skal overvejes i designet.
1) En passende kulstofkilde og et passende forhold mellem kulstof og nitrogen i reaktoren.
2) Den ønskede grad af denitrifikation.
3) Temperatur af spildevandet.
4) Opløst ilt i retur- eller opstrømsvandet.
2.7.1 Moving bed biofilmreaktor med præ-denitrifikation
Når BOD-fjernelse, nitrifikation og moderat nitrogenfjernelse er påkrævet, er MBBR med frontdenitrifikation velegnet. For fuldt ud at udnytte volumen af den iltfattige reaktor bør fødevandet have et passende forhold mellem let bionedbrydelig COD og ammoniaknitrogen (C) /N). Da nitrifikationsstadiet af MBBR kræver forhøjet opløst oxygen, har den opløste oxygen i tilbagesvalingen en betydelig indvirkning på MBBRs ydeevne. Dette resulterer i en øvre grænse for det mest økonomiske tilbagesvalingsforhold (Q refluks/Q-indløb) i produktionen. Over denne værdi falder denitrifikationens samlede effektivitet, når returstrømmen øges yderligere. Hvis arten af spildevandet er egnet til front-end denitrifikation, er nitrogenfjernelsesraten generelt mellem 50 % og 70 % ved et returforhold på (1:1) til (3:1). I produktionspraksis kan denitrifikationshastigheder blive påvirket af faktorer som: placering, sæsonbestemte forskelle i spildevandsegenskaber (f.eks. C/N), koncentration af opløst oxygen, der bringes ind i reaktoren, og spildevandstemperatur.
|
Hvis du har brug for MBBR Process Excel Kontakt nu, hvorfor ikke? Whatapp eller telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7.2 Moving bed biofilmreaktor med post-denitrifikationn
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 %) ved en kort HRT.
Hvis spildevandets BOD- og nitratkrav er strengere, kan det være nødvendigt med en post-denitrifikation efter den lille beluftnings-MBBR. operationelle erfaringer viser, at hvis der er en sedimentationsproces opstrøms, kan der være fosforkoncentrationer i postdenitrifikationen, som ikke er tilstrækkelige til cellesyntese, og denitrifikationsydelsen kan hæmmes på det tidspunkt.
Når kulstof er overfyldt, kan den maksimale nitratbæreroverfladefjernelseshastighed (SARR) for den påførte kulstofkilde være større end 2g/(m2 -d). Nitratoverfladefjernelseshastighederne for forskellige kulstofkilder og forskellige temperaturer er angivet i figurerne 2-9.
● Figur 1-9 Overfladefjernelseshastighed for bærere med forskellige kulstofkilder som funktion af temperatur
2.7.3 Kombineret før/efter denitrifikation biofilmreaktor med bevægeligt leje
Moving bed-reaktorer med front- og back-denitrifikation kan kombineres, hvorved man udnytter økonomien ved front-denitrifikation. Designet af den forreste denitrifikationsreaktor kan betragtes som en beluftningstank om vinteren. Designet kan overveje at bruge den forreste denitrifikationsreaktor som en beluftningstank om vinteren. Dette er fordi.
1) Forøgelse af volumen af beluftningsreaktionstanken hjælper med at forbedre nitrifikationen.
2) Lavere vandtemperaturer kan føre til øgede koncentrationer af opløst ilt og reduceret opløst COD, hvilket kan påvirke effektiviteten af front-end denitrifikation.
3) Om vinteren kan post-denitrifikationsreaktoren varetage alle denitrifikationsopgaverne.
|
Hvis du har brug for MBBR Process Excel Kontakt nu, hvorfor ikke? Whatapp eller telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |
2.7.4 Agitation af denitrifikation
Ved denitrifikation MBBR er en skinnemonteret nedsænket mekanisk blander blevet brugt til at cirkulere og blande væsken i reaktoren
krop og bærer. Følgende aspekter bør specifikt overvejes, når røreværket designes: (1) placeringen og retningen af røreværket; (3) Type omrører; (3) omrøringsenergi.
Den relative tæthed af biofilmbæreren er ca. 0.96, så den vil flyde i vand uden påført energi, hvilket er forskelligt fra aktiveret slamproces. Når der ikke er tilført energi i den aktiverede slamproces, bundfælder de faste stoffer (slammet).
Som følge heraf bør omrøreren i MBBR placeres tæt på vandoverfladen, men ikke for tæt på vandoverfladen, ellers vil den skabe en hvirvel ved genvandsoverfladen og dermed bringe luft ind i reaktoren. Som vist i figur 1-10 skal omrøreren vippes lidt nedad, så bæreren kan skubbes dybere ind i reaktoren. Generelt kræver en ikke-beluftet MBBR 25 til 35 w/m3 energi for at omrøre hele bæreren. Agitation af denitrificerende MBBR bør overvejes specielt. Ikke alle omrørere er egnede til at blive brugt i MBBR i lang tid. Omrørerproducenten (ABS) har ved hjælp af flere MBBR-enheder udviklet ABS123K-omrøreren, der er specielt velegnet til reaktorer med bevægeligt leje. Denne omrører er lavet af rustfrit stål med en bagudbuet røremaskine, som er i stand til at modstå omrørerens slid af bæreren. For at forhindre skader på bæreren og slid på omrøreren har ABS123K røreværket 12 mm runde stænger svejset langs propellens vinger. Når den bruges i en reaktor med bevægeligt leje, er hastigheden af ABS123K-omrøreren ret lav (90 rpm ved 50 Hz og 105 rpm ved 60 Hz). Blandingsenergien, der kræves for at agitere den denitrificerende MBBR, er relateret til bærerfyldningsforholdet og den forventede biofilmvækst. Praktisk erfaring viser, at omrøring er mere effektiv ved lave bærerfyldningsforhold (f<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 compatible.
● Figur 10
(a) ABS123K omrører vendt mod vandoverfladen og vippet 30 grader nedad for at skubbe bæreren dybere ind i reaktoren;
b) denitrifikation MBBR i drift på et spildevandsrensningsanlæg
2.8 Forbehandling
Som med andre neddykkede biofilmteknologier kræver fødevandet til MBBR en ordentlig forbehandling. For at få en god rist og sedimentering er nødvendig for at undgå langsigtet ophobning af grimme inaktive materialer såsom affald, plastik og sand i MBBR. Da MBBR'en er delvist fyldt med bærere, er disse inerte materialer vanskelige at fjerne, når de først kommer ind i MBBR'en. Når primærbehandling er tilgængelig, anbefaler MBBR-producenter generelt, at ristspalten ikke er større end 6 mm, og hvis der ikke findes primærbehandling, skal der monteres en fin rist på 3 mm eller mindre. Hvis MBBR tilføjes til den eksisterende proces, er der desuden ikke behov for at tilføje flere gitre, hvis det eksisterende behandlingsniveau allerede er højt.
2.9 Faststof-væske separation af MBBR
Sammenlignet med den aktiverede slam-proces, er den bevægelige leje-proces meget fleksibel ud fra synspunktet om efterfølgende faststof-væske separation stor. Den biologiske behandlingseffekt af den bevægelige lejeproces er uafhængig af faststof-væske-separationstrinnet, så dens fast-væske-separationsenheder kan varieres. Derudover er koncentrationen af faste stoffer i MBBR-afløbet mindst én størrelsesorden lavere end koncentrationen af den aktiverede slamproces. Derfor er en række fast-væske-separationsteknologier med succes blevet anvendt på MBBR, som kan kombineres med enkle og effektive fast-væske-separationsteknologier såsom luftflotation eller sedimentationstanke med høj densitet, hvor jorden er på en præmie. Ved eftermontering af eksisterende spildevandsanlæg kan de eksisterende bundfældningstanke anvendes til faststofseparering i MBBR.
2.10 Overvejelser ved design af MBBR
Det følgende er meget vigtigt for design af MBBR.
2.10.1MBBRVandret strømningshastighed (vandret strømningshastighed)
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), vil transportørerne akkumulere ved interceptorgitteret og generere store løftehøjdetab. Nogle gange vil de hydrauliske forhold ved den maksimale strømningshastighed bestemme geometrien og antallet af serier af MBBR. Det er vigtigt for MBBR-design at konsultere producenten og bestemme den passende flowhastighed. Reaktorens størrelsesforhold er også en faktor. Generelt hjælper et lille aspektforhold (f.eks. 1:1 eller mindre) til at reducere bærerdrift mod interceptorgitteret ved maksimale strømningshastigheder og muliggør en mere ensartet fordeling af bærere i reaktoren.
2.10.2MBBR Tank Skum problemer
Skumproblemer er ikke almindelige i MBBR, men er tilbøjelige til at opstå under dårlig opstart eller drift. På grund af to skillevæg i midten af den kontinuerlige pool er højere end vandoverfladen, så skummet vil være begrænset til MBBR. Hvis skum skal kontrolleres, anbefales brug af antiskummidler. Brugen af skumdæmpere vil dække bæreren og hæmme diffusionen af substratet til biofilmen, hvilket kan påvirke MBBR'ens ydeevne. Silicidskumdæmpere bør ikke anvendes, da de ikke er kompatible med plastikbærere.
2.10.3Carrier seng klaring og midlertidig opbevaring
For veldesignede og byggede reaktorer med bevægeligt leje, selvom fejl er sjældne, er det klogt at løse problemet med, hvordan man flytter bæreren ud af reaktoren og opbevarer den, når reaktoren er lukket ned på grund af vedligeholdelse osv., bør stadig overvejes. . Alle væsker i reaktoren, inklusive bærerne, kan drænes af en 10 cm konkav hjulvortexpumpe. Hvis det beregnede fyldningsforhold er passende, kan bæreren i en reaktor midlertidigt flyttes til en anden reaktor. Ulempen ved denne metode er imidlertid, at det er vanskeligt at genoprette begge reaktorer til deres oprindelige fyldningsforhold, når bærerne flyttes tilbage. Når først bærerne er pumpet tilbage i reaktoren, er den eneste rimelige måde at måle bærerfyldningsforholdet nøjagtigt på at tømme reaktoren og måle bærerhøjden i begge reaktorer. Ideelt set ville der være en anden pool eller en anden ubrugt enhed, der kunne bruges som en midlertidig opbevaringsbeholder for bærerne, således at det oprindelige reaktorfyldningsbærerforhold let kunne sikres.
HANGZHOU Aquasust PLASTIC PRODUCTS CO., LTD
Hovedkontor: #907, Bygning 1, XIC International, Linping, Hangzhou, Zhejiang, Kina
Antal:0086-152-67462807
|
Hvis du har brug for MBBR Process Excel Kontakt nu, hvorfor ikke? Whatapp eller telefon:0086-15267462807 Email:Kate@aquasust.com |