A hydrolyzační acidifikační nádržje pokročilá jednotka biologického předčištění široce používaná v komunálních a průmyslových systémech čištění odpadních vod. Zlepšuje biologickou rozložitelnost odpadních vod přeměnou složitých organických polutantů na jednodušší biologicky odbouratelné sloučeniny prostřednictvím hydrolýzních a acidifikačních reakcí.

V mnoha projektech průmyslového čištění odpadních vod existuje velká část organických znečišťujících látek ve formě komplexních makromolekulárních sloučenin, které je pro konvenční biologické systémy čištění obtížné přímo degradovat. Hydrolyzační acidifikační reaktor rozkládá tyto složité látky na menší organické molekuly, čímž se zlepšujePoměr BSK/CODa vytváření příznivějších podmínek pro následné procesy biologického čištění.

Ve srovnání s tradičními metodami úpravy poskytuje technologie hydrolýzy acidifikace několik výhod:

Snižuje složitost organických polutantů.

Zlepšuje biologickou rozložitelnost odpadních vod.

Zvyšuje účinnost následného biologického čištění.

Poskytuje vyrovnávací kapacitu proti kolísání kvality odpadní vody a průtoku.

Snižuje zátěž následných procesů.

Z tohoto důvodu se hydrolyzační acidifikační nádrže staly důležitou technologií předčištění v čistírnách odpadních vod, zejména pro průmyslové odpadní vody s vysokým organickým zatížením nebo špatnou biologickou rozložitelností.

Úspěšná aplikace však do značné míry závisí na výběru správného typu reaktoru a návrhu systému podle charakteristik odpadních vod.

Běžné technické problémy, jako je hromadění kalu, hydraulické zkraty-, vymývání kalu a nestabilní kvalita odpadních vod, jsou často způsobeny nevhodným výběrem reaktoru nebo nedostatečnou pozorností věnovanou konstrukčním detailům.

Jedním ze tří hlavních typů hydrolyzačních acidifikačních nádrží používaných v technických aplikacích je:

Hydrolyzační okyselovací nádrž proti proudu vzhůru

Každý typ reaktoru má jiné konstrukční charakteristiky, provozní principy, výhody a scénáře použití.

Proces hydrolýzního acidifikace je založen na aktivitě anaerobních a fakultativních mikroorganismů.

Proces zahrnuje především dvě fáze:

2.1 Stupeň hydrolýzy

Během hydrolýzy mikroorganismy vylučují extracelulární enzymy, které rozkládají velké organické molekuly, včetně:

Proteiny

Sacharidy

Lipidy

Komplexní organické polymery

Tyto makromolekulární látky se přeměňují na menší rozpustné sloučeniny, jako jsou:

Aminokyseliny

Cukry

Mastné kyseliny

Tato transformace zlepšuje dostupnost znečišťujících látek pro mikroorganismy.

2.2 Fáze okyselení

Během okyselování přeměňují bakterie-produkující kyselinu produkty hydrolýzy na:

Těkavé mastné kyseliny (VFA)

Organické kyseliny

Alkoholy

Vodík

Oxid uhličitý

Tyto produkty jsou snadněji využitelné pro mikroorganismy následné biologické úpravy.

Na rozdíl od systémů anaerobní digesce, které se zaměřují na produkci metanu, mají hydrolyzační acidifikační nádrže především za cíl zlepšit biologickou rozložitelnost odpadních vod a zvýšit účinnost následného čištění.

3.1 Zlepšit biologickou rozložitelnost odpadních vod

Mnoho proudů průmyslových odpadních vod obsahuje žáruvzdorné organické sloučeniny se špatnou biologickou rozložitelností.

Hydrolyzační acidifikace přeměňuje tyto látky na menší biologicky odbouratelné molekuly, čímž se zvyšuje účinnost systémů biologického čištění.

Vyšší poměr biologické rozložitelnosti umožňuje následné procesy, jako jsou:

Systémy aktivovaného kalu

MBBR systémy

SBR systémy

Biofilmové reaktory

fungovat efektivněji.

3.2 Snížit zátěž při léčbě CHSK

Okyselení hydrolýzou pomáhá transformovat komplexní CHSK do biologicky odbouratelnějších forem.

Přestože reaktor není primárně navržen pro úplné odstranění CHSK, zlepšuje účinnost konverze CHSK a snižuje organickou zátěž vstupující do následujících stupňů úpravy.

3.3 Zlepšení odolnosti proti nárazovému zatížení

Průmyslová odpadní voda často zažívá výkyvy v:

Organická koncentrace

Průtok

Toxické znečišťující látky

Správně navržená hydrolyzační acidifikační nádrž poskytuje vyrovnávací kapacitu a chrání následné biologické procesy před náhlými změnami.

3.4 Snížení produkce kalu

Ve srovnání s procesy aerobního čištění probíhá okyselování hydrolýzou za podmínek s nízkým obsahem kyslíku a obecně produkuje méně přebytečného kalu.

To pomáhá snížit:

Náklady na likvidaci kalů

Požadavky na manipulaci s kaly

Celkové provozní náklady

Hydrolyzační acidifikační reaktory lze klasifikovat podle jejich hydraulických podmínek, metod míchání a strategií zadržování biomasy.

Tři hlavní návrhy jsou diskutovány níže.

Přehled

Hydrolyzační acidifikační nádrž s prouděním nahoru je v současnosti nejběžněji používaným typem reaktoru díky své jednoduché konstrukci, nízkým provozním nákladům a spolehlivému výkonu.

Je široce používán v:

Čištění komunálních odpadních vod

Odpadní vody při zpracování potravin

Textilní odpadní voda

Odpadní voda z výroby papíru

Obecné čištění průmyslových odpadních vod

Pracovní princip

Odpadní voda vstupuje do reaktoru spodním distribučním systémem a proudí nahoru přes zavěšený vločkový mrak.

Při vzestupném toku:

Odpadní voda přichází do-povinně koncentrovaného kalu.

Suspendované pevné látky jsou zachovány.

Hydrolytické bakterie rozkládají složité organické sloučeniny.

Vznikají rozpustné biologicky odbouratelné látky.

Upravený supernatant se shromažďuje z horní části a odvádí se do následných ošetřovacích jednotek.

Konstrukční návrh okyselovací nádrže s hydrolýzou proti proudu

Hydrolyzační acidifikační nádrž s prouděním obecně přijímá avertikální vrstvená konstrukce reaktoru. Zespodu nahoru lze nádrž rozdělit do čtyř funkčních zón:

Spodní zóna rozvodu vody

Reakční zóna kalu

Zóna-odlučování vody

Zóna sběru odpadních vod

Každá zóna plní specifickou funkci pro zajištění stabilního provozu reaktoru.

1. Spodní zóna distribuce vody

Spodní distribuční zóna je zodpovědná za rovnoměrnou distribuci přitékající odpadní vody po celém průřezu reaktoru-.

Mezi běžné způsoby distribuce patří:

Systémy rozvětvených děrovaných trubek

Pulzní rozvody vody

Distribuční trubky jsou obvykle uspořádány s tryskami směřujícími dolů-nebo šikmými tryskami, aby se dosáhlo rovnoměrného rozložení proudu.

Rychlost proudění v distribučních otvorech by měla být obecně řízena v rámci:

1.8–2.5 m/s

aby se zabránilo zablokování při zachování účinného hydraulického rozvodu.

Dno nádrže je obvykle navrženo se sklonem:

0.5%–1%

a vybavené zařízením na vypouštění kalu, aby se zabránilo mrtvým zónám a hromadění kalu.

Střední reakční zóna kalu

Zóna kalové reakce je oblast úpravy aktivní zóny reaktoru.

Mezi typické konstrukční parametry patří:

Efektivní hloubka vody:4–6 m

Hydraulická retenční doba (HRT):4–8 hodin

Tloušťka kalové pokrývky:2–3 m

Koncentrace kalu:8–12 g/L

V této zóně:

Odpadní voda přichází do kontaktu s kalem s vysokou{0}}koncentrací.

Hydrolytické mikroorganismy rozkládají složitou organickou hmotu.

Zachycují se nerozpuštěné látky.

Zlepšuje se biologická odbouratelnost.

Udržování stabilního vločkového mraku je zásadní pro dosažení konzistentního výkonu čištění.

Horní kalová-zóna separace vody

Horní část funguje jako prostor{0}}odlučující kalovou vodu.

Typická hloubka vody:

1–1.5 m

Když se rychlost proudění směrem nahoru snižuje, částice suspendovaného kalu se mohou usazovat zpět do reakční zóny.

To snižuje:

Ztráta kalu

Vymývání biomasy

Koncentrace suspendovaných pevných látek na odpadních vodách

Správně navržená separační zóna je nezbytná pro udržení dlouhodobé{0}}stability reaktoru.

Horní sběrná zóna odpadních vod

Horní odtoková zóna je navržena pro rovnoměrný sběr vyčištěné vody.

Mezi běžné struktury patří:

Trojúhelníkové přepadové jezy

Obdélníkové přepadové jezy

Systém může také zahrnovat zařízení na odsávání plynu pro odstranění:

Stopový bioplyn

Těkavé organické sloučeniny (VOC)

To pomáhá udržovat stabilní tlakové podmínky uvnitř reaktoru.

Výhody okyselovacích nádrží s hydrolýzou proti proudu vzduchu

Mezi hlavní výhody patří:

1. Jednoduchá struktura

Reaktor má relativně jednoduchou konfiguraci bez složitého mechanického vybavení.

2. Nízká spotřeba energie

Vzhledem k tomu, že míchání je dosaženo především hydraulickým prouděním, spotřeba energie je extrémně nízká.

3. Stabilní mikrobiální prostředí

Zavěšený kalový mrak poskytuje:

Dlouhá doba zdržení kalu

Vysoká mikrobiální koncentrace

Stabilní biologická aktivita

4. Nízké provozní náklady

Absence mechanického míchacího zařízení snižuje:

Náklady na energie

Požadavky na údržbu zařízení

Provozní složitost

Omezení okyselovacích nádrží s hydrolýzou směrem vzhůru

Navzdory svým výhodám mají reaktory s vzestupným tokem několik technických požadavků.

1. Přísné požadavky na distribuci vlivu

Nerovnoměrná distribuce vody může mít za následek:

Hydraulický zkrat-

Nerovnoměrné rozložení kalu

Snížená účinnost ošetření

Proto musí být systém přívodu rozvodu pečlivě navržen.

2. Citlivost na vysoký obsah písku

Odpadní voda obsahující nadměrné množství písku nebo suspendovaných pevných látek může způsobit:

Zablokování potrubí

Ucpání trysky

Akumulace kalu

Zařízení pro předúpravu, jako jsou:

Obrazovky

Komory na písek

se doporučují před reaktorem.

3. Rizika hydraulického šoku

Náhlé zvýšení průtoku může narušit vločkový mrak a způsobit:

Flotace kalu

Vymývání kalů

Špatná kvalita odpadních vod

Technické úvahy pro okyselovací nádrže s hydrolýzou se stoupajícím proudem

Pro zajištění stabilního provozu:

Vyhněte se jednoduchému jednobodovému-rozvodu vody

Jednobodové{0}}nebo omezené-bodové distribuční systémy často vytvářejí nerovnoměrné hydraulické podmínky.

Doporučuje se více{0}}bodový distribuční systém.

Udržovat úroveň přepadových jezů

Nerovnoměrné přetečení způsobuje preferenční cesty proudění a ovlivňuje odlučování-kalové vody.

Navrhněte správné zařízení na vypouštění kalu

Pravidelné vypouštění kalu zabraňuje:

Nadměrné hromadění kalu

Snížený efektivní objem

Zhoršení výkonu reaktoru