A резервоар за хидролизно подкисляванее усъвършенствана единица за биологично предварително третиране, широко използвана в общински и промишлени системи за пречистване на отпадъчни води. Той подобрява биоразградимостта на отпадъчните води чрез превръщане на сложни органични замърсители в по-прости биоразградими съединения чрез реакции на хидролиза и подкиселяване.

В много проекти за промишлено пречистване на отпадъчни води, голяма част от органичните замърсители съществуват под формата на сложни макромолекулни съединения, които е трудно за конвенционалните системи за биологично пречистване да се разграждат директно. Реактор за хидролизно подкисляване разгражда тези сложни вещества на по-малки органични молекули, подобрявайкиСъотношение БПК/ХПКи създаване на по-благоприятни условия за последващи процеси на биологично третиране.

В сравнение с традиционните методи за обработка, технологията за хидролизно подкисляване осигурява няколко предимства:

Намалява сложността на органичните замърсители.

Подобрява биоразградимостта на отпадъчните води.

Повишава ефективността на биологичното третиране надолу по веригата.

Осигурява буферен капацитет срещу колебания в качеството на отпадъчните води и дебита.

Намалява тежестта на лечението върху следващите процеси.

Поради тази причина резервоарите за хидролизно подкисляване са се превърнали във важна технология за предварителна обработка в пречиствателните станции за отпадъчни води, особено за промишлени отпадъчни води с високи органични натоварвания или слаба биоразградимост.

Успешното приложение обаче зависи в голяма степен от избора на правилния тип реактор и проектирането на системата според характеристиките на отпадъчните води.

Често срещани инженерни проблеми като натрупване на утайки, хидравлично късо- съединение, отмиване на утайки и нестабилно качество на отпадъчните води често са причинени от неподходящ избор на реактор или недостатъчно внимание към структурните детайли.

Един от трите основни вида резервоари за хидролизно подкисляване, използвани в инженерните приложения, е:

Резервоар за подкисляване с хидролиза на възходящ поток

Всеки тип реактор има различни структурни характеристики, принципи на работа, предимства и сценарии на приложение.

Процесът на хидролизно подкисляване се основава на активността на анаеробни и факултативни микроорганизми.

Процесът включва основно два етапа:

2.1 Етап на хидролиза

По време на хидролиза микроорганизмите отделят извънклетъчни ензими, които разграждат големи органични молекули, включително:

протеини

Въглехидрати

Липиди

Сложни органични полимери

Тези макромолекулни вещества се превръщат в по-малки разтворими съединения като:

Аминокиселини

Захари

Мастни киселини

Тази трансформация подобрява достъпността на замърсителите за микроорганизмите.

2.2 Етап на подкисляване

По време на подкисляването бактериите-произвеждащи киселина превръщат продуктите на хидролизата в:

Летливи мастни киселини (VFA)

Органични киселини

алкохоли

Водород

Въглероден двуокис

Тези продукти са по-лесни за използване от микроорганизмите за биологично третиране надолу по веригата.

За разлика от системите за анаеробно смилане, които се фокусират върху производството на метан, резервоарите за хидролизно подкисляване имат за цел главно да подобрят биоразградимостта на отпадъчните води и да подобрят ефективността на последващото третиране.

3.1 Подобряване на биоразградимостта на отпадъчните води

Много потоци от промишлени отпадъчни води съдържат огнеупорни органични съединения с лоша биоразградимост.

Подкисляването чрез хидролиза превръща тези вещества в по-малки биоразградими молекули, повишавайки ефективността на системите за биологично третиране.

По-високият коефициент на биоразградимост позволява процеси надолу по веригата като:

Системи с активна утайка

MBBR системи

SBR системи

Реактори за биофилм

да работят по-ефективно.

3.2 Намаляване на натоварването при лечение на COD

Подкиселяването чрез хидролиза спомага за трансформирането на сложната COD в по-биоразградими форми.

Въпреки че реакторът не е проектиран основно за пълно отстраняване на COD, той подобрява ефективността на преобразуване на COD и намалява органичното натоварване, влизащо в следващите етапи на обработка.

3.3 Подобряване на устойчивостта на ударно натоварване

Промишлените отпадъчни води често изпитват колебания в:

Органична концентрация

Скорост на потока

Токсични замърсители

Правилно проектиран резервоар за подкисляване при хидролиза осигурява буферен капацитет и предпазва биологичните процеси надолу по веригата от внезапни промени.

3.4 Намалете производството на утайки

В сравнение с процесите на аеробно третиране, хидролизното подкисляване работи при условия на ниско съдържание на кислород и като цяло произвежда по-малко излишна утайка.

Това помага за намаляване на:

Разходи за обезвреждане на утайки

Изисквания за работа с утайки

Общи оперативни разходи

Реакторите за хидролизно подкисляване могат да бъдат класифицирани според техните хидравлични условия, методи на смесване и стратегии за задържане на биомаса.

Трите основни дизайна са разгледани по-долу.

Преглед

Резервоарът за хидролизно подкиселяване с възходящ поток понастоящем е най-често прилаганият тип реактор поради своята проста структура, ниски експлоатационни разходи и надеждна работа.

Той се използва широко в:

Пречистване на битови отпадъчни води

Отпадъчни води от хранително-вкусовата промишленост

Текстилни отпадъчни води

Отпадъчни води от производството на хартия

Общо пречистване на промишлени отпадъчни води

Принцип на работа

Отпадъчните води влизат в реактора през дънна разпределителна система и текат нагоре през одеяло от суспендирана утайка.

По време на възходящ поток:

Отпадъчните води влизат в контакт с високо{0}}концентрирана факултативна утайка.

Суспензиите се задържат.

Хидролитичните бактерии разграждат сложни органични съединения.

Генерират се разтворими биоразградими вещества.

Обработеният супернатант се събира от горната секция и се изхвърля към следващите единици за третиране.

Структурен дизайн на резервоар за подкисляване на хидролиза с възходящ поток

Резервоарът за хидролизно подкисляване на възходящ поток обикновено приема aвертикална стратифицирана структура на реактора. Отдолу нагоре резервоарът може да бъде разделен на четири функционални зони:

Долна водоразпределителна зона

Реакционна зона на утайки

Зона за{0}}отделяне на водата

Зона за събиране на отпадъчни води

Всяка зона изпълнява специфична функция за осигуряване на стабилна работа на реактора.

1. Долна водоразпределителна зона

Долната разпределителна зона е отговорна за равномерното разпределение на входящата отпадъчна вода по цялото напречно-сечение на реактора.

Общите методи за разпространение включват:

Системи от разклонени перфорирани тръби

Импулсни водоразпределителни системи

Разпределителните тръби обикновено са разположени с обърнати-надолу или под ъгъл дюзи, за да се постигне равномерно разпределение на потока.

Скоростта на потока при разпределителните отвори обикновено трябва да се контролира в рамките на:

1.8–2.5 m/s

за предотвратяване на блокиране, като същевременно поддържа ефективно хидравлично разпределение.

Дъното на резервоара обикновено се проектира с наклон от:

0.5%–1%

и оборудвани със съоръжения за изхвърляне на утайки за предотвратяване на мъртви зони и натрупване на утайки.

Средна реакционна зона на утайки

Реакционната зона на утайката е зоната за обработка на сърцевината на реактора.

Типичните параметри на дизайна включват:

Ефективна дълбочина на водата:4–6 m

Хидравлично време на задържане (HRT):4–8 часа

Дебелина на утайката:2–3 m

Концентрация на утайки:8–12 g/L

В тази зона:

Отпадъчните води влизат в контакт с утайка с висока{0}}концентрация.

Хидролитичните микроорганизми разграждат сложна органична материя.

Суспендираните твърди вещества се улавят.

Биоразградимостта е подобрена.

Поддържането на стабилно покритие на утайката е от решаващо значение за постигане на постоянна ефективност на обработката.

Горна зона за{0}}отделяне на водата

Горната част функционира като зона за{0}}отделяне на водата.

Типична дълбочина на водата:

1–1.5 m

Тъй като скоростта на възходящия поток намалява, суспендираните частици утайка могат да се утаят обратно в реакционната зона.

Това намалява:

Загуба на утайки

Отмиване на биомаса

Концентрация на суспендирани твърди вещества в отпадъчните води

Правилно проектираната зона за разделяне е от съществено значение за поддържане-на дългосрочна стабилност на реактора.

Горна зона за събиране на отпадъчни води

Горната отточна зона е предназначена за равномерно събиране на пречистена вода.

Общите структури включват:

Триъгълни преливници

Правоъгълни преливници

Системата може също да включва съоръжения за изпускане на газове за отстраняване на:

Проследяване на биогаз

Летливи органични съединения (ЛОС)

Това помага да се поддържат стабилни условия на налягане вътре в реактора.

Предимства на резервоарите за подкисляване с хидролиза на възходящ поток

Основните предимства включват:

1. Проста структура

Реакторът има сравнително проста конфигурация без сложно механично оборудване.

2. Ниска консумация на енергия

Тъй като смесването се постига главно чрез хидравличен поток, консумацията на енергия е изключително ниска.

3. Стабилна микробна среда

Одеялото от суспендирана утайка осигурява:

Дълго време на задържане на утайката

Висока микробна концентрация

Стабилна биологична активност

4. Ниски оперативни разходи

Липсата на механично оборудване за смесване намалява:

Енергийни разходи

Изисквания за поддръжка на оборудването

Оперативна сложност

Ограничения на резервоарите за подкисляване при хидролиза на възходящ поток

Въпреки предимствата си, реакторите с възходящ поток имат няколко инженерни изисквания.

1. Строги изисквания за разпространение на влиянието

Неравномерното разпределение на водата може да доведе до:

Хидравлично късо-съединяване

Неравномерно разпределение на утайката

Намалена ефективност на лечението

Следователно системата за разпределение на входа трябва да бъде внимателно проектирана.

2. Чувствителност към високо съдържание на пясък

Отпадъчните води, съдържащи прекомерно количество пясък или суспендирани твърди вещества, могат да причинят:

Запушване на тръбата

Запушване на дюзата

Натрупване на утайки

Съоръжения за предварителна обработка като:

Екрани

Камери за пясък

се препоръчват преди реактора.

3. Рискове от хидравличен удар

Внезапното увеличаване на потока може да наруши покритието на утайката и да причини:

Флотация на утайки

Отмиване на утайки

Лошо качество на отпадъчните води

Инженерни съображения за резервоари за подкисляване с хидролиза на възходящ поток

За да осигурите стабилна работа:

Избягвайте обикновеното едно{0}}точково разпределение на водата

Едноточковите-или ограничено{1}}точкови разпределителни системи често създават неравномерни хидравлични условия.

Препоръчва се много{0}}разпределителна система.

Поддържайте нивото на преливните бентове

Неравномерното преливане причинява преференциални пътища на потока и влияе върху отделянето на утайката-вода.

Проектирайте подходящи съоръжения за изхвърляне на утайки

Периодичното изхвърляне на утайки предотвратява:

Прекомерно натрупване на утайки

Намален ефективен обем

Влошаване на работата на реактора