A hidrolízis savanyító tartályegy fejlett biológiai előkezelő egység, amelyet széles körben használnak a települési és ipari szennyvíztisztító rendszerekben. Javítja a szennyvíz biológiai lebonthatóságát azáltal, hogy az összetett szerves szennyezőket egyszerűbb biológiailag lebontható vegyületekké alakítja hidrolízis és savasítási reakciók révén.

Számos ipari szennyvízkezelési projektben a szerves szennyező anyagok nagy része összetett makromolekuláris vegyületek formájában létezik, amelyeket a hagyományos biológiai tisztítórendszerek nehezen tudnak közvetlenül lebontani. A hidrolízis savanyító reaktor ezeket az összetett anyagokat kisebb szerves molekulákra bontja, javítva aBOD/KOI arányés kedvezőbb feltételek megteremtése a későbbi biológiai kezelési folyamatokhoz.

A hagyományos kezelési módszerekkel összehasonlítva a hidrolízis savanyítási technológia számos előnnyel rendelkezik:

Csökkenti a szerves szennyező anyagok összetettségét.

Javítja a szennyvíz biológiai lebonthatóságát.

Növeli a biológiai kezelés hatékonyságát.

Pufferkapacitást biztosít a szennyvíz minőségének és áramlási sebességének ingadozásai ellen.

Csökkenti a további folyamatok kezelési terheit.

Emiatt a hidrolízis-savanyító tartályok fontos előkezelési technológiává váltak a szennyvíztisztítókban, különösen a nagy szervesanyag-terhelésű vagy rossz biológiai lebonthatóságú ipari szennyvizek esetében.

A sikeres alkalmazás azonban nagymértékben függ a megfelelő reaktortípus kiválasztásától és a rendszer szennyvíz jellemzőinek megfelelő kialakításától.

Az olyan gyakori műszaki problémákat, mint az iszap felhalmozódása, a hidraulikus rövidzár{0}}, az iszap kimosása és az instabil szennyvízminőség, gyakran a nem megfelelő reaktorválasztás vagy a szerkezeti részletekre való elégtelen figyelem okozza.

A mérnöki alkalmazásokban használt hidrolízis savanyító tartályok három fő típusának egyike:

Feláramló hidrolízis savanyító tartály

Minden reaktortípusnak más szerkezeti jellemzői, működési elvei, előnyei és alkalmazási forgatókönyvei vannak.

A hidrolízis savanyítási folyamata anaerob és fakultatív mikroorganizmusok aktivitásán alapul.

A folyamat alapvetően két szakaszból áll:

2.1 Hidrolízis szakasz

A hidrolízis során a mikroorganizmusok extracelluláris enzimeket választanak ki, amelyek lebontják a nagy szerves molekulákat, beleértve:

Fehérjék

Szénhidrát

Lipidek

Komplex szerves polimerek

Ezek a makromolekuláris anyagok kisebb oldható vegyületekké alakulnak, mint például:

Aminosavak

Cukorok

Zsírsavak

Ez az átalakulás javítja a szennyező anyagok hozzáférhetőségét a mikroorganizmusok számára.

2.2 Savanyítási szakasz

A savanyítás során a sav{0}}termelő baktériumok a hidrolízistermékeket a következőkké alakítják:

Illékony zsírsavak (VFA-k)

Szerves savak

Alkoholok

Hidrogén

szén-dioxid

Ezek a termékek könnyebben hasznosíthatók a biológiai kezelés utáni mikroorganizmusok számára.

A metántermelésre összpontosító anaerob rothasztórendszerekkel ellentétben a hidrolízis-savanyító tartályok fő célja a szennyvíz biológiai lebonthatóságának javítása és a későbbi tisztítás hatékonyságának növelése.

3.1 A szennyvíz biológiai lebonthatóságának javítása

Sok ipari szennyvízáram tűzálló szerves vegyületeket tartalmaz, amelyek biológiailag rossz lebonthatósággal rendelkeznek.

A hidrolízises savanyítás ezeket az anyagokat kisebb, biológiailag lebomló molekulákká alakítja, növelve a biológiai tisztítórendszerek hatékonyságát.

A magasabb biológiai lebonthatósági arány lehetővé teszi a következő folyamatokat, mint például:

Eleveniszapos rendszerek

MBBR rendszerek

SBR rendszerek

Biofilm reaktorok

hogy hatékonyabban működjön.

3.2 Csökkentse a KOI kezelési terhelést

A hidrolízises savanyítás elősegíti a komplex KOI biológiailag lebomlóbb formákká történő átalakítását.

Bár a reaktort elsősorban nem a teljes KOI eltávolításra tervezték, javítja a KOI konverziós hatékonyságát és csökkenti a következő kezelési szakaszokba kerülő szerves terhelést.

3.3 A lökésterheléssel szembeni ellenállás javítása

Az ipari szennyvíz gyakran ingadozást tapasztal:

Szerves koncentráció

Áramlási sebesség

Mérgező szennyező anyagok

A megfelelően kialakított hidrolízis-savanyító tartály pufferkapacitást biztosít, és megvédi a későbbi biológiai folyamatokat a hirtelen változásoktól.

3.4 Az iszaptermelés csökkentése

Az aerob kezelési eljárásokkal összehasonlítva a hidrolízises savanyítás alacsony oxigéntartalmú körülmények között működik, és általában kevesebb felesleges iszapot termel.

Ez segít csökkenteni:

Iszapártalmatlanítási költségek

Iszapkezelési követelmények

Összesített működési költségek

A hidrolízis-savanyító reaktorokat hidraulikus körülményeik, keverési módjuk és biomassza-visszatartási stratégiáik szerint osztályozhatjuk.

A három fő kialakítást az alábbiakban tárgyaljuk.

Áttekintés

A feláramló hidrolízis savanyító tartály egyszerű szerkezetének, alacsony üzemeltetési költségének és megbízható teljesítményének köszönhetően jelenleg a leggyakrabban alkalmazott reaktortípus.

Széles körben használják:

Települési szennyvízkezelés

Élelmiszer-feldolgozási szennyvíz

Textil szennyvíz

Papírgyártási szennyvíz

Általános ipari szennyvízkezelés

Működési elv

A szennyvíz az alsó elosztórendszeren keresztül jut be a reaktorba, és egy lebegő iszaptakarón keresztül áramlik felfelé.

Felfelé áramlás közben:

A szennyvíz magas{0}}koncentrációjú fakultatív iszappal érintkezik.

A szuszpendált szilárd anyagok megmaradnak.

A hidrolitikus baktériumok lebontják az összetett szerves vegyületeket.

Oldható biológiailag lebomló anyagok keletkeznek.

A kezelt felülúszót összegyűjtik a felső részből, és a következő kezelőegységekbe engedik.

Felfelé áramló hidrolízissavanyító tartály szerkezeti kialakítása

A feláramló hidrolízis savanyító tartály általában afüggőleges réteges reaktorszerkezet. Alulról felfelé a tartály négy funkcionális zónára osztható:

Alsó vízelosztó zóna

Iszap reakciózóna

Iszap{0}}vízleválasztó zóna

Szennyvízgyűjtő zóna

Minden zóna meghatározott funkciót lát el a reaktor stabil működésének biztosítása érdekében.

1. Fenékvízelosztási zóna

Az alsó elosztó zóna felelős a befolyó szennyvíz egyenletes elosztásáért a reaktor teljes keresztmetszetében{0}}.

A gyakori terjesztési módszerek a következők:

Elágazó perforált csőrendszerek

Impulzusos vízelosztó rendszerek

Az elosztócsövek általában lefelé,{0}}vagy ferde fúvókákkal vannak elrendezve az egyenletes áramláseloszlás elérése érdekében.

Az áramlási sebességet az elosztó nyílásoknál általában az alábbiakon belül kell szabályozni:

1.8–2.5 m/s

az eltömődés elkerülése érdekében a hatékony hidraulikus elosztás fenntartása mellett.

A tartály fenekét általában a következő lejtéssel tervezték:

0.5%–1%

és iszapürítő berendezésekkel van felszerelve, hogy megakadályozzák a holt zónákat és az iszap felhalmozódását.

Középső iszapreakciózóna

Az iszap reakciózóna a reaktor magkezelési területe.

A tipikus tervezési paraméterek a következők:

Hatékony vízmélység:4–6 m

Hidraulikus retenciós idő (HRT):4-8 óra

Iszaptakaró vastagsága:2–3 m

Iszapkoncentráció:8–12 g/L

Ebben a zónában:

A szennyvíz magas-koncentrációjú iszappal érintkezik.

A hidrolitikus mikroorganizmusok lebontják az összetett szerves anyagokat.

A lebegő szilárd anyagokat felfogjuk.

A biológiai lebonthatóság javul.

A stabil iszaptakaró fenntartása kritikus fontosságú az egyenletes kezelési teljesítmény eléréséhez.

Felső iszap-vízleválasztó zóna

A felső rész iszap{0}}vízleválasztó területként funkcionál.

Tipikus vízmélység:

1–1.5 m

A felfelé irányuló áramlási sebesség csökkenésével a lebegő iszapszemcsék visszacsapódhatnak a reakciózónába.

Ez csökkenti:

Iszapveszteség

Biomassza kimosás

A kifolyó lebegőanyag koncentrációja

A megfelelően kialakított elválasztó zóna elengedhetetlen a reaktor hosszú távú stabilitásának megőrzéséhez-.

Legfelső szennyvízgyűjtő zóna

A felső szennyvíz zóna egységes tisztított vízgyűjtésre van kialakítva.

A gyakori struktúrák a következők:

Háromszög alakú túlfolyó gátak

Téglalap alakú túlfolyó gát

A rendszer tartalmazhat gázelszívó berendezéseket is, amelyek eltávolítására alkalmas:

Trace biogáz

Illékony szerves vegyületek (VOC)

Ez segít fenntartani a stabil nyomásviszonyokat a reaktoron belül.

Az Upflow hidrolízissavanyító tartályok előnyei

A fő előnyök közé tartozik:

1. Egyszerű szerkezet

A reaktor viszonylag egyszerű konfigurációval rendelkezik, bonyolult mechanikai berendezések nélkül.

2. Alacsony energiafogyasztás

Mivel a keverés főként hidraulikus áramlással történik, az energiafogyasztás rendkívül alacsony.

3. Stabil mikrobiális környezet

A lebegő iszaptakaró a következőket nyújtja:

Hosszú iszaptartási idő

Magas mikrobiális koncentráció

Stabil biológiai aktivitás

4. Alacsony működési költség

A mechanikus keverőberendezés hiánya csökkenti:

Energia költségek

A berendezések karbantartási követelményei

Működési összetettség

Az Upflow hidrolízissavanyító tartályok korlátai

Előnyeik ellenére a feláramló reaktoroknak számos műszaki követelménye van.

1. Szigorú befolyás-elosztási követelmények

Az egyenetlen vízeloszlás a következőket okozhatja:

Hidraulikus rövidzár{0}}

Egyenetlen iszapeloszlás

Csökkentett kezelés hatékonysága

Ezért a bemeneti elosztó rendszert gondosan kell megtervezni.

2. Érzékenység a magas homoktartalomra

A túl sok homokot vagy lebegő szilárd anyagot tartalmazó szennyvíz a következőket okozhatja:

Csőelzáródás

A fúvóka eltömődése

Iszap felhalmozódás

Előkezelő létesítmények, mint például:

Képernyők

Görcskamrák

ajánlott a reaktor előtt.

3. Hidraulikus ütésveszély

A hirtelen megnövekedett áramlás megzavarhatja az iszaptakarót, és a következőket okozhatja:

Iszap flotáció

Iszap kimosás

Rossz minőségű szennyvíz

Műszaki szempontok a feláramlásos hidrolízissavasító tartályokhoz

A stabil működés érdekében:

Kerülje az egyszerű, egypontos{0}}pontos vízelosztást

Az egypontos-pontos vagy korlátozott-pontos elosztórendszerek gyakran egyenetlen hidraulikus körülményeket teremtenek.

Több-pontos elosztási rendszer javasolt.

Tartsa szinten a túlfolyó gátakat

Az egyenetlen túlfolyás előnyben részesített áramlási utakat okoz, és befolyásolja az iszap{0}}vízleválasztását.

Megfelelő iszapürítési létesítmények tervezése

Az időszakos iszapkibocsátás megakadályozza:

Túlzott iszap felhalmozódás

Csökkentett effektív hangerő

A reaktor teljesítményének romlása