Detaljno objašnjenje procesa tenki za kiseli zakiselju

1. Pozadina
Uz ubrzanje tempom industrijalizacije i brz rast urbanog stanovništva, potražnja društva za vodnim resursima povećava se, a pražnjenje otpadnih voda je takođe u neprekidnom radnom trendu. Ako se velike količine otpadnih voda koje sadrže organske zagađivače ne prazne u prirodna vodna tijela bez liječenja, ona može dovesti do ozbiljnog zagađenja rijeka, jezera i podzemnih voda, uzrokujući niz ekoloških problema kao što su eutrofikacija i smrt vodenog života. Tradicionalne metode pročišćavanja otpadnih voda, poput aktiviranog mulja i kontakt oksidacije, uglavnom se temelje na aerobnom tretmanu. Iako su ti procesi efikasni za uklanjanje koncentracije nižeg, biorazgradive otpadnih voda, oni su sve više postali ranjiviji na visokoškolsku i industrijsku otpadnu vodu, poput visoke potrošnje energije, poteškoće u tretmanu i nestabilnim otpadnicima.

Protiv ove pozadine, istraživači su počeli tražiti više troškova - efikasne i efikasne procese pretresanja. Predloženo je tenk za kiseli zakiselju u hidrolizi za rješavanje nedostataka tradicionalnih procesa. Njegov osnovni koncept je upotreba metaboličkih funkcija anaerobnih mikroorganizama i hidrogetičnih bakterija da postepeno razgrađuju recilcintantne makromolekule u topive male molekule, koji se zatim pretvaraju u tvari poput isparljivih masnih kiselina koje se lako degradiraju naknadnim biološkim jedinicama. To poboljšava biorazgradivost otpadnih voda, značajno smanjuje opterećenje na naknadnim aerobnim ili anaerobnim sistemima i čini cjelokupni postupak liječenja stabilnijim i pouzdanim.

2. Uloga u pročišćavanju otpadnih voda
U modernim sustavima za pročišćavanje otpadnih voda, hidrolizom i zakiseljajnim spremnici često služe kao ključ pre - ili srednji korak. Na primjer, u AB procesu, faza prvenstveno vrši hidrolizu i zakiseljujući, pretvaranje makromolekula u male molekule. Instaliranje hidrolize i zakiseljajnog spremnika uzvodno od UASB reaktora može učinkovito poboljšati svojstva utjecaja, značajno povećati efikasnost naknadne anaerobne probave. U pročišćavanju otpadnih voda za industrije poput hrane, papira i farmaceutskih proizvoda, hidrolize i kiseli tenkovi često služe kao priključna jedinica, asfaltiranje načina za naknadno napredni tretman. Može se reći da hidrolizom i zakiseljavajućim rezervoarom nisu samo "jedinica za pretres" u pročišćavanju otpadnih voda, ali i "jezgra pufenja i konverzije" koja određuje stabilan i efikasan rad cijelog sustava.

3. Istraživački i status aplikacije
Hidroliza i zakiseljavanje tehnologija razvijena se relativno rano. 1970-ih, sa široko rasprostranjenim procesima anaerobne probave, naučnici su postepeni koji dodaju hidrolizu i fazu zakiseljenosti prije anaerobne probave bi mogla efikasno poboljšati ukupnu efikasnost sistema, što dovodi do njegove praktične primjene. Zemlje u Europi i Sjedinjenim Državama imaju široko raspoređene hidrolizom i zakiseljaj u općinskim postrojenjima za prečišćavanje kanalizacije i nekim industrijskim procesima pročišćavanja otpadnih voda, akumulirajući opsežno operativno iskustvo.

Od 1980-ih, hidrolizom i zakiseljaj tehnologija postepeno je sazrela kombinacijom uvezenih tehnologija i nezavisnog istraživanja. Trenutno se široko koristi ne samo u općinskom prelasku za pročišćavanje kanalizacije ({2}}, ali i u pročišćavanju otpadnih voda u farmaceutskoj, preradi prehrane, tiskarskim i bojama, kožom i akvakulturnoj industriji. Posljednjih godina, uz rastući ekološke standarde i povećanje energije, razvoj hidrolize i zakiseljavanja postavio je veći naglasak na optimizaciju tenk, optimizaciju mikrobne zajednice i integraciju s drugim novim procesima, pokazujući široke perspektive aplikacije.

1. Proces hidrolize
Hidroliza je prvi korak u radu hidrolize i zakiseljajnog rezervoara. Otpadne vode često sadrže velike količine nerastvorljivog ili loše rastvorljivog organskog materijala - mase, poput proteina, masti, škroba, celuloze i lignina. Ovi makromolekuli neefikasno se koriste direktno aerobnim ili anaerobnim mikroorganizmima ili čak teško razgraditi, što rezultira neefikasnim tretmanom. Hidrolitne bakterije izlučuju vanćelijske enzime da postepeno razgrađuju ove makromolekule na manje, topive tvari. Na primjer, proteine ​​probijaju u peptide i aminokiseline, lipaze razbijaju trigliceride u glicerol i masne kiseline, a amlaze razbijaju polisaharide u glukozu i maltozu. Ovi manji molekuli nisu samo topisniji, već i spremniji dostupni drugim mikroorganizmima, postavljajući temelj za narednu fazu zakiseljavanja.

2. Proces zakiseljavanja
Zakiseljavanje je ključni korak nakon hidrolize. Tokom ove faze kiseline - proizvode bakterije širi i koriste male molekule formirane tokom faze hidrolize kroz složene metaboličke puteve za proizvodnju različitih isparljivih masnih kiselina (VFAS), poput sirćetne kiseline, propiranske kiseline i butične kiseline. Oni takođe proizvode male količine alkohola, vodika i ugljičnog dioksida. Ovaj proces ne samo smanjuje udio vatrostalnih tvari u otpadne vode, već značajno poboljšava svoju biorazgradivost. Volatilne masne kiseline su odlične podloge za mnoge anaerobne metanogene i aerobne mikroorganizme i mogu se brzo iskoristiti, čime se osigurava stabilan i efikasan rad narednih procesa.

3. Mikrobna zajednica
Hidrolizom - proces zakiseljenja uključuje širok izbor mikroorganizama, prije svega hidrolitne bakterije, acidogene bakterije i neke fakultativne anaerobe. Hidrolitne bakterije razbijaju velike molekule, dok ih acidogene bakterije dodaju da proizvede male molekule. Ove dvije nadopunjuju se međusobno i čine jezgru pokretačke sile hidrolize - zakiseljujući proces. Istraživanje je pokazalo da je mikrobna zajednica u hidrolizi - zakiseljine tenkove vrlo raznoliko. Ova raznolikost osigurava da tenk može istovremeno obrađivati ​​različite vrste organskih materija, poboljšavajući ukupnu efikasnost.

4. Uticaj na naknadni tretman
Volatilne masne kiseline u hidrolizi - Proizvodi za kisele su od velikog značaja za naknadno postupanje. Prvo, VFAS su izravne podloge za metanogene i mogu značajno poboljšati efikasnost proizvodnje plina anaerobne probave. Drugo, prisustvo VFA-ova značajno povećava omjer otpadnih voda BOD₅ / CODCR, čime poboljšava performanse anaerobnih, anoksičnih i aerobnih procesa. Stoga, hidroliza i zakiseljavanje nisu samo neovisni proces, već i ključna veza koja povezuje anaerobni i aerobni tretman, optimiziranje cijelog lanca liječenja.

1. Funkcionalne karakteristike
Funkcije hidrolize i cisterne zakiseljenja mogu se sažeti kao "raspadanje, transformacija i puferiranje". Prvo, može razbiti recilcitni makromolekule u manje molekule, na taj način ponižavaju organsku materiju. Drugo, transformiše oblik tvari kroz proizvodnju kiseline, poboljšavajući biorazgradivost. Konačno, djeluje kao regulator i tampon u cijelom sustavu za pročišćavanje otpadnih voda, učinkovito smanjujući pritisak na naredne jedinice za liječenje.

2. Karakteristike procesa
Hidrolizom i prekinjeni rezervoari djeluju u relativno fleksibilnim uvjetima, koji ne zahtijevaju energiju - intenzivne sustave prozračivanja i zahtijevaju samo anaerobno okruženje. To rezultira znatno nižom potrošnjom energije od tradicionalnih aerobičnih procesa. Nadalje, zahtjevi za upravljanjem su relativno jednostavni; Operatori moraju samo kontrolirati utjecajnu kvalitetu i zapreminu i održavati odgovarajuću temperaturu i pH. Zbog bogate mikrobne zajednice u sklopu tenkova, koji posjeduju snažnu prilagodljivost i toleranciju, hidrolizu i tenkovi zakiseljenju vrlo su otporni na fluktuacije kvaliteta vode i učitavanje udaraca.

3. Ograničenja
Iako hidrolizom i cisterne zakiselju nude brojne prednosti, oni imaju i određena ograničenja. Prvo, koristeći hidrolizu i zakiseljujuće rezervoar teško je postići standarde otpadnih voda i obično zahtijeva integraciju s drugim procesima. Drugo, postupak hidrolize i zakiseljavanja je temperatura - osjetljivi, posebno na niskim temperaturama, gdje se mikrobna aktivnost značajno smanjuje, što dovodi do smanjenog efikasnosti liječenja. Nadalje, hidrolizom i tenkovi za kisele općenito zahtijevaju dugačku hidraulično vrijeme zadržavanja (HRT) i zauzimaju relativno veliko područje, što može biti ograničenje u zemlji - ograničenim područjima. Konačno, jer anaerobni metabolizam može proizvesti mirisne gasove, zaptivanje i mjere dezodorizacije moraju se razmotriti tijekom dizajna i rada.

1. Struktura
Ovisno o svojstvima otpadnih voda i potrebama za liječenjem, hidrolizom i tenksi zakiseljenja imaju različite strukturne vrste:

Utikač - hidrolizu protoka i zakiseljaj: otpadne vode ulazi na jedan kraj i postepeno se gura kroz tenkovsko telo. Kako se HRT povećava, postupak hidrolize i zakiseljavanja postepeno se završava. Ova vrsta rezervoara je jednostavna u strukturi i lako upravlja, ali može predstavljati rizik od kratkog - kruga.

Reaktor protoka (ABR): Višestruki odjeljci dizajnirani su unutar rezervoara, omogućujući otpadne vode u odjeljcima, svaki odjeljak koji može podvrgnuti neovisnom hidrolizu i reakcijama zakiseljenosti. To ne samo da se ne produžava vremensku kontakt između otpadnih voda i mikroorganizama, već i poboljšava ukupnu efikasnost.

Ispunjen reaktor biofilma: Velika količina punila nalazi se unutar rezervoara, omogućavajući mikroorganizmima da pričvršćuju i rastu. Punilo povećava specifičnu površinu, značajno povećava biomasu i čineći ga pogodnim za liječenje srednjeg - i visoko - koncentracije.

2. Ključne tačke dizajna rezervoara
Prilikom dizajniranja hidrolize i zakiseljajnog spremnika, treba uzeti u obzir sljedeća ključna razmatranja:

Hidraulično vrijeme zadržavanja (HRT): obično 6-12 sati, iako je duže vrijeme potrebno za visoko - koncentraciju otpadnih voda.

Volumetrijsko opterećenje: općenito kontrolirano u rasponu od 1-3 kg CODCR / (M³ · D) kako bi se osigurala stabilnost sustava.

Sistem distribucije vode: Osigurajte ravnomjernu distribuciju dolazne vode kako bi se izbjeglo kratko - krug i mrtve mrlje.

Agitacija i miješanje: Neki dizajni uključuju uređaje za uznemiravanje ili recirkulacijske sustave za sprečavanje akumulacije sedimenata i poboljšanje efikasnosti kontakta između mikroorganizama i podloge.

3. Mikroorganizmi i punila
Mikroorganizmi u hidrolizi i cisterni zakiseljuju teže rastu prvenstveno prilogom, čineći izbor punila ključno. Uobičajeni punila uključuju naklone saća i elastična tri - dimenzionalna punila. Ovi punila imaju veliku površinu, pružajući stabilan privitak za mikroorganizme, čime se povećava biomasu unutar rezervoara. Oni takođe povećavaju turbulenciju vode, promovišući masovni transfer. Mulj unutar rezervoara uglavnom se sastoji od flokulentnog ili zrnalog mulja, što olakšava sedimentaciju i čvrstu - odvajanje tečnosti. Raznolikost strukture mikrobne zajednice osigurava da sistem istovremeno može tretirati više zagađivača, poboljšavajući ukupnu stabilnost.

1. Prednosti
Poboljšana biorazgradivost: Omjer BOD₅ / CODCR značajno je poboljšan, stvarajući povoljne uvjete za naredne procese.

Otpornost na udarce: učinkovito ublažava značajne fluktuacije u kvaliteti ili količini vode.

Proizvodnja niskog mulja: U usporedbi sa aerobnim sistemima, anaerobni sustavi proizvode manje viška mulja, smanjujući pritisak na tretman mulja.

2. Nedostaci

Teško je zadovoljiti standarde otpadnih voda koristeći ovu metodu: obično zahtijeva integraciju s drugim procesima.

Ograničenja temperature: Efikasnost liječenja smanjuje se pod niskim zimskim temperaturama.

Veliki otisak: visoki zahtjevi za zemljišnim resursima.

Generacija mirisa: mjere ventilacije i dezodorizacije potrebne su za kontrolu.

1. Visoko - koncentraciona organska otpadna voda
Otpadne vode iz industrije poput prerade hrane, klanja, akvakulture, farmaceutskih sposobnosti, kože i papire često imaju visoke koncentracije organskih materija. Direktno je hranjen u aerobni spremnik, rezultiralo bi teškim preopterećenjem i povećanom potrošnjom energije. U takvim slučajevima ugradnja hidrolize i zakiseljajnog spremnika za u početku smanjenja koncentracije CODCR i poboljšati biorazgradivost može značajno poboljšati ukupne performanse sistema.

2. Otpadne vode sa lošom biorazgradivošću
Otpadne vode iz štampanja i bojanja, farmaceutskih i hemijskih industrija često imaju omjer CODCR / BOD₅ koji prelazi 2,5, što ukazuje na lošu biorazgradivost. Direktno hranjenje u aerobni spremnik rezultiralo bi podproptimalno uklanjanje i visoka potrošnja energije u radnoj energiji. Hidroliza i zakiseljavajući tretman mogu značajno poboljšati biorazgradivost, čineći aerobne jedinice ekonomičnije i efikasnije.

3. Situacije sa velikim fluktuacijama u kvaliteti i količini vode
Neka industrijska preduzeća imaju neravnomjerno ispuštanje otpadnih voda, a kvaliteta vode često fluktuiraju s promjenama u proizvodnji procesa. Hidrolizom i tenkovi za kisele mogu poslužiti kao međuspremnici, stabilizirajući utjecaj utjecaj i količina, sprječavajući da naredni sustavi doživljavaju udarce koji mogu dovesti do smanjene efikasnosti ili čak urušavanja.

4. Spojnica sa specifičnim procesima
U AB procesima, hidrolizom i tenkovi za kisele su bitne. Instaliranje hidrolize i zakiseljajnih rezervoara prije anaerobnih reaktora, poput UASB-a i IC-a mogu značajno poboljšati efikasnost proizvodnje plina i stabilnost anaerobnog sistema. Dodavanje hidrolize i preciznog koraka prije aerobnog tretmana ili napredne oksidacije također stvara bolje uvjete za naredne reakcije.

5. Potreba za poboljšanjem ukupnog otpora od udara
Centralizirani sustavi za liječenje u opštinskim postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda i industrijski parkovi često doživljavaju nagle zagađenje ili naglim povećanjem volumena vode. Za poboljšanje cjelokupnog otpora od udara, hidrolizu i zakiseci često se dodaju u protok procesa kako bi se spriječilo nestabilnost sustava.

1. Opštinska postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda
Velika opštinska postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda koristi AB proces, sa odjeljkom A Biće hidrolizom i zakiseljaj. Operativni rezultati pokazuju da je odjeljak A ne samo uklanja otprilike 30% COD₂CR-a u poticaj, već značajno poboljšava biorazgradivost otpadnih voda. Aerobni tretman u Odeljku B pruža daljnju stabilnost, sa stabilnošću otpadnih voda, koji pokazuju nezamjenjivu ulogu hidrolize i cisterne zakiseljenja u komunalnom prečišćavanju otpadnih voda.

2. Prehrambena industrija otpadne vode
U mliječnom biljku otpadna voda je imala koncentraciju Cod₂CR-a čak 6000 mg / l i sadržavala je značajne količine proteina i masti. Direktno hranjenje otpadnih voda u aerobni sistem rezultiralo bi prekomjernom potrošnjom kisika i velikom potrošnjom energije. Nakon prethodne obrade u hidrolizi i zakiseljujućim rezervoaru, COD₂CR je smanjen na 3000 mg / l, a omjer Bod₅ / COD₂CR povećao se sa 0,28 na 0,5. Nakon toga, otpadnik je ušao u jedinicu za aerobnu obradu, dosljedno ispunjavajući nacionalne standarde emisije.

3. Farmaceutska otpadna voda
Farmaceutska otpadna voda ima složeni sastav, koji često sadrže požarcitrantnu organsku materiju i niski omjer Bod₅ / Cod₅. Nakon tretmana u hidrolizi i zakiseljajnim spremnikom, stope uklanjanja COD₅ dosežu 20-40%, značajno poboljšavaju biorazgradivost. Naknadni tretman korištenjem procesa oksidacije za kontakt stabilizira nivo otpadnih kodova i nivo amonijaka u prihvatljivim granicama, pokazujući ključnu ulogu hidrolize i tenki zakiseljenja u farmaceutskom pročišćavanju otpadnih voda.