A hidroliza acidification tankje napredna biološka jedinica za prethodnu obradu koja se široko koristi u komunalnim i industrijskim sustavima za pročišćavanje otpadnih voda. Poboljšava biorazgradljivost otpadnih voda pretvaranjem složenih organskih zagađivača u jednostavnije biorazgradive spojeve kroz reakcije hidrolize i zakiseljavanja.

U mnogim projektima industrijske obrade otpadnih voda veliki dio organskih zagađivača postoji u obliku složenih makromolekularnih spojeva koje konvencionalni biološki sustavi obrade teško mogu izravno razgraditi. Reaktor za zakiseljavanje hidrolizom razgrađuje ove složene tvari u manje organske molekule, poboljšavajućiOmjer BPK/KPKte stvaranje povoljnijih uvjeta za naknadne procese biološke obrade.

U usporedbi s tradicionalnim metodama obrade, tehnologija zakiseljavanja hidrolizom pruža nekoliko prednosti:

Smanjuje složenost organskih zagađivača.

Poboljšava biorazgradljivost otpadnih voda.

Povećava učinkovitost daljnje biološke obrade.

Pruža kapacitet međuspremnika protiv fluktuacija u kvaliteti otpadne vode i brzini protoka.

Smanjuje teret tretmana za naknadne procese.

Iz tog su razloga spremnici za zakiseljavanje hidrolizom postali važna tehnologija predtretmana u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda, posebno za industrijske otpadne vode s visokim organskim opterećenjem ili slabom biorazgradljivošću.

Međutim, uspješna primjena uvelike ovisi o odabiru odgovarajućeg tipa reaktora i projektiranju sustava prema karakteristikama otpadne vode.

Uobičajeni inženjerski problemi poput nakupljanja mulja, hidrauličkog kratkog -spoja, ispiranja mulja i nestabilne kvalitete efluenta često su uzrokovani neprikladnim odabirom reaktora ili nedovoljnom pažnjom prema strukturnim detaljima.

Jedan od tri glavna tipa spremnika za kiseljenje hidrolize koji se koriste u inženjerskim primjenama je:

Spremnik za kiseljenje hidrolize uzlaznim tokom

Svaki tip reaktora ima različite strukturne karakteristike, principe rada, prednosti i scenarije primjene.

Proces zakiseljavanja hidrolizom temelji se na aktivnosti anaerobnih i fakultativnih mikroorganizama.

Proces uglavnom uključuje dvije faze:

2.1 Faza hidrolize

Tijekom hidrolize mikroorganizmi izlučuju izvanstanične enzime koji razgrađuju velike organske molekule, uključujući:

Proteini

Ugljikohidrati

Lipidi

Složeni organski polimeri

Te se makromolekularne tvari pretvaraju u manje topive spojeve kao što su:

Aminokiseline

Šećeri

Masne kiseline

Ova transformacija poboljšava dostupnost zagađivača za mikroorganizme.

2.2 Faza zakiseljavanja

Tijekom zakiseljavanja, bakterije-koje proizvode kiselinu pretvaraju proizvode hidrolize u:

Hlapljive masne kiseline (VFA)

Organske kiseline

Alkoholi

Vodik

Ugljični dioksid

Ove proizvode lakše mogu iskoristiti mikroorganizmi biološke obrade.

Za razliku od sustava anaerobne digestije koji se fokusiraju na proizvodnju metana, spremnici za zakiseljavanje hidrolizom uglavnom imaju za cilj poboljšati biorazgradljivost otpadne vode i povećati učinkovitost naknadne obrade.

3.1 Poboljšati biorazgradljivost otpadnih voda

Mnogi tokovi industrijskih otpadnih voda sadrže vatrostalne organske spojeve slabe biorazgradljivosti.

Zakiseljavanje hidrolizom pretvara ove tvari u manje biorazgradive molekule, povećavajući učinkovitost bioloških sustava za obradu.

Veći omjer biorazgradljivosti omogućuje nizvodne procese kao što su:

Sustavi s aktivnim muljem

MBBR sustavi

SBR sustavi

Biofilm reaktori

djelovati učinkovitije.

3.2 Smanjite opterećenje tretmanom KPK

Zakiseljavanje hidrolizom pomaže transformirati složeni COD u biorazgradljivije oblike.

Iako reaktor prvenstveno nije dizajniran za potpuno uklanjanje COD-a, on poboljšava učinkovitost konverzije COD-a i smanjuje organsko opterećenje koje ulazi u sljedeće faze obrade.

3.3 Poboljšajte otpornost na udarna opterećenja

Industrijske otpadne vode često doživljavaju fluktuacije u:

Organska koncentracija

Brzina protoka

Toksični zagađivači

Ispravno dizajniran spremnik za zakiseljavanje hidrolize osigurava kapacitet međuspremnika i štiti nizvodne biološke procese od naglih promjena.

3.4 Smanjite proizvodnju mulja

U usporedbi s aerobnim procesima obrade, zakiseljavanje hidrolizom radi u uvjetima niske razine kisika i općenito proizvodi manje viška mulja.

Ovo pomaže smanjiti:

Troškovi zbrinjavanja mulja

Zahtjevi za rukovanje muljem

Ukupni operativni troškovi

Reaktori za zakiseljavanje hidrolizom mogu se klasificirati prema njihovim hidrauličkim uvjetima, metodama miješanja i strategijama zadržavanja biomase.

U nastavku se raspravlja o tri glavna dizajna.

Pregled

Spremnik za zakiseljavanje uz hidrolizu trenutno je najčešće primjenjivani tip reaktora zbog svoje jednostavne strukture, niskih troškova rada i pouzdanog rada.

Naširoko se koristi u:

Pročišćavanje komunalnih otpadnih voda

Otpadne vode prehrambene industrije

Tekstilne otpadne vode

Otpadne vode proizvodnje papira

Opća obrada industrijskih otpadnih voda

Princip rada

Otpadna voda ulazi u reaktor kroz donji distribucijski sustav i teče prema gore kroz suspendirani sloj mulja.

Tijekom uzlaznog toka:

Otpadna voda dolazi u kontakt s visoko{0}}koncentriranim fakultativnim muljem.

Suspendirane tvari se zadržavaju.

Hidrolitičke bakterije razgrađuju složene organske spojeve.

Stvaraju se topljive biorazgradive tvari.

Obrađeni supernatant skuplja se iz gornjeg dijela i ispušta u sljedeće jedinice za obradu.

Strukturni dizajn uzlaznog rezervoara za kiseljenje hidrolize

Spremnik za zakiseljavanje hidrolize uzlaznim tokom općenito prihvaća avertikalna stratificirana struktura reaktora. Odozdo prema gore, spremnik se može podijeliti u četiri funkcionalne zone:

Donja zona distribucije vode

Zona reakcije mulja

Zona-odvajanja vode za mulj

Zona sakupljanja otpadnih voda

Svaka zona obavlja određenu funkciju kako bi osigurala stabilan rad reaktora.

1. Donja zona distribucije vode

Donja distribucijska zona odgovorna je za ravnomjernu raspodjelu ulazne otpadne vode po cijelom poprečnom-presjeku reaktora.

Uobičajene metode distribucije uključuju:

Sustavi razgranatih perforiranih cijevi

Sustavi pulsne distribucije vode

Distribucijske cijevi obično su raspoređene s mlaznicama-okrenutim prema dolje ili pod kutom kako bi se postigla ravnomjerna raspodjela protoka.

Brzina protoka na distribucijskim otvorima općenito se treba kontrolirati unutar:

1.8–2.5 m/s

kako bi se spriječilo blokiranje uz održavanje učinkovite hidrauličke distribucije.

Dno spremnika obično je projektirano s nagibom od:

0.5%–1%

i opremljen uređajima za ispuštanje mulja kako bi se spriječile mrtve zone i nakupljanje mulja.

Srednja zona reakcije mulja

Reakcijska zona mulja je područje obrade jezgre reaktora.

Tipični parametri dizajna uključuju:

Efektivna dubina vode:4–6 m

Hidrauličko vrijeme zadržavanja (HRT):4–8 sati

Debljina sloja mulja:2–3 m

Koncentracija mulja:8–12 g/L

U ovoj zoni:

Otpadna voda dolazi u kontakt s visoko{0}}koncentriranim muljem.

Hidrolitički mikroorganizmi razgrađuju složenu organsku tvar.

Suspendirane tvari se hvataju.

Biorazgradivost je poboljšana.

Održavanje stabilnog sloja mulja ključno je za postizanje dosljedne učinkovitosti tretmana.

Gornja zona odvajanja{0}}vode mulja

Gornji dio funkcionira kao područje za{0}}odvajanje vode.

Tipična dubina vode:

1–1.5 m

Kako se brzina protoka prema gore smanjuje, suspendirane čestice mulja mogu se taložiti natrag u reakcijsku zonu.

Ovo smanjuje:

Gubitak mulja

Ispiranje biomase

Koncentracija suspendiranih čvrstih tvari u otpadu

Pravilno projektirana zona odvajanja ključna je za održavanje-dugoročne stabilnosti reaktora.

Gornja zona prikupljanja otpadnih voda

Gornja efluentna zona dizajnirana je za ravnomjerno prikupljanje pročišćene vode.

Uobičajene strukture uključuju:

Trokutaste preljevne ustave

Pravokutne preljevne ustave

Sustav također može uključivati ​​uređaje za ispuštanje plina za uklanjanje:

Bioplin u tragovima

Isparljivi organski spojevi (VOC)

To pomaže u održavanju stabilnih uvjeta tlaka unutar reaktora.

Prednosti uzlaznih spremnika za kiseljenje hidrolize

Glavne prednosti uključuju:

1. Jednostavna struktura

Reaktor ima relativno jednostavnu konfiguraciju bez složene mehaničke opreme.

2. Niska potrošnja energije

Budući da se miješanje uglavnom postiže hidrauličkim protokom, potrošnja energije je izuzetno niska.

3. Stabilno mikrobno okruženje

Pokrivač suspendiranog mulja pruža:

Dugo vrijeme zadržavanja mulja

Visoka koncentracija mikroba

Stabilna biološka aktivnost

4. Niski operativni troškovi

Nedostatak mehaničke opreme za miješanje smanjuje:

Troškovi energije

Zahtjevi za održavanje opreme

Operativna složenost

Ograničenja uzlaznih spremnika za kiseljenje hidrolize

Unatoč svojim prednostima, uzlazni reaktori imaju nekoliko tehničkih zahtjeva.

1. Strogi zahtjevi za distribuciju utjecaja

Neravnomjerna raspodjela vode može rezultirati:

Hidraulički kratki-spoj

Neravnomjerna raspodjela mulja

Smanjena učinkovitost liječenja

Stoga se ulazni distribucijski sustav mora pažljivo projektirati.

2. Osjetljivost na visok sadržaj pijeska

Otpadne vode koje sadrže prekomjerne količine pijeska ili suspendiranih krutih tvari mogu uzrokovati:

Blokada cijevi

Začepljenje mlaznice

Nakupljanje mulja

Objekti za predtretman kao što su:

Zasloni

Grit komore

preporučuju se prije reaktora.

3. Rizici od hidrauličkog udara

Nagla povećanja protoka mogu poremetiti pokrivač mulja i uzrokovati:

Flotacija mulja

Ispiranje mulja

Loša kvaliteta otpadnih voda

Inženjerska razmatranja za uzlazne rezervoare za kiseljenje hidrolize

Kako biste osigurali stabilan rad:

Izbjegavajte jednostavnu distribuciju vode u jednoj-točki

Distribucijski sustavi s jednom-točkom ili ograničenom{1}}točkom često stvaraju nejednake hidrauličke uvjete.

Preporučuje se distribucijski sustav s više{0}}točaka.

Održavanje razine Preljevne brane

Neravnomjerno prelijevanje uzrokuje preferirane putove protoka i utječe na odvajanje mulj{0}}vode.

Projektirajte odgovarajuća postrojenja za ispuštanje mulja

Povremeno ispuštanje mulja sprječava:

Prekomjerno nakupljanje mulja

Smanjeni efektivni volumen

Pogoršanje performansi reaktora