1. Apakah Borang Penuh MBBR dan MBBR
2. Reka bentuk proses MBBR
2.1 Pengenalan pembawa biofilem
2.2 Penyingkiran bahan berkarbon
2.3 Reka bentuk MBBR beban tinggi
2.4 Reka bentuk beban konvensional MBBR
2.5 Reka bentuk MBBR beban rendah
2.6 Nitrifikasi Teknologi MBBR
2.7 Denitrifikasi Tangki MBBR
2.7.1 Reaktor biofilm katil bergerak dengan pra-denitrifikasi
2.7.2 Reaktor biofilem katil bergerak dengan post-denitrification
2.7.3 Gabungan reaktor biofilem katil bergerak pra/pasca pendenitrifikasian
2.7.4 Pergolakan denitrifikasi
2.8 Pra-pemprosesan
2.9Pemisahan pepejal-cecair MBBR
2.10 Pertimbangan semasa mereka bentuk MBBR
2.10.1 Kadar aliran perjalanan MBBR (kadar aliran mendatar)
2.10.2 Masalah Buih Tangki MBBR
2.10.3 Kelegaan katil pembawa dan penyimpanan sementara
1.Apakah Borang Penuh MBBR Dan MBBR
Sepanjang 20 tahun yang lalu, Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) telah berkembang menjadi proses rawatan air sisa yang mudah, teguh, fleksibel dan padat. Konfigurasi MBBR yang berbeza telah berjaya digunakan untuk penyingkiran BOD, pengoksidaan ammonia dan penyingkiran nitrogen, dan boleh memenuhi kriteria kualiti efluen yang berbeza termasuk pengehadan nutrien yang ketat.
Reaktor biofilem katil bergerak menggunakan plastik yang direka khas sebagai pembawa biofilem, dan melalui pengadukan pengudaraan, cecair
Pembawa boleh digantung dalam reaktor dengan refluks atau pencampuran mekanikal. Dalam kebanyakan kes, pembawa diisi antara 1/3 dan 2/3 reaktor. Kepelbagaian MBBR membolehkan jurutera reka bentuk menggunakan imaginasinya sepenuhnya. Perbezaan utama antara MBBR dan reaktor biofilem lain ialah ia menggabungkan banyak kelebihan kaedah enapcemar dan biofilem diaktifkan sambil mengelakkan sebanyak mungkin kelemahannya.
1) Seperti reaktor biofilem terendam yang lain, MBBR mampu membentuk biofilem aktif yang sangat khusus yang boleh disesuaikan dengan keadaan khusus dalam reaktor. Biofilem aktif yang sangat khusus menghasilkan kecekapan tinggi per unit isipadu reaktor dan meningkatkan kestabilan proses, dengan itu mengurangkan saiz reaktor.
2) Fleksibiliti dan aliran proses MBBR sangat serupa dengan enap cemar diaktifkan, membolehkan berbilang reaktor disusun secara berurutan di sepanjang arah aliran untuk memenuhi pelbagai objektif rawatan (cth penyingkiran BOD, nitrifikasi, pra-atau pasca-denitrifikasi) tanpa memerlukan pam perantaraan.
3) Kebanyakan biojisim aktif dikekalkan secara berterusan dalam reaktor, jadi tidak seperti proses enap cemar teraktif, MBBR Kepekatan pepejal dalam efluen MBBR adalah sekurang-kurangnya setinggi kepekatan pepejal dalam reaktor. MBBR ialah susunan magnitud yang lebih rendah daripada tangki pemendapan tradisional, jadi sebagai tambahan kepada tangki pemendapan tradisional, MBBR boleh menggunakan pelbagai Proses pengasingan pepejal-cecair yang berbeza.
4) MBBR adalah serba boleh dan reaktor boleh mempunyai geometri yang berbeza. Untuk projek pengubahsuaian, MBBR sangat sesuai untuk pengubahsuaian kolam sedia ada.
2. Reka Bentuk Proses MBBR
Reka bentuk MBBR adalah berdasarkan konsep bahawa MBBR berbilang membentuk satu siri, setiap satu dengan fungsi tertentu, dan MBBR ini bekerjasama untuk menyelesaikan tugas rawatan air sisa. Pemahaman ini sesuai kerana di bawah keadaan unik yang disediakan (contohnya penderma elektron dan penerima elektron yang tersedia), setiap reaktor mampu memupuk biofilm khusus yang mampu digunakan untuk mencapai tugas rawatan tertentu. Pendekatan modular ini boleh dilihat sebagai reka bentuk yang ringkas dan mudah yang terdiri daripada jujukan berbilang reaktor campuran penuh, masing-masing dengan tujuan rawatan yang unik. Sebaliknya, reka bentuk sistem enapcemar teraktif adalah sangat kompleks: memandangkan tindak balas persaingan sentiasa berlaku, untuk mencapai objektif rawatan yang diingini dalam masa kediaman yang dihadkan oleh setiap bahagian tangki (zon pengudaraan dan bukan pengudaraan), jumlah masa tinggal biosolids (SRT) mesti dikekalkan pada tahap yang sesuai supaya bakteria boleh bercampur (berkaitan dengan kadar pertumbuhan bakteria dan sifat air mentah) dan tumbuh bersama.
Kesederhanaan MBBR yang membolehkan kami memahami biofilem dalam MBBR dengan baik secara praktikal melalui pemerhatian penyelidik, jurutera dan pengendali loji rawatan air sisa. Majoriti kertas kerja ini membentangkan contoh pemerhatian MBBR, dengan itu menunjukkan komponen dan faktor kritikal yang perlu dipertimbangkan dalam reka bentuk dan operasi MBBR.
2.1 Pengenalan Pembawa Biofilem
Kunci kejayaan mana-mana reaktor biofilm adalah untuk mengekalkan peratusan volum bioaktif yang tinggi dalam reaktor. Jika menukarkan kepekatan biojisim pada pembawa MBBR kepada kepekatan pepejal terampai, nilai biasanya sekitar 1000 hingga 5000 mg/l. Dari segi isipadu unit, kadar penyingkiran MBBR jauh lebih tinggi daripada sistem enapcemar teraktif. Ini boleh dikaitkan dengan perkara berikut.
1) Daya ricih yang dikenakan pada pembawa oleh tenaga pencampuran (contohnya pengudaraan) mengawal ketebalan biofilem pada pembawa dengan berkesan, dengan itu mengekalkan jumlah aktiviti biologi yang tinggi.
2) Keupayaan untuk mengekalkan tahap biojisim khusus yang tinggi di bawah keadaan tertentu dalam setiap reaktor, bebas daripada jumlah HRT sistem.
3) Keadaan aliran bergelora dalam reaktor mengekalkan kadar resapan yang diperlukan.
Reaktor katil bergerak boleh digunakan untuk penyingkiran BOD, nitrifikasi dan denitrifikasi, dan dengan itu boleh digabungkan ke dalam proses yang berbeza. Jadual 1-1 meringkaskan pelbagai proses MBBR. Penentuan proses yang paling cekap adalah berkaitan dengan faktor-faktor berikut.
1) Keadaan setempat, termasuk susun atur dan keratan rentas hidraulik (ketinggian) loji rawatan air sisa.
2) Proses rawatan sedia ada dan kemungkinan mengubah suai kemudahan dan kolam sedia ada.
3) Sasaran kualiti air.
Jadual 1-1 Ringkasan Proses MBBR
| Tujuan pemprosesan | Proses |
|
MBBR tunggal MBBR muatan tinggi diletakkan sebelum proses enap cemar diaktifkan |
|
| Nitrifikasi |
MBBR tunggal Set MBBR selepas rawatan sekunder IFAS |
| Denitrifikasi denitrifikasi |
MBBR sahaja dan pasca denitrifikasi, MBBR sahaja dan pasca denitrifikasi, MBBR sahaja dan pra dan pasca denitrifikasi, Selepas MBBR untuk penyahtindahan efluen nitrifikasi. |
For moving bed reactors, the effective net biofilm area is the key design parameter, and the load and reaction rate can be expressed as a function of the carrier surface area, so the carrier surface area becomes a common and convenient parameter to express the performance of MBBR. the load of MBBR is often expressed as the carrier surface area removal rate (SAAR) or the carrier surface area loading (SALR). When the concentration of the host substrate is low (e.g., S>>K), the substrate removal rate of MBBR is zero-level response. When the main substrate concentration is low (e.g. S>>K), kadar penyingkiran substrat MBBR ialah tindak balas tertib pertama. Di bawah keadaan terkawal, kadar penyingkiran kawasan permukaan pembawa (SAAR) boleh dinyatakan sebagai fungsi pemuatan kawasan permukaan pembawa (SALR), seperti ditunjukkan dalam Persamaan (1-1).
r =rmaks-[L/(K+L)] (1-1)
r - kadar penyingkiran (g/(m2 -d));
rmaks- kadar penyingkiran maksimum (g/(m2 -d)).
L - kadar pemuatan (g/(m2 -d)).
K - pemalar separuh tepu.
2.2Penyingkiran Bahan Karbon
Pemuatan kawasan permukaan (SALR) pembawa yang diperlukan untuk penyingkiran karbon bergantung pada tujuan rawatan yang paling penting dan kaedah pemisahan air enapcemar.
Jadual 1-2 memberikan julat pemuatan BOD yang biasa digunakan untuk tujuan aplikasi yang berbeza. Nilai pemuatan yang lebih rendah harus digunakan apabila nitrifikasi berada di hiliran. Beban tinggi hanya boleh digunakan apabila hanya penyingkiran berkarbonat dipertimbangkan. Pengalaman menunjukkan bahawa untuk penyingkiran berkarbonat, oksigen terlarut dalam fasa cecair utama 2-3 mg/L adalah mencukupi dan peningkatan selanjutnya dalam kepekatan oksigen terlarut tidak bermakna untuk meningkatkan kadar penyingkiran kawasan permukaan pembawa (SARR).
Jadual 1-2 Nilai pemuatan BOD biasa
| Tujuan Permohonan |
BOD seunit pertemuan luas permukaan pembawa (SALR) (g/m2.d) |
| Beban tinggi (75%-80% Pembuangan BOD ) | 20 |
| Beban tinggi (80%-90% Pembuangan BOD ) | 5-15 |
| Beban Rendah (Sebelum nitrifikasi) | 5 |
2.3 Reka Bentuk MBBR Beban Tinggi
Untuk memenuhi piawaian asas rawatan sekunder tetapi memerlukan sistem beban tinggi yang padat, pertimbangkan untuk menggunakan reaktor katil bergerak
Apabila MBBR beroperasi pada beban tinggi, nilai muatan luas permukaan pembawa (SALR) adalah tinggi. Apabila MBBR dikendalikan pada beban tinggi, nilai muatan luas permukaan pembawa (SALR) adalah tinggi, dan objektif utamanya adalah untuk mengeluarkan BOD terlarut dan mudah terurai daripada air influen. pada beban tinggi, biofilem bangsal kehilangan sifat pengendapannya, jadi pembekuan kimia, pengapungan udara atau proses sentuhan pepejal sering digunakan untuk mengeluarkan pepejal terampai daripada efluen MBBR beban tinggi. Walau bagaimanapun, secara amnya, proses ini adalah proses mudah yang boleh memenuhi piawaian asas untuk rawatan sekunder dengan HRT yang singkat. Keputusan kajian MBBR yang memuatkan tinggi dibentangkan dalam Rajah 1-3. Rajah 1-3(a) menunjukkan bahawa MBBR sangat berkesan dalam mengalih keluar COD dan pada asasnya adalah linear pada julat beban yang luas. Rajah 1- 3 (b) menggambarkan bahawa pengendapan efluen MBBR adalah sangat lemah, walaupun pada kadar limpahan permukaan yang sangat rendah, menunjukkan bahawa strategi penangkapan pepejal yang dipertingkatkan sememangnya diperlukan. Proses sentuhan MBBR/pepejal telah digunakan di Loji Rawatan Air Sisa Mao Point di New Zealand. Rajah 1-4 menunjukkan hubungan antara penyingkiran BOD terlarut dan jumlah pemuatan BOD pengaruh di loji ini. Rajah 1-4 menggambarkan bahawa nilai tipikal penyingkiran BOD untuk MBBR pemuatan tinggi ialah 70% hingga 75%. Bioflokulasi dan rawatan lanjut dengan proses sentuhan pepejal membolehkan proses itu memenuhi piawaian asas untuk rawatan sekunder.
● Rajah 1-3
(a) Kadar penyingkiran COD pada beban tinggi.
(b) Pemendapan buruk biofilm tertanggal di bawah beban tinggi
● Rajah 1-4 Hubungan antara kadar penyingkiran BOD terlarut dan jumlah beban BOD dalam MBBR muatan tinggi
2.4 Reka Bentuk Beban Konvensional MBBR
Apabila proses rawatan sekunder konvensional konvensional dipertimbangkan, reaktor katil bergerak boleh dipilih. Dalam kes ini, 2 MBBR berturut-turut dalam baris boleh memenuhi keperluan rawatan (tahap rawatan sekunder).
Jadual 1- 4 meringkaskan penyingkiran BOD7 dalam empat WWTP. Keempat-empat WWTP menggunakan MBBR yang dimuatkan secara konvensional dengan beban organik MBBR sebanyak 7-10 gBOD7 /(m2 -d) (pada 10 darjah ); sebelum MBBR, bahan kimia telah digunakan untuk pemberbukuan dan penyingkiran fosforus, dan pengasingan yang dipertingkatkan bagi bahan terampai juga dilaksanakan.
2.5 Reka Bentuk MBBR Beban Rendah
Apabila MBBR diletakkan sebelum reaktor nitrifikasi, pilihan reka bentuk yang paling menjimatkan adalah untuk mempertimbangkan penggunaan MBBR untuk penyingkiran organik. Ini membolehkan reaktor katil bergerak nitrifikasi di hilir MBBR mencapai kadar nitrifikasi yang tinggi. Jika beban BOD MBBR nitrifikasi tidak dikurangkan dengan secukupnya, kadar nitrifikasi akan berkurangan dengan ketara, sekali gus menjadikan reaktor dalam keadaan tidak cekap.
Rajah {{0}} (a) menunjukkan kesan peningkatan pemuatan BOD pada kadar nitrifikasi pembawa. Ini adalah contoh beban BOD yang tinggi yang membawa kepada beban nitrifikasi yang berlebihan di bahagian kemudian apabila bahan organik dialihkan di bahagian hadapan. Dalam contoh ini, kadar nitrifikasi ialah 0.8 g/(m2 -d). Apabila beban BOD ialah 2 g/(m2 -d) dan oksigen terlarut dalam cecair utama ialah 6 mg/L. Walau bagaimanapun, apabila beban BOD meningkat kepada 3 g/(m2 -d), kadar nitrifikasi ialah 0.8 g/(m2 -d). Walau bagaimanapun, apabila beban BOD dinaikkan kepada 3 g/(m2 -d), kadar nitrifikasi menurun sebanyak kira-kira 50%. Untuk mengatasinya, pengendali boleh meningkatkan kepekatan oksigen terlarut dalam fasa cecair utama atau meningkatkan nisbah isian untuk mengurangkan kadar pemuatan permukaan. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa pendekatan sedemikian tidak boleh digunakan dalam reka bentuk kerana kekurangan ekonomi dan keberkesanan. Selanjutnya, apabila mereka bentuk MBBR untuk penyingkiran BOD, pendekatan konservatif perlu diambil, memilih kadar pemuatan yang rendah untuk saiz untuk mendapatkan kecekapan maksimum dalam MBBR nitrifikasi hiliran.
Rajah 1-6(b) menunjukkan kadar nitrifikasi bagi tiga MBBR aerobik jujukan. Dalam Rajah 6(b), pembawa dalam setiap MBBR telah dikeluarkan untuk percubaan kecil kadar nitrifikasi. Subujian berlangsung selama 6 minggu dan dijalankan dua kali. Dalam setiap ujian kecil, keadaan tiga reaktor subujian adalah hampir sama (cth, oksigen terlarut, suhu, pH, dan kepekatan awal nitrogen ammonia). Keputusan ujian menunjukkan bahawa reaktor pertama mempunyai beban COD terlarut tertinggi (5.6 g/(m2 -d)) dan hampir tiada kesan nitrifikasi, tetapi sangat berjaya dalam mengeluarkan beban COD. Ini ditunjukkan oleh dua aspek berikut.
(1) Kadar nitrifikasi reaktor peringkat kedua adalah tinggi dan hampir dengan tahap ketiga.
(2) Pemuatan COD terlarut bagi peringkat kedua dan ketiga adalah tidak jauh berbeza.
Untuk reka bentuk reaktor beban rendah, adalah penting untuk memilih muatan luas permukaan pembawa (SALR) secara konservatif. Adalah mungkin untuk Persamaan berikut digunakan untuk membetulkan muatan luas permukaan pembawa (SALR) mengikut suhu efluen:
LT=L101.06(T-10)
LT - beban pada suhu T.
L10 -10 darjah pada beban 4.5 g/(m2 -d).
● Rajah 1-6
(a) Kesan pemuatan BOD dan oksigen terlarut pada kadar nitrifikasi pada 15 darjah .
(b) Perbezaan dalam kadar nitrifikasi MBBR berbeza dalam siri MBBR
2.6 Nitrifikasi Teknologi MBBR
Terdapat beberapa faktor yang mempunyai kesan yang ketara ke atas prestasi MBBR nitro dan mesti dipertimbangkan semasa mereka bentuk MBBR nitro. Faktor yang paling berat ialah.
(1) Pemuatan organik.
(2) Kepekatan oksigen terlarut.
(3) Kepekatan ammonia.
(4) Kepekatan efluen.
(5) pH atau kealkalian.
Rajah 1- 6 menggambarkan bahawa untuk mendapatkan kadar nitrifikasi yang memuaskan dalam MBBR nitrifikasi yang berada di hiliran, adalah penting untuk mengeluarkan bahan organik daripada efluen di MBBR huluan; jika tidak, biofilm heteroksik akan bersaing dengannya untuk mendapatkan ruang dan oksigen, sekali gus mengurangkan (memadamkan) aktiviti nitrifikasi biofilem. Kadar nitrifikasi meningkat dengan penurunan beban organik sehingga oksigen terlarut menjadi faktor pengehad. Hanya pada kepekatan ammonia yang sangat rendah (<2 mgN/l) does the available substrate (ammonia) become the limiting factor. It is thus the concentration of ammonia that is an issue when complete nitrification is required. In this case, 2 sequential reactors can be considered, with the first stage being limited by oxygen and the second by ammonia. As with all biological treatment processes, temperature has a significant effect on nitrification rates, but this can be mitigated by increasing the dissolved oxygen within the MBBR. As alkalinity decreases to very low levels, nitrification rates within the biofilm begin to be limited. Each of the important factors that affect nitrification are discussed below.
Pada kealkalian dan kepekatan ammonia yang mencukupi (sekurang-kurangnya pada mulanya), kadar nitrifikasi akan berkurangan dengan pemuatan organik
meningkat sehingga oksigen terlarut menjadi faktor pengehad. Dalam biofilm nitrifikasi yang tumbuh dengan baik, kepekatan oksigen terlarut akan mengehadkan kadar nitrifikasi pada pembawa hanya jika nisbah O2 kepada NH4+-N adalah di bawah 2.0. Tidak seperti sistem enap cemar teraktif, dalam keadaan terhad oksigen, kadar tindak balas dalam reaktor katil bergerak menunjukkan hubungan linear atau lebih kurang linear dengan kepekatan oksigen terlarut dalam badan fasa cecair. Ini mungkin disebabkan oleh fakta bahawa laluan oksigen merentasi membran cecair pegun ke dalam biofilm mungkin merupakan langkah kritikal dalam mengehadkan pemindahan oksigen. Meningkatkan kepekatan oksigen terlarut dalam fasa cecair utama meningkatkan kecerunan kepekatan oksigen terlarut dalam biofilm. Pada kadar pengudaraan yang lebih tinggi, tenaga pencampuran yang meningkat juga menyumbang kepada pemindahan oksigen daripada fasa cecair utama kepada biofilm. Seperti yang boleh dilihat dalam Rajah 1- 6(a), jika beban organik dikekalkan tetap (cth, ketebalan dan komposisi biofilem malar), hubungan linear antara kadar nitrifikasi dan kepekatan oksigen terlarut boleh dijangkakan. Rajah 1-7 menerangkan bahawa peningkatan oksigen terlarut dalam fasa cecair utama menyumbang kepada kadar nitrifikasi sehingga kepekatan ammonia dalam fasa cecair utama dikurangkan kepada tahap yang sangat rendah.
● Rajah 1-7 Kesan oksigen terlarut pada kepekatan ammonia yang rendah
Untuk biofilm nitrifikasi "tulen" yang tumbuh dengan baik, kepekatan ammonia dalam fasa cecair utama tidak menjejaskan kadar tindak balas sehingga O2:NH4+- N mencapai 2 hingga 5. Beberapa contoh O2:NH{{6} } N diberikan dalam Jadual 1-5.
Jadual 1-5 Beberapa contoh O:NHa+- N
| Rujukan | O2:NH4+- N |
| Hem(1994) |
＜2(Had oksigen) 2.7(Kritis O2 kepekatan=9-20mg/L) 3.2(Kritis O2 kepekatan=6mg/L) ＞5 (sekatan ammonia) |
| Bonomo (2000) |
＞3-4 (Sekatan ammonia) ＜1-2 (Penghadan oksigen) |
Reka bentuk MBBR selalunya bermula dengan nilai ambang 3.2. Nilai ambang boleh laras. Menggunakan persamaan (1-3), kepekatan ammonia pada nilai ambang ini boleh digunakan untuk menganggar kadar nitrifikasi yang sesuai dan digunakan sebagai asas untuk reka bentuk.
rNH3-N= k × (SNH3-N) (n) (1-3)
rNH3-N-kadar nitrifikasi (g rNH3-N /(m2 -d)
k - pemalar kadar tindak balas (bergantung kepada lokasi dan suhu).
SNH3-N - kepekatan substrat yang mengehadkan kadar tindak balas.
n - bilangan peringkat tindak balas (bergantung kepada lokasi dan suhu).
Pemalar kadar tindak balas (k) dengan ketebalan biofilm dan resapan substrat pengehad pada kepekatan oksigen terlarut tertentu. Pekali berkaitan dengan Bilangan aras tindak balas (n) berkaitan dengan filem cecair bersebelahan dengan biofilem. Apabila aliran turbulen kuat dan lapisan filem cecair pegun adalah nipis, tahap tindak balas cenderung kepada {{0}}.5; apabila aliran turbulen perlahan dan filem cecair pegun tebal, tahap tindak balas cenderung kepada 1.0. Pada ketika ini, resapan menjadi faktor pengehad kadar.
Kepekatan ammonia pada nilai kritikal (SNH3-N) boleh dianggarkan daripada nisbah kritikal dan reka bentuk kepekatan oksigen terlarut dalam fasa cecair utama, seperti ditunjukkan di bawah. Meningkatkan kepekatan oksigen terlarut dalam fasa cecair utama boleh membantu mengurangkan nisbah kritikal, tetapi dengan sedikit kejayaan. Juga, pertimbangkan kes di mana bakteria heterotropik bersaing untuk mendapatkan ruang di bawah beban reaktor dan keadaan pencampuran tertentu, dengan itu mengurangkan laluan oksigen melalui lapisan heterotrofik pada biofilm.
(SNH3-N)=1.72mg-N/L=(6mgO2/L - 0.5O2/L)/3.2
Mengambil SNH{{0}}N sebagai 1.72, dengan mengandaikan pemalar kadar tindak balas k=0.5 dan peringkat tindak balas 0.7, persamaan (1- 3) boleh dikira seperti berikut.
rNH3-N=0.73g/(m2 -d)=0.5×1.720.7
Apabila mempertimbangkan kesan suhu pada MBBR nitrifikasi, beberapa faktor adalah penting. Perlu dipertimbangkan bahawa suhu efluen dalam MBBR secara intrinsik boleh menjejaskan proses kinetik nitrifikasi biologi; kadar resapan substrat ke dalam dan keluar dari biojisim; dan kelikatan cecair, yang seterusnya mungkin mempunyai kesan riak pada tenaga ricih pada ketebalan biofilm. Kesan suhu pada kadar tindak balas makroskopik yang diterangkan di atas boleh dinyatakan dengan perhubungan berikut.
kT2= kT1-θ(T2-T1) (1-4)
kT1 - pemalar kadar tindak balas pada suhu T1.
kT2 - pemalar kadar tindak balas pada suhu T2.
θ - pekali suhu.
Walaupun pergantungan suhu kinetik nitrifikasi pada suhu reka bentuk musim sejuk mengurangkan kadar nitrifikasi MBBR, peningkatan dalam kepekatan biofilm pada pembawa boleh diperhatikan pada suhu rendah, dan tambahan kepekatan oksigen terlarut dalam reaktor boleh ditingkatkan, yang kedua-duanya mengurangkan kesan negatif suhu terhadap kadar nitrifikasi. Pada suhu efluen yang lebih rendah, biojisim (g/m2 ) diperhatikan lebih tinggi. Di samping itu, kepekatan oksigen terlarut dalam fasa cecair utama boleh ditingkatkan tanpa meningkatkan kadar pengudaraan kerana oksigen di dalamnya adalah disebabkan oleh keterlarutan cecair suhu rendah yang lebih tinggi. Ini membawa kepada keputusan akhir bahawa walaupun aktiviti biofilem lebih tinggi daripada aktiviti biofilem (g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/ m2) berkurangan, tetapi aktiviti nitrifikasi seunit luas permukaan pembawa masih boleh dikekalkan pada tahap yang tinggi. Variasi bermusim biojisim dengan suhu efluen untuk MBBR nitrifikasi tertier diberikan dalam Rajah 1- 8(a). Apabila suhu efluen meningkat daripada 〈15 darjah kepada〉15 darjah antara Mei dan Jun, kepekatan biojisim menurun dengan mendadak. Rajah 1- 8 (b) membahagikan data kepada dua zon mengikut suhu efluen (〈15 darjah dan 〉15 darjah ). Walaupun aktiviti spesifik biofilem berkurangan di rantau 〈15 darjah, prestasi makroskopik reaktor kekal tinggi disebabkan oleh jumlah kepekatan biojisim yang lebih tinggi dan kepekatan oksigen terlarut yang lebih tinggi (disebabkan oleh peningkatan keterlarutan gas pada suhu rendah). Fenomena yang diperhatikan ini menunjukkan bahawa kadar tindak balas permukaan makroskopik pada pembawa boleh dikekalkan pada tahap yang tinggi di bawah keadaan suhu rendah, walaupun kadar pertumbuhan bakteria nitrifikasi berkurangan, disebabkan oleh penyesuaian biofilm.
● Rajah 1-8 (a) Variasi bermusim kepekatan biojisim dan suhu dalam MBBR dengan nitrifikasi tertier.
(b) Hubungan antara aktiviti nitrifikasi dan kepekatan oksigen terlarut pada keadaan suhu yang berbeza
2.7 Denitrifikasi Tangki MBBR
Reaktor katil bergerak telah berjaya digunakan dalam proses denitrifikasi pra, pasca dan gabungan. Berbeza dengan bio lain yang sama seperti proses denitrifikasi bahan, faktor-faktor yang perlu diambil kira dalam reka bentuk ialah.
1) Sumber karbon yang sesuai dan nisbah karbon kepada nitrogen yang sesuai dalam reaktor.
2) Tahap denitrifikasi yang dikehendaki.
3) Suhu efluen.
4) Oksigen terlarut dalam air balik atau hulu.
2.7.1 Reaktor Biofilem Katil Bergerak Dengan Pra-Pendenitrifikasi
Apabila penyingkiran BOD, nitrifikasi dan penyingkiran nitrogen sederhana diperlukan, MBBR dengan denitrifikasi hadapan sangat sesuai. Untuk menggunakan sepenuhnya isipadu reaktor anoksik, air suapan harus mempunyai nisbah yang sesuai bagi COD mudah terbiodegradasi dan nitrogen ammonia (C /N). Memandangkan peringkat nitrifikasi MBBR memerlukan oksigen terlarut yang tinggi, oksigen terlarut dalam refluks mempunyai kesan yang ketara ke atas prestasi MBBR. Ini menghasilkan had atas nisbah refluks paling ekonomik ( Q refluks / Q influen ) dalam pengeluaran. Di atas nilai ini kecekapan keseluruhan denitrifikasi berkurangan apabila aliran pulangan ditingkatkan lagi. Jika sifat efluen sesuai untuk denitrifikasi bahagian hadapan, kadar penyingkiran nitrogen secara amnya adalah antara 50% dan 70% pada nisbah pulangan (1:1) hingga (3:1). Dalam amalan pengeluaran, kadar denitrifikasi boleh dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti: lokasi, perbezaan bermusim dalam sifat efluen (cth, C/N), kepekatan oksigen terlarut yang dibawa ke dalam reaktor, dan suhu efluen.
2.7.2 Reaktor Biofilem Katil Bergerak Dengan Pasca Denitrifikasi
When the degradable carbon in the wastewater is naturally insufficient, or has been consumed by upstream processes, or when the wastewater treatment plant occupies an area subject to when the need for concise and high-speed denitrification is limited, MBBR with posterior denitrification can be considered. because the denitrification performance is not affected by internal circulation or carbon source, the posterior denitrification process can achieve high denitrification rates (>80%) pada HRT yang singkat.
Jika keperluan BOD dan nitrat efluen lebih ketat, pasca pendenitrifikasian mungkin diperlukan selepas MBBR pengudaraan kecil. pengalaman operasi menunjukkan bahawa jika terdapat proses pemendapan di hulu, mungkin terdapat kepekatan fosforus dalam pasca denitrifikasi yang tidak mencukupi untuk sintesis sel, dan prestasi denitrifikasi mungkin dihalang pada ketika itu.
Apabila karbon terlalu terisi, kadar penyingkiran kawasan permukaan pembawa nitrat maksimum (SARR) bagi sumber karbon yang digunakan boleh melebihi 2g/(m2 -d). Kadar penyingkiran kawasan permukaan nitrat untuk sumber karbon yang berbeza dan suhu yang berbeza diberikan dalam Rajah 2-9.
● Rajah 1-9 Kadar penyingkiran kawasan permukaan pembawa dengan sumber karbon berbeza sebagai fungsi suhu
2.7.3 Gabungan Pre/Post Denitrification Moving Bed Reaktor Biofilem
Reaktor katil bergerak dengan denitrifikasi hadapan dan belakang boleh digabungkan, dengan itu mengambil kesempatan daripada ekonomi denitrifikasi hadapan. Reka bentuk reaktor denitrifikasi hadapan boleh dianggap sebagai tangki pengudaraan pada musim sejuk. Reka bentuk mungkin mempertimbangkan untuk menggunakan reaktor denitrifikasi hadapan sebagai tangki pengudaraan pada musim sejuk. Ini kerana.
1) Meningkatkan isipadu tangki tindak balas pengudaraan membantu meningkatkan nitrifikasi.
2) Suhu air yang lebih rendah boleh menyebabkan peningkatan kepekatan oksigen terlarut dan pengurangan COD terlarut, yang boleh menjejaskan keberkesanan denitrifikasi bahagian hadapan.
3) Pada musim sejuk, reaktor pasca-denitrifikasi boleh menjalankan semua tugasan denitrifikasi.
2.7.4 Pergolakan Denitrifikasi
Dalam denitrifikasi MBBR, pengadun mekanikal tenggelam yang dipasang di rel telah digunakan untuk mengedarkan dan mencampurkan cecair dalam reaktor
badan dan pembawa. Aspek-aspek berikut perlu dipertimbangkan secara khusus semasa mereka bentuk pengaduk: (1) lokasi dan arah pengaduk; (3)Jenis pengacau; (3) tenaga kacau.
Ketumpatan relatif pembawa biofilem adalah kira-kira 0.96, jadi ia akan terapung di dalam air tanpa menggunakan tenaga, yang berbeza daripada proses enap cemar diaktifkan. Apabila tiada tenaga yang digunakan dalam proses enapcemar teraktif, pepejal (enapcemar) mendap keluar.
Akibatnya, dalam MBBR, pengacau harus diletakkan dekat dengan permukaan air tetapi tidak terlalu dekat dengan permukaan air, jika tidak, ia akan mewujudkan pusaran pada permukaan air semula dan seterusnya membawa udara ke dalam reaktor. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1-10, pengacau hendaklah dicondongkan sedikit ke bawah supaya pembawa boleh ditolak lebih dalam ke dalam reaktor. Secara amnya, MBBR tidak berudara memerlukan 25 hingga 35 w/m3 tenaga untuk mengacau seluruh pembawa. Pergolakan untuk menyahnitrifikasi MBBR harus dipertimbangkan secara khusus. Tidak semua agitator sesuai digunakan dalam MBBR untuk jangka masa yang lama. Pengeluar pengacau (ABS), menggunakan beberapa unit MBBR, telah membangunkan pengacau ABS123K yang sesuai khusus untuk reaktor katil bergerak. Pengacau ini diperbuat daripada keluli tahan karat dengan pengacau melengkung ke belakang, yang mampu menahan lelasan pengacau oleh pembawa. Untuk mengelakkan kerosakan pada pembawa dan kehausan pengacau, pengacau ABS123K mempunyai bar bulat 12 mm yang dikimpal di sepanjang sayap kipas. Apabila digunakan dalam reaktor katil bergerak, kelajuan pengacau ABS123K agak rendah (90 rpm pada 50 Hz dan 105 rpm pada 60 Hz). Tenaga pencampuran yang diperlukan untuk menggerakkan MBBR yang menyahnitrifikasi adalah berkaitan dengan nisbah pengisian pembawa dan pertumbuhan biofilm yang dijangkakan. Pengalaman praktikal menunjukkan bahawa pengadukan adalah lebih cekap pada nisbah pengisian pembawa yang rendah (cth<55%). At higher fill ratios, it is difficult for the agitator to circulate the carriers and therefore high carrier fill ratios should be avoided. Low filling ratios and correspondingly high carrier surface loadings increase the biofilm concentration and thus sink the carrier, making it easier for the stirrer to stir the carrier and circulate it in the reactor. From this point of view, it is important to choose the appropriate denitrification reactor size, as a proper reactor size allows for a filling ratio and mechanical stirring to be compatible.
● Rajah 10
(a) Pengacau ABS123K menghadap permukaan air dan dicondongkan 30 darjah ke bawah untuk menolak pembawa lebih dalam ke dalam reaktor;
(b) denitrifikasi MBBR sedang beroperasi di loji rawatan air sisa
2.8 Pra-Pemprosesan
Seperti teknologi biofilem terendam yang lain, air suapan kepada MBBR memerlukan prarawatan yang betul. Untuk parut dan pemendapan yang baik adalah perlu untuk mengelakkan pengumpulan jangka panjang bahan lengai jahat seperti serpihan, plastik dan pasir dalam MBBR. Memandangkan MBBR sebahagiannya dipenuhi dengan pembawa, bahan lengai ini sukar untuk dialih keluar sebaik sahaja ia memasuki MBBR. Apabila rawatan utama tersedia, pengilang MBBR secara amnya mengesyorkan agar jurang parut tidak lebih besar daripada 6 mm, dan jika tiada rawatan utama tersedia, parut halus 3 mm atau kurang mesti dipasang. Selain itu, jika MBBR ditambah kepada proses sedia ada, tidak perlu menambah lagi jeriji sekiranya tahap rawatan sedia ada sudah tinggi.
2.9 Pengasingan Pepejal-Cecair MBBR
Berbanding dengan proses enapcemar diaktifkan, proses katil bergerak adalah sangat fleksibel dari sudut pandangan pemisahan pepejal-cecair yang besar. Kesan rawatan biologi proses katil bergerak adalah bebas daripada langkah pengasingan pepejal-cecair, jadi unit pengasingan pepejal-cecairnya boleh diubah. Di samping itu, kepekatan pepejal efluen MBBR adalah sekurang-kurangnya satu urutan magnitud lebih rendah daripada proses enapcemar teraktif. Oleh itu, pelbagai teknologi pengasingan pepejal-cecair telah berjaya digunakan untuk MBBR, yang boleh digabungkan dengan teknologi pengasingan pepejal-cecair yang mudah dan cekap seperti pengapungan udara atau tangki pemendapan berketumpatan tinggi di mana tanah berada pada tahap premium. Dalam memasang semula loji rawatan air sisa sedia ada, tangki pengendapan sedia ada boleh digunakan untuk pengasingan pepejal di MBBR.
2.10 Pertimbangan Semasa Merekabentuk MBBR
Berikut adalah sangat penting untuk reka bentuk MBBR.
2.10.1 Kadar Aliran Perjalanan MBBR (Kadar Aliran Mendatar)
The peak flow rate (flow divided by reactor cross-sectional area) at peak flow through the MBBR must be considered in the design with a small flow rate (e.g. 20m/h), the carriers can be evenly distributed in the reactor. Too high travel flow rate (e.g. >35m/j), pembawa akan terkumpul di grid pemintas dan menjana kehilangan kepala yang besar. Kadangkala keadaan hidraulik pada kadar aliran puncak akan menentukan geometri dan bilangan siri MBBR. Berunding dengan pengilang dan menentukan kadar aliran perjalanan yang sesuai adalah penting untuk reka bentuk MBBR. Nisbah aspek reaktor juga merupakan faktor. Secara umum, nisbah aspek yang kecil (cth, 1:1 atau kurang) membantu mengurangkan hanyut pembawa ke arah grid pemintas pada kadar aliran puncak dan membolehkan pengagihan pembawa yang lebih seragam dalam reaktor.
2.10.2 Masalah Buih Tangki MBBR
Masalah buih tidak biasa dalam MBBR, tetapi terdedah kepada berlaku semasa permulaan atau operasi yang lemah. Oleh kerana dua dinding sekatan di tengah kolam berterusan adalah lebih tinggi daripada permukaan air, jadi buih akan terhad kepada MBBR. Jika buih mesti dikawal, penggunaan agen antifoam adalah disyorkan. Penggunaan defoamer akan meliputi pembawa dan menghalang penyebaran substrat ke biofilem, yang mungkin menjejaskan prestasi MBBR. Penyahbuih silisid tidak boleh digunakan kerana ia tidak serasi dengan pembawa plastik.
2.10.3 Pembersihan Katil Pembawa Dan Penyimpanan Sementara
Untuk reaktor katil bergerak yang direka bentuk dan dibina dengan baik, walaupun kegagalan jarang berlaku, adalah bijak untuk mengatasi masalah bagaimana untuk memindahkan pembawa keluar dari reaktor dan menyimpannya apabila reaktor ditutup kerana penyelenggaraan, dsb. masih perlu dipertimbangkan . Semua cecair dalam reaktor, termasuk pembawa, boleh dialirkan oleh pam vorteks roda cekung 10cm. Jika nisbah pengisian yang direka sesuai, pembawa dalam satu reaktor boleh dipindahkan sementara ke reaktor lain. Walau bagaimanapun, kelemahan kaedah ini ialah sukar untuk memulihkan kedua-dua reaktor kepada nisbah pengisian asalnya apabila mengalihkan pembawa kembali. Sebaik sahaja pembawa dipam semula ke dalam reaktor, satu-satunya cara yang munasabah untuk mengukur nisbah isian pembawa dengan tepat ialah mengosongkan reaktor dan mengukur ketinggian pembawa dalam kedua-dua reaktor. Sebaik-baiknya, terdapat kolam lain atau unit lain yang tidak digunakan yang boleh digunakan sebagai bekas penyimpanan sementara untuk pembawa, supaya nisbah pembawa isian reaktor asal dapat dipastikan dengan mudah.