A резервуар для гидролизной подкисленияпредставляет собой передовую установку биологической предварительной очистки, широко используемую в системах очистки городских и промышленных сточных вод. Он улучшает биоразлагаемость сточных вод за счет преобразования сложных органических загрязнителей в более простые биоразлагаемые соединения посредством реакций гидролиза и подкисления.

Во многих проектах по очистке промышленных сточных вод большая часть органических загрязнителей существует в форме сложных макромолекулярных соединений, которые с трудом поддаются прямому разложению обычными системами биологической очистки. Реактор гидролизного подкисления расщепляет эти сложные вещества на более мелкие органические молекулы, улучшаяСоотношение БПК/ХПКи создание более благоприятных условий для последующих процессов биологической очистки.

По сравнению с традиционными методами очистки технология гидролизного подкисления дает ряд преимуществ:

Уменьшает сложность органических загрязнителей.

Улучшает биоразлагаемость сточных вод.

Повышает эффективность последующей биологической очистки.

Обеспечивает буферную способность от колебаний качества и скорости потока сточных вод.

Уменьшает нагрузку на последующие процессы.

По этой причине резервуары для гидролизной подкисления стали важной технологией предварительной очистки на очистных сооружениях, особенно для промышленных сточных вод с высоким содержанием органических веществ или плохой биоразлагаемостью.

Однако успешное применение во многом зависит от выбора правильного типа реактора и проектирования системы в соответствии с характеристиками сточных вод.

Распространенные инженерные проблемы, такие как накопление осадка, короткое-гидравлическое замыкание, вымывание осадка и нестабильное качество сточных вод, часто возникают из-за неправильного выбора реактора или недостаточного внимания к конструктивным деталям.

Одним из трех основных типов резервуаров для гидролизной кислотной обработки, используемых в технике, является:

Резервуар для подкисления гидролиза с восходящим потоком

Каждый тип реактора имеет разные конструктивные характеристики, принципы работы, преимущества и сценарии применения.

Процесс гидролизного закисления основан на деятельности анаэробных и факультативных микроорганизмов.

В основном процесс включает в себя два этапа:

2.1 Стадия гидролиза

Во время гидролиза микроорганизмы выделяют внеклеточные ферменты, расщепляющие крупные органические молекулы, в том числе:

Белки

Углеводы

Липиды

Сложные органические полимеры

Эти макромолекулярные вещества превращаются в более мелкие растворимые соединения, такие как:

Аминокислоты

Сахара

Жирные кислоты

Такое преобразование улучшает доступность загрязняющих веществ для микроорганизмов.

2.2 Стадия подкисления

Во время подкисления кислотообразующие-бактерии превращают продукты гидролиза в:

Летучие жирные кислоты (ЛЖК)

Органические кислоты

Спирты

Водород

Углекислый газ

Эти продукты легче использовать микроорганизмам последующей биологической очистки.

В отличие от систем анаэробного сбраживания, которые ориентированы на производство метана, резервуары гидролизного подкисления в основном направлены на улучшение биоразлагаемости сточных вод и повышение эффективности последующей очистки.

3.1 Улучшение биоразлагаемости сточных вод

Многие потоки промышленных сточных вод содержат тугоплавкие органические соединения с плохой биоразлагаемостью.

Гидролизное подкисление превращает эти вещества в более мелкие биоразлагаемые молекулы, повышая эффективность систем биологической очистки.

Более высокий коэффициент биоразложения позволяет осуществлять последующие процессы, такие как:

Системы активного ила

системы МББР

системы SBR

Биопленочные реакторы

работать более эффективно.

3.2 Сокращение нагрузки на лечение ХПК

Гидролизное подкисление помогает преобразовать сложную ХПК в более биоразлагаемые формы.

Хотя реактор изначально не предназначен для полного удаления ХПК, он повышает эффективность преобразования ХПК и снижает органическую нагрузку, поступающую на следующие стадии очистки.

3.3 Повышение устойчивости к ударным нагрузкам

Промышленные сточные воды часто испытывают колебания:

Органическая концентрация

Скорость потока

Токсичные загрязнители

Правильно спроектированный резервуар для гидролизного подкисления обеспечивает буферную емкость и защищает последующие биологические процессы от внезапных изменений.

3.4 Уменьшение образования осадка

По сравнению с процессами аэробной очистки, гидролизное подкисление происходит в условиях низкого содержания кислорода и обычно приводит к образованию меньшего количества избыточного ила.

Это помогает уменьшить:

Затраты на утилизацию осадка

Требования к обращению с осадком

Общие операционные расходы

Реакторы гидролизного подкисления можно классифицировать в соответствии с их гидравлическими условиями, методами смешивания и стратегиями удержания биомассы.

Три основных конструкции обсуждаются ниже.

Обзор

Резервуар для гидролиза с восходящим потоком в настоящее время является наиболее часто применяемым типом реактора из-за его простой конструкции, низких эксплуатационных затрат и надежной работы.

Он широко используется в:

Очистка муниципальных сточных вод

Сточные воды пищевой промышленности

Текстильные сточные воды

Сточные воды бумажного производства

Общая очистка промышленных сточных вод

Принцип работы

Сточные воды поступают в реактор через нижнюю распределительную систему и поднимаются вверх через подвешенный иловый слой.

При восходящем потоке:

Сточные воды контактируют с факультативным илом высокой-концентрации.

Взвешенные твердые вещества сохраняются.

Гидролитические бактерии разлагают сложные органические соединения.

Образуются растворимые биоразлагаемые вещества.

Обработанный супернатант собирается из верхней секции и выгружается в последующие отделения обработки.

Конструктивное проектирование резервуара для гидролиза с восходящим потоком

В резервуаре для гидролиза с восходящим потоком обычно используетсявертикальная стратифицированная конструкция реактора. Снизу вверх бак можно разделить на четыре функциональные зоны:

Зона распределения придонной воды

Зона реакции осадка

Зона разделения воды и осадка-

Зона сбора сточных вод

Каждая зона выполняет определенную функцию по обеспечению стабильной работы реактора.

1. Зона распределения придонных вод.

Нижняя распределительная зона отвечает за равномерное распределение поступающих сточных вод по всему сечению-реактора.

К распространенным методам распространения относятся:

Системы разветвленных перфорированных труб

Импульсные системы водораспределения

Распределительные трубы обычно имеют сопла, обращенные вниз-или расположенные под углом, чтобы добиться равномерного распределения потока.

Скорость потока на распределительных отверстиях обычно следует контролировать в пределах:

1.8–2.5 m/s

для предотвращения засорения при сохранении эффективного гидравлического распределения.

Дно резервуара обычно проектируется с уклоном:

0.5%–1%

и оборудовано устройствами для сброса осадка для предотвращения мертвых зон и накопления осадка.

Зона реакции среднего ила

Зона реакции шлама представляет собой зону обработки активной зоны реактора.

Типичные параметры конструкции включают в себя:

Эффективная глубина воды:4–6 m

Гидравлическое время удержания (HRT):4–8 часов

Толщина слоя ила:2–3 m

Концентрация осадка:8–12 g/L

В этой зоне:

Сточные воды контактируют с осадком высокой-концентрации.

Гидролитические микроорганизмы разлагают сложные органические вещества.

Взвешенные твердые вещества улавливаются.

Биоразлагаемость улучшена.

Поддержание стабильного слоя ила имеет решающее значение для достижения стабильной эффективности очистки.

Верхняя зона водоотделения-отстоя

Верхняя секция выполняет функцию зоны отделения осадка-воды.

Типичная глубина воды:

1–1.5 m

По мере уменьшения скорости восходящего потока взвешенные частицы ила могут оседать обратно в зону реакции.

Это уменьшает:

Потеря осадка

Смыв биомассы

Концентрация взвешенных веществ в сточных водах

Правильно спроектированная зона разделения необходима для поддержания долгосрочной-стабильности реактора.

Верхняя зона сбора сточных вод

Верхняя зона стока предназначена для равномерного сбора очищенной воды.

Общие структуры включают в себя:

Треугольные переливные водосливы

Прямоугольные переливные водосливы

В состав системы могут также входить газоотводные устройства для удаления:

След биогаза

Летучие органические соединения (ЛОС)

Это помогает поддерживать стабильное давление внутри реактора.

Преимущества резервуаров для гидролиза с восходящим потоком

К основным преимуществам относятся:

1. Простая структура

Реактор имеет относительно простую конструкцию без сложного механического оборудования.

2. Низкое энергопотребление.

Поскольку смешивание осуществляется главным образом за счет гидравлического потока, потребление энергии чрезвычайно низкое.

3. Стабильная микробная среда.

Подвесной иловый слой обеспечивает:

Длительное время удержания осадка

Высокая микробная концентрация

Стабильная биологическая активность

4. Низкие эксплуатационные расходы

Отсутствие механического перемешивающего оборудования снижает:

Затраты на электроэнергию

Требования к обслуживанию оборудования

Операционная сложность

Ограничения резервуаров для гидролиза с восходящим потоком

Несмотря на свои преимущества, реакторы с восходящим потоком предъявляют ряд технических требований.

1. Строгие требования к распределению притоков.

Неравномерное распределение воды может привести к:

Гидравлическое короткое-замыкание

Неравномерное распределение осадка

Снижение эффективности лечения

Поэтому система впускного распределения должна быть тщательно спроектирована.

2. Чувствительность к высокому содержанию песка.

Сточные воды, содержащие чрезмерное количество песка или взвешенных твердых частиц, могут вызвать:

Засор труб

Засорение форсунки

Накопление осадка

Средства предварительной обработки, такие как:

Экраны

Песчаные камеры

рекомендуется перед реактором.

3. Риски гидравлического удара

Внезапное увеличение потока может нарушить слой ила и вызвать:

Флотация осадка

Смыв осадка

Плохое качество стоков

Инженерные соображения для резервуаров для гидролиза с восходящим потоком

Для обеспечения стабильной работы:

Избегайте простого-распределения воды в одной точке

Одно-или ограниченные-точечные системы распределения часто создают неравномерные гидравлические условия.

Рекомендуется использовать многоточечную систему распространения.-

Поддерживать уровень переливных плотин

Неравномерный перелив приводит к созданию предпочтительных путей потока и влияет на отделение воды от осадка-.

Проектирование правильных сооружений для сброса осадка

Периодический сброс осадка предотвращает:

Чрезмерное накопление осадка

Уменьшенный эффективный объем

Ухудшение производительности реактора