A hidroliz asitleştirme tankıEvsel ve endüstriyel atıksu arıtma sistemlerinde yaygın olarak kullanılan gelişmiş bir biyolojik ön arıtma ünitesidir. Karmaşık organik kirleticileri hidroliz ve asitleştirme reaksiyonları yoluyla daha basit biyolojik olarak parçalanabilir bileşiklere dönüştürerek atık suyun biyolojik olarak parçalanabilirliğini artırır.

Birçok endüstriyel atık su arıtma projesinde, organik kirleticilerin büyük bir kısmı, geleneksel biyolojik arıtma sistemlerinin doğrudan bozunması zor olan karmaşık makromoleküler bileşikler formunda bulunmaktadır. Bir hidroliz asitleştirme reaktörü, bu karmaşık maddeleri daha küçük organik moleküllere parçalayarak,BOİ/KOİ oranıve daha sonraki biyolojik arıtma süreçleri için daha uygun koşulların yaratılması.

Geleneksel arıtma yöntemleriyle karşılaştırıldığında, hidroliz asitleştirme teknolojisi çeşitli avantajlar sağlar:

Organik kirleticilerin karmaşıklığını azaltır.

Atık suyun biyolojik olarak parçalanabilirliğini artırır.

Aşağı yönlü biyolojik arıtmanın verimliliğini artırır.

Atık su kalitesi ve debisindeki dalgalanmalara karşı tamponlama kapasitesi sağlar.

Sonraki süreçlerdeki tedavi yükünü azaltır.

Bu nedenle hidroliz asitleştirme tankları, atıksu arıtma tesislerinde, özellikle yüksek organik yüke sahip veya biyolojik olarak parçalanabilirliği zayıf olan endüstriyel atık sular için önemli bir ön arıtma teknolojisi haline gelmiştir.

Ancak başarılı uygulama büyük ölçüde doğru reaktör tipinin seçilmesine ve sistemin atık su özelliklerine göre tasarlanmasına bağlıdır.

Çamur birikimi, hidrolik kısa devre-, çamurun temizlenmesi ve istikrarsız atık su kalitesi gibi yaygın mühendislik sorunlarına genellikle uygun olmayan reaktör seçiminden veya yapısal ayrıntılara yeterince dikkat edilmemesinden kaynaklanır.

Mühendislik uygulamalarında kullanılan üç ana hidroliz asitleştirme tankından biri:

Yukarı Akışlı Hidroliz Asitleştirme Tankı

Her reaktör tipinin farklı yapısal özellikleri, çalışma prensipleri, avantajları ve uygulama senaryoları vardır.

Hidroliz asitleştirme prosesi anaerobik ve fakültatif mikroorganizmaların aktivitesine dayanmaktadır.

Süreç esas olarak iki aşamadan oluşur:

2.1 Hidroliz Aşaması

Hidroliz sırasında mikroorganizmalar, aşağıdakiler de dahil olmak üzere büyük organik molekülleri parçalayan hücre dışı enzimler salgılar:

Proteinler

Karbonhidratlar

Lipitler

Karmaşık organik polimerler

Bu makromoleküler maddeler aşağıdakiler gibi daha küçük çözünür bileşiklere dönüştürülür:

Amino asitler

Şekerler

Yağ asitleri

Bu dönüşüm mikroorganizmaların kirleticilere erişilebilirliğini artırır.

2.2 Asitleştirme Aşaması

Asitleştirme sırasında asit-üreten bakteriler, hidroliz ürünlerini aşağıdakilere dönüştürür:

Uçucu yağ asitleri (VFA'lar)

Organik asitler

Alkoller

Hidrojen

Karbondioksit

Bu ürünlerin aşağı akıştaki biyolojik arıtma mikroorganizmalarının kullanımı daha kolaydır.

Metan üretimine odaklanan anaerobik çürütme sistemlerinden farklı olarak, hidroliz asitleştirme tankları temel olarak atık suyun biyolojik olarak parçalanabilirliğini iyileştirmeyi ve sonraki arıtma verimliliğini arttırmayı amaçlamaktadır.

3.1 Atık Suyun Biyolojik Parçalanabilirliğini Artırın

Birçok endüstriyel atık su akışı, biyolojik olarak parçalanabilirliği zayıf olan, dayanıklı organik bileşikler içerir.

Hidroliz asitleştirme, bu maddeleri biyolojik olarak parçalanabilen daha küçük moleküllere dönüştürerek biyolojik arıtma sistemlerinin etkinliğini arttırır.

Daha yüksek bir biyolojik bozunma oranı, aşağıdaki gibi alt proseslere olanak tanır:

Aktif çamur sistemleri

MBBR sistemleri

SBR sistemleri

Biyofilm reaktörleri

daha verimli çalışmasını sağlamak.

3.2 COD Arıtma Yükünü Azaltın

Hidroliz asitleştirme, karmaşık COD'nin biyolojik olarak daha fazla parçalanabilen formlara dönüştürülmesine yardımcı olur.

Reaktör öncelikle KOİ'nin tamamen uzaklaştırılması için tasarlanmamasına rağmen KOİ dönüşüm verimliliğini arttırır ve sonraki arıtma aşamalarına giren organik yükü azaltır.

3.3 Şok Yüklemeye Karşı Direnci Artırın

Endüstriyel atık sularda sıklıkla dalgalanmalar yaşanır:

Organik konsantrasyon

Akış hızı

Zehirli kirleticiler

Düzgün tasarlanmış bir hidroliz asitleştirme tankı, tamponlama kapasitesi sağlar ve aşağı yöndeki biyolojik süreçleri ani değişikliklerden korur.

3.4 Çamur Üretimini Azaltın

Aerobik arıtma prosesleriyle karşılaştırıldığında, hidroliz asitleştirme düşük oksijen koşullarında çalışır ve genellikle daha az fazla çamur üretir.

Bu, aşağıdakilerin azaltılmasına yardımcı olur:

Çamur bertaraf maliyetleri

Çamur elleçleme gereksinimleri

Genel işletme giderleri

Hidroliz asitleştirme reaktörleri hidrolik koşullarına, karıştırma yöntemlerine ve biyokütle tutma stratejilerine göre sınıflandırılabilir.

Üç ana tasarım aşağıda tartışılmaktadır.

Genel Bakış

Yukarı akışlı hidroliz asitleştirme tankı, basit yapısı, düşük işletme maliyeti ve güvenilir performansı nedeniyle şu anda en yaygın olarak uygulanan reaktör tipidir.

Yaygın olarak kullanılır:

Belediye atık su arıtma

Gıda işleme atıksuları

Tekstil atıksu

Kağıt yapımı atıksu

Genel endüstriyel atıksu arıtımı

Çalışma Prensibi

Atık su reaktöre alt dağıtım sisteminden girer ve asılı çamur örtüsünden yukarı doğru akar.

Yukarı doğru akış sırasında:

Atık su, yüksek-konsantrasyonlu fakültatif çamurla temas eder.

Askıdaki katılar tutulur.

Hidrolitik bakteriler karmaşık organik bileşikleri parçalar.

Çözünür biyolojik olarak parçalanabilen maddeler üretilir.

İşlenen süpernatan üst kısımdan toplanır ve sonraki arıtma ünitelerine boşaltılır.

Yukarı Akışlı Hidroliz Asitleştirme Tankının Yapısal Tasarımı

Yukarı akışlı hidroliz asitleştirme tankı genellikle bir benimserdikey katmanlı reaktör yapısı. Tank aşağıdan yukarıya doğru dört işlevsel bölgeye ayrılabilir:

Alt su dağıtım bölgesi

Çamur reaksiyon bölgesi

Çamur-su ayırma bölgesi

Atık su toplama bölgesi

Her bölge, reaktörün kararlı çalışmasını sağlamak için belirli bir işlevi yerine getirir.

1. Alt Su Dağıtım Bölgesi

Alt dağıtım bölgesi, gelen atık suyun tüm reaktör kesiti boyunca eşit şekilde dağıtılmasından sorumludur-.

Yaygın dağıtım yöntemleri şunları içerir:

Dallanmış delikli boru sistemleri

Darbeli su dağıtım sistemleri

Dağıtım boruları genellikle eşit akış dağılımı elde etmek için aşağı doğru- bakan veya açılı nozüllerle düzenlenir.

Dağıtım açıklıklarındaki akış hızı genel olarak aşağıdakiler dahilinde kontrol edilmelidir:

1.8–2.5 m/s

Etkili hidrolik dağıtımı korurken tıkanmayı önlemek için.

Tank tabanı genellikle aşağıdaki eğimle tasarlanmıştır:

0.5%–1%

ölü bölgeleri ve çamur birikimini önlemek için çamur deşarj tesisleriyle donatılmıştır.

Orta Çamur Reaksiyon Bölgesi

Çamur reaksiyon bölgesi reaktörün çekirdek arıtma alanıdır.

Tipik tasarım parametreleri şunları içerir:

Etkili su derinliği:4–6 m

Hidrolik tutma süresi (HRT):4–8 saat

Çamur battaniyesi kalınlığı:2–3 m

Çamur konsantrasyonu:8–12 g/L

Bu bölgede:

Atık su yüksek-konsantrasyonlu çamurla temas eder.

Hidrolitik mikroorganizmalar karmaşık organik maddeleri parçalar.

Askıda katı maddeler yakalanır.

Biyobozunurluk geliştirildi.

Tutarlı bir arıtma performansı elde etmek için stabil bir çamur örtüsünün korunması kritik öneme sahiptir.

Üst Çamur-Su Ayırma Bölgesi

Üst bölüm çamur-su ayırma alanı işlevi görür.

Tipik su derinliği:

1–1.5 m

Yukarıya doğru akış hızı azaldıkça askıda çamur parçacıkları reaksiyon bölgesine geri yerleşebilir.

Bu şunları azaltır:

Çamur kaybı

Biyokütle arınması

Atık sudaki askıda katı madde konsantrasyonu

Uygun şekilde tasarlanmış bir ayırma bölgesi, uzun vadeli-reaktör stabilitesini korumak için gereklidir.

Üst Atık Toplama Bölgesi

Üst atık bölge, eşit miktarda arıtılmış su toplanması için tasarlanmıştır.

Ortak yapılar şunları içerir:

Üçgen taşma savakları

Dikdörtgen taşma savakları

Sistem ayrıca aşağıdakileri ortadan kaldırmak için gaz egzoz tesisleri de içerebilir:

Biyogazın izini sürün

Uçucu organik bileşikler (VOC'ler)

Bu, reaktör içinde sabit basınç koşullarının korunmasına yardımcı olur.

Yukarı Akışlı Hidroliz Asitleştirme Tanklarının Avantajları

Ana avantajlar şunları içerir:

1. Basit Yapı

Reaktör, karmaşık mekanik ekipman gerektirmeyen nispeten basit bir konfigürasyona sahiptir.

2. Düşük Enerji Tüketimi

Karıştırma esas olarak hidrolik akışla sağlandığı için enerji tüketimi son derece düşüktür.

3. Kararlı Mikrobiyal Ortam

Askıya alınan çamur battaniyesi şunları sağlar:

Uzun çamur tutma süresi

Yüksek mikrobiyal konsantrasyon

Kararlı biyolojik aktivite

4. Düşük İşletme Maliyeti

Mekanik karıştırma ekipmanının bulunmaması aşağıdakileri azaltır:

Enerji maliyetleri

Ekipman bakım gereksinimleri

Operasyonel karmaşıklık

Yukarı Akışlı Hidroliz Asitleştirme Tanklarının Sınırlamaları

Avantajlarına rağmen yukarı akışlı reaktörlerin çeşitli mühendislik gereksinimleri vardır.

1. Katı Etki Dağıtım Gereksinimleri

Düzensiz su dağıtımı şunlarla sonuçlanabilir:

Hidrolik kısa-devre

Eşit olmayan çamur dağılımı

Azalan tedavi verimliliği

Bu nedenle giriş dağıtım sisteminin dikkatli bir şekilde tasarlanması gerekir.

2. Yüksek Kum İçeriğine Duyarlılık

Aşırı kum veya askıda katı madde içeren atık su aşağıdakilere neden olabilir:

Boru tıkanıklığı

Meme tıkanması

Çamur birikimi

Aşağıdaki gibi ön arıtma tesisleri:

Ekranlar

Kum odaları

Reaktörden önce tavsiye edilir.

3. Hidrolik Şok Riskleri

Ani akış artışları çamur örtüsünü bozabilir ve aşağıdakilere neden olabilir:

Çamur flotasyonu

Çamur yıkama

Düşük atık su kalitesi

Yukarı Akışlı Hidroliz Asitleştirme Tanklarına İlişkin Mühendislik Hususları

Kararlı çalışmayı sağlamak için:

Basit Tek{0}Noktalı Su Dağıtımından Kaçının

Tek-noktalı veya sınırlı-noktalı dağıtım sistemleri genellikle dengesiz hidrolik koşullar yaratır.

Çok-noktalı bir dağıtım sistemi önerilir.

Seviye Taşma Savaklarının Bakımı

Düzensiz taşma, tercihli akış yollarına neden olur ve çamurun-su ayrılmasını etkiler.

Uygun Çamur Deşarj Tesisleri Tasarlayın

Periyodik çamur tahliyesi şunları önler:

Aşırı çamur birikmesi

Azaltılmış etkili hacim

Reaktör performansında bozulma