+86-15267462807
Bahasa
Pencerna air sisa menukarkan pepejal terbiodegradasi kepada aliran biopejal yang lebih stabil sambil menghasilkan biogas yang kaya dengan metana. Dalam loji rawatan air sisa perbandaran, pencernaan anaerobik biasanya digunakan selepas pengasingan pepejal primer dan sekunder untuk mengurangkan pepejal meruap, bau, tahap patogen, dan jumlah enapcemar yang memerlukan pengendalian akhir.
Walau bagaimanapun, penghadaman yang boleh dipercayai bergantung kepada lebih daripada meletakkan enap cemar dalam tangki bebas oksigen. Suhu, masa pengekalan hidraulik, pemuatan organik, pencampuran, kealkalian dan konsistensi suapan semuanya mempengaruhi populasi mikrob yang akhirnya menghasilkan metana.
Bagi pengendali dan pereka rawatan air sisa, memahami perhubungan ini adalah penting apabila menilai kapasiti pencerna, menyelesaikan masalah operasi yang tidak stabil, atau mempertimbangkan pemulihan biogas dan pengeluaran gas asli boleh diperbaharui.
Pencernaan anaerobik ialah proses penukaran biologi yang dijalankan oleh beberapa kumpulan mikroorganisma yang bekerja secara berurutan. Proses ini biasanya diterangkan dalam empat peringkat.
1. Hidrolisis
Molekul organik yang besar seperti protein, karbohidrat, dan lemak tidak boleh digunakan secara langsung oleh banyak mikroorganisma anaerobik. Semasa hidrolisis, enzim ekstraselular memecahkannya kepada sebatian larut yang lebih kecil seperti asid amino, gula, dan asid lemak.
Hidrolisis boleh menjadi langkah mengehadkan kadar apabila enap cemar mengandungi zarah terbiodegradasi secara perlahan.
2. Asidogenesis
Bakteria asidogenik menukarkan sebatian larut kepada asid lemak meruap (VFA), alkohol, hidrogen, karbon dioksida, ammonia dan perantaraan lain.
Peringkat ini berlaku agak cepat. Jika pengeluaran asid menjadi lebih cepat daripada populasi metanogenik hiliran boleh menggunakan perantaraan, VFA terkumpul dan pH penghadam boleh jatuh.
3. Acetogenesis
Organisma asetogenik menukarkan VFA dan alkohol yang lebih tinggi terutamanya kepada asetat, hidrogen dan karbon dioksida. Sebatian ini menjadi substrat utama untuk mikroorganisma pembentuk metana.
4. Metanogenesis
Archaea metanogenik menukar asetat dan hidrogen/karbon dioksida kepada metana. Mereka tumbuh lebih perlahan dan lebih sensitif kepada suhu, pH, sebatian toksik, dan perubahan pemuatan mendadak daripada banyak organisma pembentuk asid.
Oleh itu, objektif keseluruhan bukan sekadar "penguraian." Digester yang dikendalikan dengan baik mengekalkan semua empat peringkat biologi dalam keseimbangan supaya pepejal meruap menjadi stabil dan bukannya membenarkan asid perantaraan terkumpul.
EPA menyatakan bahawa pencernaan anaerobik menstabilkan pepejal air sisa, mengurangkan bau dan patogen, dan menukar sebahagian daripada pecahan pepejal meruap kepada biogas.
Untuk pengurusan biosolid A.S., 38% pengurangan pepejal meruap juga merupakan penanda aras penting kerana ia adalah satu kaedah yang dinyatakan di bawah 40 CFR 503.33 untuk menunjukkan pengurangan tarikan vektor.
Pencerna air sisa dipilih mengikut ciri enap cemar, kepekatan pepejal, jejak tapak, kadar pemuatan, dan pemulihan tenaga yang diingini.
Reaktor tangki yang dikacau secara berterusan, atau CSTR , adalah salah satu konfigurasi yang paling biasa untuk enap cemar air sisa perbandaran.
Pencampuran memastikan pepejal terampai, mengedarkan haba dan suapan masuk, dan mengurangkan kecerunan asid atau suhu setempat. Sistem pemanasan biasanya digunakan untuk mengekalkan suhu operasi yang stabil.
Untuk pencernaan enap cemar perbandaran mesofilik, suhu hampir 35°C (95°F) digunakan secara meluas. Panduan EPA mengikut sejarah mengaitkan kira-kira 15 hari masa tinggal pada 35°C dalam pencerna kadar tinggi bercampur sepenuhnya dengan keadaan yang mampu mencapai pengurangan pepejal meruap yang ketara.
HRT reka bentuk sebenar selalunya lebih panjang dan harus berdasarkan ciri enap cemar, pemuatan pepejal, suhu, lebihan dan objektif rawatan.
An selimut enapcemar anaerobik aliran naik (UASB) reaktor beroperasi secara berbeza. Air sisa mengalir ke atas melalui selimut enap cemar anaerobik padat yang mengandungi biojisim berbutir atau flokulan.
Sistem UASB amat menarik untuk air sisa industri berkekuatan tinggi kerana ia boleh mengekalkan kepekatan biojisim aktif yang besar semasa beroperasi pada masa pengekalan hidraulik yang agak singkat.
Ia biasanya lebih sesuai untuk air sisa larut atau mudah terbiodegradasi daripada enapcemar perbandaran tebal yang mengandungi kepekatan tinggi pepejal terampai.
Lagun berbumbung menyediakan pilihan kerumitan yang lebih rendah untuk iklim panas dan air sisa pertanian atau industri tertentu. Penutup fleksibel menangkap biogas yang dijana manakala lagun menyediakan isipadu pencernaan.
Mereka biasanya memerlukan lebih banyak tanah dan menyediakan kawalan proses yang kurang daripada pencerna campuran yang dipanaskan.
Tanpa mengira konfigurasi, beberapa parameter mesti kekal seimbang:
| Parameter Operasi | Pertimbangan Biasa |
|---|---|
| Suhu mesofilik | Kira-kira 30–38°C |
| Suhu termofilik | Kira-kira 50–57°C |
| pH penghadam | Biasanya sekitar 6.8–7.5 |
| HRT | Sangat bergantung pada jenis reaktor, suapan dan suhu |
| OLR | Mesti sepadan dengan biojisim aktif dan kapasiti pencampuran |
| Kealkalian | Menyediakan penimbalan terhadap pengumpulan VFA |
| Percampuran | Menghalang stratifikasi, lapisan buih dan beban berlebihan setempat |
Nombor ini harus dianggap sebagai titik permulaan operasi dan bukannya spesifikasi reka bentuk universal.
Contohnya, meningkatkan OLR tanpa mengambil kira HRT bermakna lebih banyak bahan terbiodegradasi memasuki isipadu reaktor yang sama. Organisma pembentuk asid mungkin bertindak balas dengan cepat, manakala metanogen tidak dapat meningkatkan aktiviti mereka pada kadar yang sama.
Begitu juga, pencampuran yang baik tidak dapat mengimbangi pemanasan yang tidak mencukupi, dan kealkalian yang tinggi tidak dapat mengimbangi beban organik yang teruk selama-lamanya.
Pencernaan yang stabil datang daripada mengekalkan persekitaran biologi gabungan , tidak mengoptimumkan satu parameter secara berasingan.
Pencernaan anaerobik menghasilkan biogas yang mengandungi terutamanya metana dan karbon dioksida bersama-sama dengan wap air, hidrogen sulfida, dan kesan bahan cemar.
EPA menerangkan biogas mentah daripada sistem anaerobik sebagai biasanya mengandungi lebih kurang 45–65% metana , walaupun komposisi sebenar sangat bergantung pada bahan mentah dan operasi.
Di loji air sisa, gas ini boleh:
Enap cemar perbandaran sahaja mungkin tidak selalu memaksimumkan potensi tenaga pencerna sedia ada.
Menambah sisa organik bertenaga tinggi yang sesuai seperti sisa pemprosesan makanan, sisa makanan, lemak, minyak dan gris boleh meningkatkan pemuatan karbon terbiodegradasi dan seterusnya meningkatkan pengeluaran biogas.
EPA mengenal pasti pencernaan bersama sebagai kaedah yang boleh meningkatkan pengeluaran gas daripada bahan mentah yang menghasilkan rendah. Satu memetik kemudahan air sisa A.S. yang menerima sisa pemprosesan makanan dan lemak, minyak dan gris menggandakan pengeluaran biogasnya.
Ini tidak bermakna penambahan suapan maksimum adalah wajar. Substrat yang masuk hendaklah dinilai untuk:
Gas pencerna mentah biasanya tidak sesuai untuk suntikan terus ke saluran paip gas asli.
Peningkatan biasa melibatkan beberapa peringkat rawatan:
Penyingkiran hidrogen sulfida: Media berasaskan besi, karbon teraktif, penyahsulfuran biologi atau teknologi lain mengeluarkan H2S yang menghakis.
Penyingkiran kelembapan: Penyejukan, pemeluwapan, pengeringan, atau penjerapan mengurangkan wap air.
Pemisahan CO2: Pemisahan membran, penjerapan ayunan tekanan, penyentalan air, atau penyerapan kimia boleh meningkatkan kepekatan metana.
Surih kawalan bahan cemar: Siloksan dan VOC juga mungkin memerlukan penyingkiran bergantung pada sumber air sisa dan spesifikasi gas akhir.
EPA melaporkan bahawa RNG yang dinaik taraf biasanya mengandungi sekurang-kurangnya 90% metana, manakala RNG yang disuntik saluran paip biasanya mencapai lebih kurang 96–98% metana , tertakluk kepada spesifikasi kualiti gas utiliti penerima.
Untuk projek A.S., CNG boleh diperbaharui atau LNG yang layak dihasilkan daripada biogas daripada pencerna rawatan air sisa perbandaran juga boleh berada di bawah laluan yang diluluskan dalam Piawaian Bahan Api Boleh Diperbaharui persekutuan.
Operator harus bertindak balas terhadap trend sebelum pengeluaran metana runtuh.
Berbuih may result from filamentous organisms in the incoming sludge, rapid gas release, inadequate mixing, sudden loading changes, high concentrations of fats or proteins, or poor solids withdrawal.
Tanda amaran termasuk:
Tindakan pembetulan boleh termasuk mengurangkan pemuatan, menambah baik pengagihan pencampuran, mengurus bahan mentah yang menyusahkan, melaraskan pengeluaran enap cemar dan mengawal buih berterusan secara mekanikal.
Peningkatan mendadak dalam beban organik kerap meningkatkan pengeluaran asid sebelum organisma pembentuk metana boleh bertindak balas.
VFA mula terkumpul, kealkalian digunakan, dan pH akhirnya menurun.
Walau bagaimanapun, pH sahaja adalah penunjuk lewat kerana penimbalan bikarbonat boleh menyembunyikan ketidakstabilan yang sedang berkembang.
Oleh itu, pengendali biasanya menjejaki VFA bersama-sama dengan kealkalian total atau bikarbonat. A yang semakin meningkat Nisbah VFA kepada kealkalian biasanya lebih penting daripada satu bacaan terpencil. Sebagai peraturan operasi praktikal, nilai di bawah kira-kira 0.3 biasanya menunjukkan penimbalan yang selesa, manakala pergerakan berterusan ke arah lebih kurang 0.4–0.5 atau lebih tinggi akan mencetuskan penyiasatan. Aliran sejarah khusus tapak hendaklah sentiasa diutamakan berbanding titik penggera sejagat.
Respons yang mungkin termasuk:
Bahan suapan yang kaya dengan protein membebaskan ammonia, manakala sisa yang mengandungi sulfur boleh menjana hidrogen sulfida.
Pecahan toksik ammonia sangat bergantung pada pH dan suhu, jadi kepekatan ammonia total yang beroperasi dengan jayanya di satu kemudahan boleh menyebabkan perencatan dalam keadaan berbeza.
Sulfida memberikan kedua-dua masalah biologi dan operasi kerana sulfida terlarut boleh menghalang mikroorganisma manakala gas H2S menimbulkan masalah kakisan dan keselamatan yang serius.
Trending peratusan metana, CO2, H2S, VFA, kealkalian, pH, pengeluaran gas dan pemuatan suapan bersama-sama menyediakan sistem amaran awal yang lebih kuat daripada bergantung pada isipadu gas sahaja.
Pencernaan anaerobik tidak menghilangkan enap cemar. Ia menukarkan bahan organik terbiodegradasi sambil meninggalkan penghadaman stabil yang mengandungi air, sisa pepejal, nitrogen, fosforus dan bahan bukan organik.
Selepas penghadaman, loji air kumbahan biasanya menggunakan emparan, penekan penapis tali pinggang, penekan skru atau peralatan penyahairan lain untuk mengurangkan jumlah pengangkutan.
Pepusat cecair atau turasan biasanya mengembalikan ammonia dan fosforus larut yang ketara kepada proses rawatan air sisa. Di kemudahan yang lebih besar, beban nutrien aliran sampingan ini mungkin membenarkan rawatan nitrogen berasingan atau pemulihan fosforus.
Satu pilihan yang semakin penting ialah memulihkan fosforus sebagai produk fosfat yang boleh digunakan dan bukannya membenarkan pemendakan struvit yang tidak terkawal dalam paip, pam dan peralatan penyahairan.
Pelupusan biosolid juga mesti dipertimbangkan semasa reka bentuk proses.
Di bawah peraturan EPA A.S., Kelas A dan Kelas B merujuk terutamanya kepada keperluan pengurangan patogen , dan mereka membawa keperluan pengurusan yang berbeza untuk permohonan tanah. Biopejal Kelas B mungkin masih mengandungi patogen yang boleh dikesan dan oleh itu memerlukan sekatan tapak, manakala biopejal Kelas A memenuhi keperluan pengurangan patogen yang lebih ketat.
Oleh itu, pencernaan anaerobik dengan sendirinya tidak seharusnya secara automatik digambarkan sebagai menghasilkan "biosolid Kelas A." Kereta api rawatan lengkap dan kriteria Bahagian 503 yang berkenaan menentukan klasifikasi akhir.
Permulaan harus beransur-ansur.
Urutan praktikal termasuk:
Memuatkan pencerna baharu kepada kapasiti reka bentuk penuh dengan segera boleh membenarkan pengeluaran asid mengatasi populasi metanogenik yang sedang membangun.
Dari perspektif ekonomi, pencerna air sisa terbaik oleh itu tidak semestinya reaktor yang menghasilkan biogas maksimum yang mungkin. Operator harus membandingkan tenaga pemanasan dan pencampuran, penjimatan pelupusan pepejal, penggunaan bahan kimia, penyelenggaraan, penggunaan biogas, rawatan aliran sisi nutrien, dan potensi RNG atau hasil kuasa sebagai satu keseimbangan bersepadu.
Prestasi digester bermula dengan pencirian air sisa dan enap cemar yang tepat.
Sebelum memilih reaktor, sistem pencampuran, unit rawatan gas, atau peralatan rawatan air sisa yang berkaitan, tentukan pemuatan pepejal yang dijangkakan, ciri-ciri COD, suhu, kandungan sulfur dan nitrogen, keperluan HRT, laluan biopejal akhir, dan tujuan penggunaan biogas.
Hangzhou Nihao Environmental Tech Co., Ltd. membekalkan produk rawatan air sisa dan menyokong projek rawatan perbandaran dan industri dengan pemilihan peralatan berorientasikan proses.
Jika anda merancang sistem rawatan air sisa baharu atau menaik taraf proses biologi sedia ada, hubungi Air Nihao dengan kadar aliran anda, ciri air sisa, sasaran rawatan dan maklumat proses sedia ada. Pasukan kami boleh membantu menilai konfigurasi rawatan yang sesuai dan peralatan sokongan untuk keseluruhan kereta api rawatan air sisa.
Empat peringkat tersebut ialah hidrolisis, asidogenesis, acetogenesis, dan metanogenesis. Bahan organik kompleks mula-mula ditukar kepada sebatian larut, kemudian asid meruap dan perantaraan lain, diikuti oleh asetat dan hidrogen, dan akhirnya metana dan karbon dioksida.
Pencernaan mesofilik biasanya beroperasi sekitar 30–38°C, dengan kira-kira 35°C digunakan secara meluas untuk pencerna enap cemar perbandaran. Pencernaan termofilik biasanya beroperasi sekitar 50–57°C. Sistem termofilik boleh memberikan tindak balas biologi yang lebih cepat dan pengurangan patogen yang lebih besar tetapi secara amnya lebih sensitif kepada perubahan suhu dan gangguan proses.
HRT menentukan berapa lama bahan kekal dalam reaktor, manakala OLR mewakili berapa banyak bahan organik digunakan bagi setiap unit isipadu reaktor setiap hari. Pemuatan berlebihan digabungkan dengan pengekalan yang tidak mencukupi boleh menyebabkan pengumpulan VFA kerana pembentukan asid melebihi kapasiti penukaran metanogenik.
Berbuih may be associated with filamentous organisms, high protein or fat loading, rapid gas production, poor mixing, feed variations, and accumulated scum. Control measures include identifying the source, correcting loading or mixing conditions, managing feedstocks, and removing accumulated foam or scum where necessary.
Biogas mentah dibersihkan untuk menghilangkan air, hidrogen sulfida, karbon dioksida dan bahan cemar seperti siloksan dan VOC. Teknologi mungkin termasuk karbon teraktif, media besi, membran, penjerapan ayunan tekanan dan sistem penyental. RNG kualiti saluran paip biasanya memerlukan kepekatan metana yang lebih tinggi daripada gas penghadam yang tidak dirawat.
Banyak pencerna perbandaran menyasarkan sekitar 40–60% pemusnahan pepejal meruap bergantung pada kebolehbiodegradasian enap cemar dan reka bentuk proses. Di Amerika Syarikat, 38% pengurangan pepejal meruap adalah amat penting kerana ia merupakan satu pilihan EPA untuk menunjukkan pengurangan tarikan vektor di bawah 40 CFR Bahagian 503.
Bahaya utama termasuk kebakaran metana dan risiko letupan, ketoksikan hidrogen sulfida, atmosfera kekurangan oksigen, gas bertekanan, ruang terkurung dan peralatan bergerak. Kemudahan hendaklah menggunakan pengesanan gas, pengudaraan, tekanan dan perlindungan vakum yang sesuai, kawalan nyalaan, klasifikasi elektrik, prosedur ruang terkurung, sistem penutupan kecemasan dan prosedur operasi khusus tapak. Keperluan OSHA, kod kebakaran, kod elektrik dan tempatan yang berkenaan hendaklah disemak semasa reka bentuk dan operasi sistem.
86 - 571 - 88647609
+ 86-15267462807
Inggeris
عربي
español