برای انتخاب بستر متحرک زیستی مناسب برای کاربردهای فاضلاب خود، باید چند فاکتور مختلف را در نظر بگیرید:
سطح رسانه
سطح کافی برای تسهیل رشد میکروارگانیسم ها ضروری است. مساحت سطح رسانه گاهی با نرخ تجزیه زیستی همبستگی دارد، اما عوامل دیگر نیز می توانند بر تجزیه زیستی تأثیر بگذارند، بنابراین همبستگی کامل نیست.
به طور کلی، یک تصفیه خانه فاضلاب باید مساحت سطح رسانه را به حداکثر برساند و در عین حال مطمئن شود که حامل های رسانه نیازهای تاسیسات را در سایر ویژگی های خود برآورده می کنند. برای مثال، حاملهای رسانهای MBBR به شکل چرخهای پرهای، سطح فوقالعادهای را برای اندازهشان ارائه میدهند تا به گیاه کمک کند تا نیازهای هضم زبالههای خود را برآورده کند.
عملکرد و نرخ های تجزیه زیستی مورد نیاز
عملکرد بهینه و نرخ تجزیه زیستی برای کمک به کارخانه برای انتقال سریع و کارآمد فاضلاب از طریق تصفیه ثانویه حیاتی است. نرخ عملکرد و تجزیه زیستی اغلب با افزایش سطح رسانه افزایش می یابد. آنها همچنین به عواملی مانند ویژگی های ورودی و پساب، نوسانات در غلظت آلاینده فاضلاب، حداقل دمای مخزن، و متابولیسم های بیولوژیکی میکروارگانیسم های مخزن بستگی دارند.
به طور کلی، برای بهینهسازی عملکرد و نرخهای تجزیه زیستی، گیاهان باید به دنبال حاملهای رسانهای MBBR با شکل و کیفیت مواد مناسب باشند تا هضم کارآمد و مؤثر ضایعات را فراهم کنند.
طراحی و شکل
همانطور که در بالا بحث کردیم، طراحی و شکل حامل های رسانه های زیستی MBBR به تعیین کارایی و اثربخشی تجزیه زباله کمک می کند. حاملهای رسانهای با شکلهای پیچیده و برشخورده، سطح بیشتری را به ازای وزن محیط برای افزایش رشد باکتریها و ترویج تجزیه بیوسولید ارائه میکنند.
طراحی حامل های رسانه ای MBBR نیز باید چگالی نزدیک به چگالی فاضلاب به آنها بدهد. چگالی مناسب باعث پراکندگی یکنواخت در سراسر مخزن می شود و هضم کامل زباله را تضمین می کند. مواد مختلف چگالی های متفاوتی را ارائه می دهند - برای مثال، گرانول های مجدد اقتصادی تر، ممکن است دارای نوسانات قابل توجهی در چگالی بین قطعات حامل باشند، در حالی که پلی اتیلن ممکن است قوام بیشتری ایجاد کند.
مقاومت در برابر سایش
ویژگیهای مقاوم در برابر سایش حاملهای رسانهای MBBR تعیین میکند که چگونه آنها در برابر نیازهای تصفیه فاضلاب مقاومت میکنند. حامل های رسانه ای مقاوم تر، عمر طولانی تری دارند و در طول زمان به تغییرات کمتری نیاز دارند. برخی از حامل های رسانه ای MBBR، مانند انواع اسفنجی، مقاومت محدودی در برابر سایش دارند، بنابراین راحت تر فرسوده می شوند. حامل های تراشه ای مقاومت بهتر و طول عمر بیشتری دارند. نسخههای لولهای شکل ممکن است دچار ساییدگی شوند، زیرا درون لولهها تمایل به انباشته شدن مواد زیستی دارند، که سپس میمیرند و هضم مواد زائد فعال را مهار میکنند.
تعمیر و نگهداری
سیستم های رسانه ای MBBR به نگهداری نسبتا کمی نیاز دارند. برخی از مواد مانند پلی اتیلن دوام بیشتری نسبت به سایرین دارند و نیازهای تعمیر و نگهداری را به حداقل میرسانند، بنابراین مدیران تأسیسات میخواهند مواد مختلف را بررسی کنند و تعیین کنند که کارخانه برای محیط خود به چه طول عمری نیاز دارد.
محاسبه رسانه MBBR
حجم رسانه MBBR چگونه محاسبه می شود؟ برای محاسبه تعداد حامل های رسانه ای که ممکن است یک تأسیسات برای یک مخزن فاضلاب نیاز داشته باشد، ابتدا باید بار آلی فاضلاب خود را تعیین کند. بار آلی کم و بیش برابر حاصلضرب دبی و اختلاف غلظت ورودی و پساب خواهد بود.
بار آلی=سرعت جریان x (غلظت ورودی - غلظت پساب)
هنگامی که یک تأسیسات نرخ جریان خود را تعیین کرد، میتواند عرضه رسانه لازم را محاسبه کند. به طور کلی، مقدار حامل برابر است با بار آلی فاضلاب تقسیم بر راندمان حذف رسانه.
مقدار حامل=بار ارگانیک / راندمان حذف
در زیر، ما از محصول MBBR19 به عنوان مثال برای محاسبه میزان پر شدن لازم برای راکتور بیوفیلم استفاده می کنیم.
پارامترهای محصول برای MBBR19:
اندازه: Φ25*12mm
تعداد سوراخ: 19
جنس: 100٪ سفید ویرجین HDPE
چگالی: 0.96-0.98 گرم بر سانتی متر مکعب
Surface Area: >650m2/m3
بار BOD5/SA: 2-16 گرم BOD5/m2.dy
Porosity: >85%
نسبت دوز: 15-65%
زمان تشکیل غشاء: 3-15روز
راندمان نیتریفیکاسیون: 400-1200gNH4 N/M3.d
راندمان BOD5: 2000-10000 گرم BOD5/M3.d
راندمان COD5: 2000-15000 gCOD5/M3.d
دمای قابل اجرا: 5-60 درجه
Life-Span: >15 سال
پارامترهای تصفیه فاضلاب:
|
مقدار پارامتر |
ارزش |
|
غلظت BOD ورودی |
100 میلی گرم در لیتر |
|
غلظت BOD خروجی |
20 میلی گرم در لیتر |
|
نرخ جریان |
1000 m3/d |
|
بار BOD |
80 کیلوگرم BOD/d |
محاسبه با استفاده از سطح بیوفیلم:
Given Surface Area: >650m2/m3,650m2/m3 گرفته شده است
بار BOD5/SA: 2-16 گرم BOD5/m2.d،به عنوان 9 کیلوگرم BOD5/M3.d گرفته شده است
تعیین سطح کل بیوفیلم مورد نیاز برای حذف BOD:
سطح کل مورد نیاز برای بیوفیلم=80000g BOD5/day / 9g BOD5/m2.d=8888.89m2
محاسبه حجم پر شدن مورد نیاز:
حجم پر کردن مورد نیاز=8888.88 متر مربع / 650 متر مربع/ مترمربع=13.67 متر³
محاسبه با استفاده از بازده BOD5:
با استفاده از کارایی درمان بیوفیلم: 2000-10000 گرم BOD5/M3.d،به عنوان 6kgBOD5/M3.d گرفته شده است
سطح کل مورد نیاز برای بیوفیلم=80 کیلوگرم BOD5/روز / 6 کیلوگرم BOD5/M3.d=13.33 متر مکعب
موارد فوق یک محاسبه تقریبی برای پر MBBR است که فقط برای مرجع ارائه شده است. مقدار پر کردن مورد نیاز باید توسط مهندسان یا مدیران تاسیسات با در نظر گرفتن راندمان حذف پرکنندههای مختلف و وارد کردن این مقادیر در فرمول برای تعیین حجم حامل پرکننده لازم تعیین شود.
چگونه مقدار مورد نیاز رسانه MBBR را در مخزن محاسبه کنیم؟
حجم رسانه مورد نیاز را به وزن تبدیل کنید (اختیاری) در صورت لزوم، حجم رسانه مورد نیاز را با ضرب آن در چگالی رسانه MBBR به وزن تبدیل کنید. در زیر پارامترهای وزن رسانه MBBR Aquasust آمده است.
وزن رسانه مورد نیاز=حجم رسانه مورد نیاز * تراکم
عوامل دیگر را در نظر بگیرید هر عامل اضافی که ممکن است بر وزن رسانه تأثیر بگذارد را در نظر بگیرید، مانند شکل نامنظم مخزن، زمان نگهداری هیدرولیک، الزامات طراحی خاص، یا عوامل ایمنی. در این موارد، Aquasust تجربه گسترده ای در طرح های راکتور بیوفیلم MBBR دارد و بهترین انتخاب شما برای مهندسی تصفیه آب است.
MBBR محاسبه نرخ پر کردن
نرخ پر شدن MBBR (راکتور بیوفیلم بستر متحرک) با توجه به حجم راکتور بیوفیلم و حجم MBBR مورد استفاده تعیین می شود. میزان پر شدن به صورت حجم محیط MBBR تقسیم بر حجم راکتور بیوفیلم محاسبه می شود. سرعت پر شدن می تواند بر سیال شدن مخزن MBBR تأثیر بگذارد. اگر سرعت پر شدن بیش از حد بالا باشد، توزیع ناهموار محیط ممکن است تحت شدت هوادهی یا هم زدن معمولی رخ دهد که منجر به تجمع و مسدود شدن محیط شود.
برای اکثر پروژه های تصفیه فاضلاب، نرخ پر شدن MBBR بین 30-35٪ است. تحت شدت هوادهی و هم زدن معمولی، حالت سیال شدن و راندمان تصفیه راکتورهای بیوفیلم MBBR در این محدوده بهینه است.
در یک راکتور نیترات زدایی MBBR در مقیاس کوچک، با استفاده از حاملهایی با محتوای پلی اتیلن 2{25}}، 30، 40 درصد و 50 درصد پلی اتیلن (PE) به ترتیب، کاهش اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) و نیتروژن در پساب فاضلاب انجام شد. تحت زمان ماند هیدرولیک (HRT) 12 ساعت مطالعه شد. نرخ حذف نیترات برای حامل های با 20٪، 30٪، 40٪ و 50٪ PE به ترتیب 94.2±3.8٪، 87.6±7.4٪، 89.7±11.6٪ و 94.6±4.0٪ بود.
هنگام تصفیه فاضلاب با غلظت های بالا، سرعت پر شدن بالاتری مورد نیاز است. به عنوان مثال، در تصفیه فاضلاب کارخانه های رنگرزی و کاغذ، میزان پر شدن MBBR به طور کلی کمتر از 45٪ نیست. حداکثر نرخ پر کردن تأیید شده در حال حاضر 67٪ است. در مناطق هوازی، حداکثر میزان پر شدن قابل دستیابی 60٪ و در مناطق بدون اکسیژن 50٪ است.
لطفاً توجه داشته باشید که محاسبات دقیق ممکن است بر اساس الزامات خاص و ملاحظات طراحی هر سیستم تانک هوازی متفاوت باشد. توصیه می شود برای اطمینان از محاسبات دقیق و انتخاب بهینه رسانه برای کاربرد خاص خود، با مهندسان یا کارشناسان تصفیه فاضلاب آکواسوست مشورت کنید.