Keskeiset vaiheet 3500 m³/d teollisuusjäteveden MBBR-tilavuuden laskemiseksi

Ensimmäinen suuri kysymys 3 500 m3/vrk virtausnopeudella toimivan MBBR-reaktorin suunnittelussa on reaktorin tarvitsema tilavuus. On tärkeää, että se on oikein, jotta suorituskyky ei laske eikä tarvitse kantaa tarpeettomia rakennus- ja käyttökustannuksia. Tätä laskelmaa ei tehdä pelkästään virtauksen perusteella; siinä otetaan huomioon myös jäteveden ominaisuudet ja haluttu lopullinen laatu, orgaaninen kuormitus jne. sekä täyttöaste väliaineella. Esimerkiksi kun kahdella tehtaalla on sama päivittäinen virtaus, voi olla tarpeen, että reaktorit eivät ole samankokoisia, jos tehtaat tuottavat erilaista jätettä. Muuttujien ja laskentamenetelmän tunteminen voi auttaa insinöörejä ja operaattoreita tekemään parempia päätöksiä ja rakentamaan järjestelmiä, joilla on tasainen ja kestävä suorituskyky.

Vahvista veden laatustandardit

Ensimmäinen vaihe MBBR-määrän laskennassa on kaikkien jäteveden laatustandardien tarkistaminen, jotka MBBR-biofilmin kantajat laitoksen on täytettävä. Tämä on selkeä tavoite ja auttaa estämään kalliita virheitä suunnittelun alkuvaiheessa. Tarkista mahdolliset paikalliset, säädösten mukaiset ja/tai omistajakohtaiset päästörajat. Arvioi keskeiset suorituskykyparametrit, BOD, COD, ammoniakkityppi, kiintoainepitoisuus ja muut toimialakohtaiset parametrit. Näiden parametrien tavoitearvot määräävät reaktorin koon ja reaktorin määrän. MBBR Biochip Media se on pakollista. Oletetaan, että sinulla on elintarvikkeiden jalostuslaitos, jonka jäteveden BOD-arvo on 1 200 mg/l. Kun päästöraja on 30 mg/l, järjestelmän pitäisi pystyä poistamaan yli 97 % orgaanisesta kuormituksesta. Tarvitaan erilainen käsittely kuin laitoksella, jonka BOD-arvon alennuksen on oltava vain 100 mg/l ennen kunnalliseen laitokseen johtamista. Ota huomioon myös kausivaihtelut ja tuotantoaikataulut. Kaikki teollisuuslaitokset eivät tuota samanlaista jätevettä joka päivä. Saastetasot voivat olla korkeammat tehtaassa, kun laitos toimii täydellä kapasiteetilla, laitoksen puhdistuksen aikana tai tuotteen vaihdon aikana. Jos otetaan huomioon vain keskimääräiset kuormitukset, käsittelyongelmia ilmenee, kun kuormitukset kasvavat. Kerää laboratorioraportit mahdollisimman tuoreina. Useiden viikkojen tai kuukausien aikana kerätyt tiedot antavat tarkemman kuvan kuin yksi näyte. Ennen yksityiskohtaisten laskelmien tekemistä jäteveden karakterisointitutkimus voi olla tarpeen, jos historiallisia tietoja ei ole saatavilla. Monet insinöörit laativat perustaulukon, jossa on kunkin parametrin sisääntulotasot, jätevesien raja-arvot ja jätevesien poistoprosentti. Tämä yksinkertaistaa biologisen kuormituksen arviointia ja reaktorin tilavuuden laskemista myöhemmässä suunnitteluvaiheessa. Kun käsittelytavoitteet on asetettu, on mahdollista määrittää MBBR-järjestelmään päivittäin tuleva todellinen epäpuhtauskuorma. Tätä lukua käytetään reaktorin asianmukaisen mitoituksen perustana.

Katso säiliön 3D-piirustukset

Kun käsittelykohteet on vahvistettu, seuraava vaihe on tarkastella säiliöpiirustuksia. 3D-piirustus voi antaa paljon tietoa sen määrittämiseksi, onko ehdotetulle MBBR-tilavuudelle riittävästi tilaa vai tarvitaanko joitakin muutoksia. Ensinnäkin, tutki säiliössä olevan veden pituus, leveys ja syvyys piirustuksissa. Näitä mittoja käytetään säiliön bruttotilavuuden määrittämiseen. Säiliön, jonka mitat ovat 20 m pitkä x 10 m leveä x 5 m syvä, nimelliskapasiteetti on 1 000 m3. Tämä on lähtökohta, eikä sitä välttämättä ole saatavilla biologiseen käsittelyyn. Tutki tarkasti mallin sisärakenteita. Tehokasta käsittelyaluetta voidaan pienentää ohjausseinillä, tulokammioilla, poistoalueilla, tukipilareilla ja median pidätysverkoilla. Muissa jälkiasennussovelluksissa insinöörit huomaavat, että säiliössä tarvittava tilavuus on itse asiassa melko rajallinen säiliössä olevien laitteiden vuoksi. Kattavaa 3D-piirustusta käytetään myös ilmastusjärjestelyjen ja median liikkumisalueiden määrittämiseen. MBBR-median on kierrätettävä vapaasti reaktorissa. Ainevirtausta voi rajoittaa katvealueilla, jos putki, palkki tai väliseinän huono sijoitus estää sen. Alueet tulee tarkistaa ennen tilavuuslaskelmien viimeistelyä. Esimerkiksi tuotantolaitoksessa voi olla betoninen aktiivilietekäsittelyallas. Tämä säiliö näyttää ensi silmäyksellä riittävän suurelta vastaamaan MBBR-järjestelmän tarpeita. Suunnittelutiimi tarkistaa 3D-mallin ja saattaa huomata, että altaassa on suuria alueita, joita käytetään sisäisiin kanaviin ja laitteisiin, mikä vähentää käytettävissä olevaa biologista tilavuutta. Jos tämä havaitaan varhaisessa vaiheessa, se ei vaadi uudelleensuunnittelua myöhemmin. Lisäksi on hyödyllistä verrata piirustusten mittoja todellisiin työmaan mittoihin, jos mahdollista. Joissakin vanhemmissa laitoksissa voi olla muutoksia, joita ei ole kirjattu alkuperäisiin suunnitelmiin. Kun säiliön mitat ja reaktorin käyttökelpoinen tilavuus on määritetty, voidaan laskea järjestelmän päivittäin tarvitsema orgaaninen kuormitus ja verrata sitä valitun MBBR-aineen käsittelykapasiteettiin.

Ammattimainen MBBR-määrän laskenta

Kun jäteveden tavoitearvot ja käytettävissä oleva säiliötilavuus ovat tiedossa, seuraava vaihe on suorittaa ammattimainen biofilmin käsittelymateriaalin (MBBR) määrälaskenta. Tätä prosessia käytetään sopivan biofilmin kantajamateriaalin määrän löytämiseen päivittäisen epäpuhtauskuorman käsittelemiseksi ja käsittelytehon saavuttamiseksi. Ensinnäkin määritetään järjestelmään päivittäin tuleva orgaaninen kokonaiskuorma. Tyypillisesti tämä perustuu virtaukseen ja vaikuttavaan BOD- tai COD-arvoon. Jos laitos käsittelee 3 500 m³/vrk ja sisään tuleva BOD on 800 mg/l, päivittäinen BOD-kuorma on noin 2 800 kg/vrk. Tämä arvo muodostaa perustan materiaalin mitoitukselle. Sitten on laskettava valitun MBBR-materiaalin suunniteltu kuormitusnopeus. Erilaisilla kantajamateriaaleilla on vaihtelevat biologiset kapasiteetit ja suojatut pinta-alat. Kuormitusnopeuden tulisi olla yhtä suuri kuin käsittelyn tarkoitus, jäteveden ominaisuudet ja käyttöolosuhteet. On tärkeää käyttää realistisia suunnitteluarvoja, sillä epärealistiset oletukset voivat johtaa huonoihin käsittelytuloksiin käynnistyksen jälkeen. Jos suurin sallittu kuormitusnopeus on määritetty, jaa päivittäinen epäpuhtauskuorma käsittelyaineen kapasiteetilla eli tarvittavan käsittelyaineen määrällä. Nyt voidaan validoida käsittelyaineen ja reaktorin tilavuuden suhde. Tyypilliset täyttötasot teollisissa sovelluksissa vaihtelevat yleensä 40–70 %:n välillä prosessista ja sovelluksesta riippuen. Jos esimerkiksi järjestelmässä on riittävä kapasiteetti säiliöissä, mutta korkeampi täyttötaso näyttää olevan tarpeen haastavien päästökriteerien täyttämiseksi, laitoksen suunnittelijat voivat päättää suurentaa reaktorin kokoa, suunnitella lisävaiheen tai käyttää suurempaa ominaispinta-alaa omaavaa käsittelyainetta kompensoidakseen ylimääräistä käsittelyaineen täyttötasoa. On myös syytä harkita tietyn turvallisuusmarginaalin sisällyttämistä suunnitteluun. Teollisuuden jäteveden vahvuus voi vaihdella vuodesta toiseen esimerkiksi lisääntyneen tuotannon, uusien tuotteiden käyttöönoton tai kausivaihtelun vuoksi. Tietyn turvallisuustason sisällyttäminen suunnitteluun pitäisi johtaa vakaampaan toimintaan näissä lisääntyneissä kuormitusolosuhteissa. Väliainekapasiteetin laskenta ei ole pelkästään säiliön täytteen lisäämistä, vaan siinä otetaan huomioon suunnitteluun vaikuttavat tekijät, kuten orgaaninen kuormitus, purkaustasot, reaktorin tilavuus ja väliainespesifikaatiot, järjestelmän pitkän aikavälin suorituskyvyn kannalta.