Organik zarba yuklanishida MBR ishlashi: membrana bioreaktorlari oqava suvlarni ikkilamchi tozalashda to'satdan COD ko'tarilishiga qanday munosabatda bo'lishadi

Membran bioreaktorlari oqava suvning ajoyib sifatini - beradi, lekin suv oqimi to'satdan ko'tarilsa nima bo'ladi? Yuqori oqimdagi jarayon, yogʻingarchilik tufayli{1}}koʻtarilishi yoki ishlab chiqarish liniyasining buzilishi bir necha daqiqada COD kontsentratsiyasini oshirishi mumkin. Biologik hamjamiyat moslashish uchun kurashmoqda. Biroq, membranalar ta'sirni deyarli darhol his qiladi. Ushbu nazorat ostida tadqiqot MBR tizimlarining organik zarba yuklanishiga qanday javob berishini aniq aniqlaydi: qaysi parametrlar birinchi bo'lib buziladi, nima tezlashtirilgan ifloslanishni qo'zg'atadi va operatsion tanlovlar -, xususan, loyni ushlab turish vaqti - tizim bir necha soat ichida tiklanadimi yoki kunlar davomida kurashadimi yoki yo'qligini aniqlaydi.

Nima uchun organik zarba yuklash MBR ishlashi uchun muhim?

Organik zarba yuklanishi - ta'sir qiluvchi COD yoki BOD kontsentratsiyasining keskin oshishi - kam uchraydigan holat emas. Bu sanoat oqava suvlarini tozalashda takrorlanadigan haqiqat bo'lib, bu erda ishlab chiqarish jadvallari, tozalash davrlari va partiyaviy oqimlar o'zgaruvchan ozuqa oqimlarini yaratadi. Hatto shahar korxonalari ham nam ob-havo hodisalari vaqtida zarba yukini ko'radi,-agar oqimning ko'tarilishi birlashgan kanalizatsiya oqimi yoki birinchi-oqim oqimi natijasida yuqori ifloslantiruvchi moddalar kontsentratsiyasiga ega bo'ladi.

An'anaviy faol loy uchun zarba yuklashda asosiy tashvish biologik - mikroblar jamoasi kiruvchi BODni etarlicha tez oksidlashi mumkinmi? MBR tizimlari uchun tashvish ikki xil: biologik buzilishvamembranani filtrlash. Membrana loy xususiyatlarining o'zgarishiga bevosita ta'sir qiladigan jismoniy to'siq bo'lib, zarba sharoitida bu xususiyatlar keskin o'zgaradi. Ushbu ikki tomonlama zaiflikni - va qaysi omil ustunlik qilishini tushunish - yuklar o'zgarganda barqaror bo'ladigan MBR tizimlarini loyihalashning kalitidir.

Eksperimental sozlash: Haqiqiy-Dunyodagi shok hodisalarini taqlid qilish

Bo'shliq tolali membranalarga ega bo'lgan suv osti MBR tizimi shahar oqava suvlarida qattiq nazorat ostida ishladi. Zarbani yuklash hodisalari zarba intensivligini (COD qanchalik yuqori bo'lganini) va uning davomiyligini (ko'tarilgan yuk qancha davom etganini) o'zgartiradigan - ta'sir qiluvchi COD kontsentratsiyasining tez ortib borishi orqali taqlid qilindi.

Har bir zarba hodisasi va tiklanish davrida kuzatilgan asosiy ishlash ko'rsatkichlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Transmembran bosimi (TMP)- ifloslanish jarayonining bevosita koʻrsatkichi. Membrana yuzasida ifloslantiruvchi moddalar to'planganligi sababli, bir xil oqimni saqlab qolish uchun ko'proq bosim kerak.Membrananing o'tkazuvchanligi- bosim birligiga qancha suv oʻtishini koʻrsatuvchi teskari munosabat.CODni olib tashlash samaradorligi- biologik tozalash samaradorligi.Aralash suyuqlik to'xtatilgan qattiq moddalar (MLSS)valoy hajmi indeksi (SVI)- biomassa konsentratsiyasi va choʻkuvchanlik koʻrsatkichlari.Eriydigan mikrobial mahsulotlar (SMP)vahujayradan tashqari polimerik moddalar (EPS)- membrana qarshiligini oshiruvchi asosiy ifloslantiruvchi moddalar.

Natijalar: Biologiya tiklanadi, membranalar eslab qoladi

Tadqiqot tizimga javob berishda aniq assimetriyani aniqladi: biologik CODni olib tashlash zarba yuklash paytida kamtarona pasayib ketdi va uning ichida tiklandi.24-48 soatbarqaror sharoitlar qaytganidan keyin. Membrananing ifloslanishi, aksincha, keskin tezlashdi va to'plangan zararni - o'z-o'zidan qaytarmadi.

Biologik javob: Vaqtinchalik cho'kish, tez tiklanish

Yuqori{0}}kuchli shok hodisalari vaqtida kislorodga bo'lgan talabning keskin ortishi mikroblar jamoasiga vaqtinchalik stressni keltirib chiqardi. Maksimal yuklanish vaqtida CODni olib tashlash samaradorligi pasaydi, lekin chidamliligi isbotlandi: geterotrof bakteriyalar o'zlarining metabolik faolligini tezda tartibga solishdi va barqaror ishlashdan keyin bir-ikki kun ichida olib tashlash samaradorligi zarbadan oldingi darajaga qaytdi. Biologik tizimning oʻzini-toʻgʻrilash qobiliyati yetarli darajada kislorod va vaqtni hisobga olgan holda-yaxshi shakllangan -, mikrob konsorsiumi moslashadi.

Membran reaktsiyasi: ifloslanish tezlashadi va davom etadi

Membran boshqa voqeani aytib berdi. Shok yuklanganda aralash suyuqlikdagi SMP va EPS kontsentratsiyasi sezilarli darajada oshdi - bular yopishqoq, yuqori{2}}molekulyar-og‘irlikdagi mikrobial yon mahsulotlar bo‘lib, membrana yuzalarida jelga o‘xshash tort qatlamini hosil qiladi. Natija: yuqori{6}}zarba sharoitida transmembran bosimi barqaror ishlashga nisbatan sezilarli darajada tezroq o'sdi, bu esa ifloslanishning tez va barqaror rivojlanishini ko'rsatadi.

Muhim ikkinchi darajali topilma: loy flok tuzilishi zarba sharoitida sezilarli darajada kamroq barqaror bo'ldi. Tarqalgan floklar membrana yuzalarida cho'kish tezligining yuqori bo'lishiga yordam berdi va bu ifloslanish muammosini SMP/EPS o'sishining o'zi bashorat qiladigan darajadan ham oshirdi.

SRT afzalligi: Nima uchun loy yoshi tiklanish tezligini aniqlaydi

Bir operatsion parametr zarbaga chidamlilik uchun eng kuchli tutqich sifatida ajralib turdi:loyni saqlash vaqti (SRT). SRT diapazonining yuqori qismida (30 kun) ishlaydigan tizimlar 15 kunlik tizimlarga nisbatan sezilarli darajada yaxshilangan tiklanish xususiyatlarini namoyish etdi.

Mexanizm-yaxshi tushunilgan: uzoqroq SRT kattaroq, ko‘proq turli xil mikrobial populyatsiyani qo‘llab-quvvatlaydi va ko‘proq metabolik zaxiraga ega. Zarba yuklanishi tizimga ta'sir qilganda, yuqori{2}}SRT biomassasi ko'proq "bufer sig'imi" - ko'proq organizmlarga ega bo'lib, ular kiruvchi organik yukni oksidlash uchun kuchayishi mumkin. Bundan tashqari, uzoqroq SRT sekinroq o'sadigan organizmlarning-o'sishiga yordam beradi, ular flok barqarorligiga hissa qo'shadi va hatto stress ostida ham loy tuzilishini saqlab qolishga yordam beradi. Natijada ikkala biologik faollikning tezroq tiklanishivazarba hodisalari o'tgandan keyin membrana o'tkazuvchanligi.

Shok uchun amaliy strategiyalar-bardoshli MBR dizayni

1. Ta'sirli tenglashtirish - bu sizning birinchi himoya chizig'ingiz

MBR oqimining yuqori qismidagi mos o'lchamdagi tenglashtirish tanki zarba yuklanishiga qarshi yagona samarali chora hisoblanadi. Konsentratsiya cho'qqilarini biologik jarayonga etgunga qadar o'rtacha hisoblab, tenglashtirish mikroblarni ham, membranalarni ham himoya qiladi. Tadqiqot shuni tasdiqlaydiki, eng keskin va eng tez COD bilan bog'liq bo'lgan eng og'ir ifloslanish hodisalari - o'sadi, aynan nima tenglashtirish susayadi.

2. Uzunroq SRT uchun dizayn

30{3}}kunlik SRT holati har bir tiklash ko‘rsatkichi bo‘yicha 15{4}}kunlik holatidan oshib ketdi. Zarba yuklanishini oldindan aytish mumkin bo'lgan sanoat ilovalari uchun - oziq-ovqat va ichimliklar, kimyoviy ishlov berish, to'qimachilikni bo'yash - 25-30 kunlik SRT uchun reaktor hajmini belgilash sezilarli chidamlilik chegarasini ta'minlaydi. Kattaroq bioreaktorning qo'shimcha kapital qiymati ko'pincha kimyoviy tozalash chastotasining qisqarishi va membrananing uzoq umr ko'rishi bilan qoplanadi.

3. Faqat TMP emas, SMP ni kuzatib boring

Transmembran bosimi TMP ko'tarilgan vaqtga kelib - kechikish ko'rsatkichidir, ifloslanish allaqachon sodir bo'lgan. Aralashtirilgan suyuqlikdagi SMP va EPS kontsentratsiyasi bosimning oshishi sifatida namoyon bo'lishidan oldin ifloslanish potentsialini bildiruvchi etakchi ko'rsatkichdir. O'zgaruvchan ta'sirga ega bo'lgan o'simliklar, ifloslanish muhim bo'lishidan oldin proaktiv sozlashlarni (vaqtinchalik oqimni kamaytirish, aeratsiyani oshirish yoki kimyoviy qayta yuvishni rejalashtirish) imkon beruvchi operatsion asboblar panelining bir qismi sifatida muntazam SMP monitoringini ko'rib chiqishi kerak.

4. Ikki tomonlama foyda uchun aeratsiyani optimallashtirish

Suv osti MBR tizimlarida qo'pol pufakchali shamollatish ikkita maqsadga xizmat qiladi: biologik tozalash uchun kislorod bilan ta'minlash va ifloslanishni nazorat qilish uchun membrana sirtini tozalash. Shok hodisalari paytida yuqori aeratsiya intensivligi membrana yuzasida jismoniy kesishni oshirish orqali yuqori ifloslanish tezligini qisman qoplashi mumkin. Biroq, haddan tashqari aeratsiya energiyani behuda sarflaydi - tadqiqot shuni ko'rsatadiki, doimiy haddan tashqari o'lchamlarni emas, balki ma'lum bo'lgan zarba davrlarida aeratsiyani maqsadli oshirish.

MBR va boshqalar. Shok ostidagi an'anaviy faol loy

Tadqiqot muhim farqni keltirib chiqaradi: an'anaviy faol loy bilan solishtirganda, MBR tizimlari ta'minlaydiyaxshi oqava suv barqarorligishok hodisalari paytida. Jismoniy membrana to'sig'i biomassa va zarracha moddalarni saqlaydi, aks holda an'anaviy tindirgichdan yuviladi. Biroq, bu afzallik chegirma- bilan birga keladi: MBR tizimlari talab qiladiorganik yuklanish tebranishlarini qattiqroq nazorat qilishmembrana ish faoliyatini saqlab qolish uchun. An'anaviy zavodda zarba hodisasi vaqtincha oqava suvning ko'tarilishiga olib kelishi mumkin. MBRda xuddi shu hodisa ifloslanishni tezlashtiradi va chiqindi suv sifati operatsion xodimlar rejalashtirishi kerak bo'lgan yashirin xarajatlarni - tiklagandan keyin ham uzoq davom etadi.

Amaliy oqibatlar aniq: MBR o'zgaruvchan yuk ostida doimiy yuqori oqava suv sifatini talab qiladigan ilovalar uchun eng yaxshi tanlovdir -, lekin tizim adekvat tenglashtirish, konservativ SRT va proaktiv membranani boshqarish strategiyasi bilan ishlab chiqilgan bo'lsa. Ushbu uchta omildan birortasi bo'yicha burchaklarni kesish MBRning ifloslanish sezgirligini boshqariladigan operatsion nuqtai nazardan takroriy ta'mirlash inqiroziga aylantiradi.

Xulosa

Ushbu tadqiqot organik zarba yuklanishi ikkilamchi oqava suvlarni tozalashda MBR tizimlari uchun asosiy operatsion xavf omili ekanligini tasdiqlaydi -, chunki biologik tozalash muvaffaqiyatsizlikka uchraganligi uchun emas, balki membrana ifloslanishi o'z-o'zidan tuzatilmaydigan-yo'llar bilan tezlashadi. Biologik tizim orqaga qaytadi; membranalar zararni to'playdi.

Zarbaga chidamli MBR dizayni-uchun uchta operatsion tutqich muhim rol o'ynaydi:(1) ta'sirchan tenglashtirishkontsentratsiya cho'qqilarini bioreaktorga yetguncha susaytirish;(2) konservativ SRT dizayni(25-30 kun) biomassa bufer sig'imi va flok barqarorligini qurish uchun, va(3) proaktiv SMP/EPS monitoringifaqat TMP o'lchovlarining kechikishiga tayanishdan ko'ra, ifloslanish xavfining etakchi ko'rsatkichi sifatida. O'z-o'zidan o'zgaruvchan sanoat oqava suvlariga duch keladigan zavodlar uchun bu choralar MBR ifloslanishini takroriy favqulodda vaziyatdan boshqariladigan operatsion parametrga aylantiradi.