Жоғары күшті органикалық ағынды сулармен күресу: MBBR тазарту стратегиясы

Жоғары күшті органикалық ағынды суларды басқару қиын, өйткені ол майларға, қанттарға және ақуыздарға толы, әсіресе тамақ өңдеу, сүт және сыра қайнату сияқты салаларда. Егер дұрыс өңделмесе, ол жағымсыз иістерге, тым көп шламға және өңдеу құнының жоғарылауына әкелуі мүмкін. Көптеген компаниялар қазір қолданатын ақылды шешім - қозғалатын төсек биофильмдік реакторы (MBBR). Бұл жүйе пайдалы бактериялар өсіп, қалдықтарды ыдырататын кішкентай тасымалдаушы орталарға сүйенеді. Ол тіпті өте күшті ағынды сулармен жақсы жұмыс істейді, бұл тазартуды тиімдірек және сенімді етеді.

Күшті органикалық ағынды сулар – қанттар, ақуыздар, майлар және майлар сияқты биологиялық ыдырайтын материалдардың өте жоғары концентрациясын қамтитын ағынды сулардың түрі. Әдетте қалыпты органикалық заттарға ие кәдімгі қалалық ағынды сулардан айырмашылығы, бұл ағынды сулар дұрыс басқарылмаса, тазарту жүйелеріне әлдеқайда ауыр салмақ түсіреді. Жалпы көздерге тамақ өңдеу зауыттары, сыра қайнату зауыттары, сүт зауыттары және мал сою орындары жатады. Мұндай ағынды сулардың беріктігі әдетте BOD (биохимиялық оттегіге сұраныс), COD (химиялық оттегіге сұраныс) және TSS (жалпы тоқтатылған қатты заттар) көмегімен өлшенеді. Күштілігі жоғары ағынды сулар көбінесе 2,000 мг/л BOD деңгейінен және 5,000 мг/л КОД деңгейінен асады, бұл көптеген қалалық тазарту қондырғыларының қуаттылығынан әлдеқайда жоғары. Дәстүрлі белсенді тұнба жүйелері мұндай жағдайларда оңай шамадан тыс жүктелуі мүмкін, бұл тұрақсыз өңдеуге және лайдың шамадан тыс өндірілуіне әкеледі. Неғұрлым тиімді шешім - қозғалатын төсек биофильмді реактор (MBBR). Бұл жүйе бактериялардың өсіп, бекінуі үшін үлкен беттік аумақты қамтамасыз ететін арнайы тасымалдаушы орталарды пайдаланады. Тұрақты биофильмдер жасау арқылы бактериялар үлкен резервуарларды немесе тым күрделі аэрация жүйелерін қажет етпей, жоғары органикалық жүктемелерді тиімдірек бұза алады. MBBR ағынды сулардың күрделі мәселелерімен айналысатын салалар үшін икемділік, тұрақтылық және жақсартылған өнімділікті ұсынады.

Негізгі себептердің бірі MBBR беріктігі жоғары органикалық ағынды суларды тазарту үшін өте тиімді, оның органикалық жүктеменің кенеттен көтерілуін бұзбай өңдеу мүмкіндігі. Көптеген салаларда ағынды сулардың ағыны мен беріктігі тұрақты болып қалмайды. Мысалы, тамақ өңдеу зауытында күндіз ағынды судың ағуы аз болуы мүмкін, бірақ түнде қатты шайылуы мүмкін. Сол сияқты сыра қайнату зауыты пайдаланылған дәндердің немесе ашытқы қалдықтарының шоғырланған партиясын кенеттен ағызып жіберуі мүмкін. Дәстүрлі емдеу жүйелері бұл ауытқулармен жиі күреседі. Жүйеге тым көп органикалық заттар түскенде, бактериялар толып кетуі мүмкін, бұл өліп кетуге, жағымсыз иістерге және артық шламға әкеледі. MBBR басқа тәсілді қолданады. Жүйе реактордың ішінде қалқып тұратын цилиндрлер, қалақшалар немесе спиральдар сияқты пішіні бар шағын пластикалық тасымалдағыштарды пайдаланады. Бұл тасымалдаушылар бактериялар үшін «үй» ретінде әрекет етеді, бұл олардың бетінде биофильмдер ретінде өсуіне мүмкіндік береді. Бактериялар анкерлі болғандықтан, олар әдеттегі жүйелердегі тоқтатылған бактерияларға қарағанда тұрақты және серпімді. Ағынды сулар кенеттен күшейсе де, биофильмдер қауымдастығы белсенді болып, органикалық заттарды қорытуды жалғастырып, жүйенің істен шығуына жол бермейді.

Тағы бір артықшылығы - масштабтау. Операторлар көбірек тасымалдаушы медианы қосу немесе реактор өлшемін кеңейту арқылы өңдеу қуатын оңай арттыра алады. Бұл MBBR-ді ағынды сулардың сипаттамалары уақыт өте өзгеретін тұрақты емес өндіріс кестелері немесе маусымдық шыңдары бар салалар үшін әсіресе пайдалы етеді.

Жоғары берік органикалық ағынды суларға арналған тиімді MBBR жүйесін жобалау мұқият жоспарлауды талап етеді, әсіресе ортаны толтыру коэффициенті, гидравликалық ұстау уақыты (HRT) және аэрация. Тасымалдағыштарды толтыру коэффициенті реактор көлемінің қанша бөлігін бактериялардың өсіп-өнуін қамтамасыз ететін тасымалдаушы орталар алатынын анықтайды. Тым аз медиа өңдеу мүмкіндігін шектейді, ал тым көп болса араластыруға және оттегінің берілуіне кедергі келтіруі мүмкін; көптеген жүйелер 40–60% толтырумен жақсы жұмыс істейді. HRT немесе ағынды сулардың реакторда қалу уақыты да бірдей маңызды, ұзақ сақтау бактерияларға органикалық заттарды ыдыратуға көбірек уақыт береді, бірақ габаритті резервуарлар шығындарды арттырады, сондықтан көптеген жоғары берік жүйелер өнімділік қажеттіліктеріне байланысты 6-12 сағат ішінде жұмыс істейді. Аэрация үшінші маңызды фактор болып табылады, өйткені ол биофильмді оттегімен қамтамасыз етеді және тасымалдаушылардың қозғалысын қамтамасыз етеді; тиімді диффузорлық жүйелер энергияны ысырап етпей немесе жиналып қалмай біркелкі ауа ағынын қамтамасыз етеді.

тамаша мысал MBBR лактозаға, майларға және белоктарға толы жоғары беріктігі бар ағынды сулармен күресетін сүт зауытынан шыққан. Олардың ескі белсенді тұнба жүйесі өндірістің кенеттен өзгеруіне және ауыр тазалау циклдарына төтеп бере алмады, бұл COD ұшқындарын, иіс мәселелерін және тым көп тұнбаны тудырды. Мұны шешу үшін Decycle шамамен 50% тасымалдаушы ортаны қолданатын MBBR жүйесін әзірледі, бұл бактериялардың өсуі үшін көптеген беттер береді. Олар гидравликалық ұстау уақытын шамамен 10 сағатқа белгіледі, сондықтан бактериялардың үлкен резервуарды қажет етпей-ақ органикалық заттарды қорытуға жеткілікті уақыты болды. Жұқа көпіршікті аэрация тасымалдаушылардың қозғалуын және тұрақты оттегін қамтамасыз етіп, биофильм үшін тұрақты ортаны құрады. Бірнеше апта ішінде зауыт 95%-ға дейін KOD кетіруге қол жеткізді, шламды азайтты және иіс проблемаларының көпшілігін жойды. Жүйе сонымен қатар кенеттен асқынуларды үзіліссіз өңдеді, бұл ескі орнатуға қарағанда әлдеқайда сенімдірек болды. Бұл жақсы жобаланған MBBR жоғары беріктіктегі ағынды суларды тиімді, аз күтімді тазартуға қалай түрлендіретінін көрсетеді.