Anaerob behandling av avløpsvann (med diagram)

I denne artikkelen vil du lære om anaerob behandling av avløpsvann.

Avløpsvann som inneholder bionedbrytbare organiske stoffer (oppløst og / eller suspendert) når de blir utsatt for anaerob behandling, gjennomgår de organiske biokjemiske reaksjonene. Reaksjonene er bredt klassifisert som hydrolyse, acidogenese og metanogenese. Hydrolysereaksjonene katalyseres ekstracellulært enzym.

Disse reaksjonene konverterer større komplekse molekyler (både løselig og uoppløselig) til enklere og mindre. Polysakkaridene og proteinene omdannes til monomerer. Disse hydrolyseproduktene virker som substrater for en gruppe anaerober, som omdanner dem til organiske syrer.

Disse gruppene av organismer betegnes som acidogener, og prosessen refereres til som acidogenese. Syreneesereaksjonene er intercellulære. Under disse reaksjonene produseres også en liten mengde hydrogen. De fremstilte hovedsyrer er eddiksyre, propionsyre, smørsyre og en liten mengde valerisk. Hydrolyse- og acidogenesereaksjonene forårsaker ikke mye reduksjon av BOD / COD.

Produksjon av høyere syrer (unntatt eddiksyre) omdannes til acetat og H2 av akitogene organismer. En annen gruppe anaerober kalles metanogener omdanner eddiksyre til metan (CH4) og karbondioksid. Disse reaksjonene er også intracellulære. Noen metanogener kombinerer H ₂ og CO ₂ og produserer CH ₄ og vann (H ₂ O). Reaksjonene som involverer metanogener refereres til som metanogenese.

Noen metanogene reaksjoner er oppført nedenfor:

Figur 9.31 viser hele anaerobe prosessen skjematisk.

Noen acidogener er fakultative mens de andre er forpliktende (strenge) anaerober. Syrene er ikke for følsomme overfor pH og hemmere som tungmetaller og sulfider. For metanogenene varierer den optimale pH fra 6, 6 til 7, 6. Under en pH på 6, 2 blir metanogenene inaktive (sovende). Noen av de uorganiske anaerobiske prosesshemmere er oppført i tabell 9.12.

For anerobe behandling av avløpsvann kan noen av følgende enheter brukes :

(a) Fakultativ lagune,

(b) Anaerob Lagune,

(d) Imhoff Tank,

(e) Anaerobkoker / reaktor

Den største fordelen ved den anaerobe behandlingsprosessen enn den aerobiske prosessen er at ingen energi skal brukes til å levere luft (oksygen). Dessuten har metan, som er produsert som et biprodukt av den anaerobe prosessen, en økonomisk verdi som drivstoff.

Dens en annen fordel er at utbyttet (syntese av nye celler) er omtrent en femtedel av den av den aerobiske prosessen, derfor vil mengden slam som skal håndteres og bortskaffes være mindre. Dens ulempe i forhold til den aerobiske prosessen er dens langsommere hastighet.

Når anaerob behandling utføres i noen av enhetene (a) til (d) nevnt tidligere, blir ikke metanproduksjonen samlet, men ventileres til atmosfæren sammen med noen ubehagelige gasser som forårsaker luftforurensning og lokal gener.

Fakultative laguner eller anaerobe laguner kan brukes til behandling av avløpsvann hvis den hydrauliske belastningen og den organiske belastningen er lave, og på steder hvor utslipp av metan og foul luktende gasser ikke anses å være farlig. Septiktank eller Imhoff-tank brukes generelt til behandling av husholdningsavløp der et avløpssystem ikke eksisterer. Slam produsert i hver av disse enhetene [(a) til (d)] skal periodisk fjernes.

Anaerobiske kokere / reaktorer brukes til behandling av høyverdig, høyt volumsavløpsvann og også for stabilisering av primær og sekundær slam. Gassen som produseres i slike enheter (hovedsakelig en blanding av CH4 og CO2) brukes som et brensel.

Beskrivelse, ytelse og design tilnærming til de ovennevnte anaerobe avløpsbehandlingsenheter er gitt nedenfor.

Fakultativ lagune :

Den fakultative prosessen er ikke strengt anaerob. Denne prosessen utføres vanligvis i et jordbasseng. Bunnen av et slikt basseng bør være foret med et ugjennomtrengelig lag av gummi / plast / leire for å forhindre utjevning av avløpsvann. Alternativt kan prosessen utføres i en betongbeholder. I en vask eller tank finner man stratifisering.

Den øverste overflatesonen kan være ca 30-60 cm dyp hvor aerobe reaksjoner oppstår. I denne sonen skjer oksygenering av avløpsvann på grunn av molekylær diffusjon av atmosfærisk oksygen. Det kan være litt algvekst på fri overflate.

Det andre laget (under det øverste laget) av bassenget / tanken befolkes med fakultative organismer, som virker aerobt nær toppen av dette laget og anaerobt mot den nedre delen av dette laget. Det nederste laget ville ikke ha oppløst oksygen. I dette laget forekommer det bare anaerobe reaksjoner. Slam (biomasse) produsert akkumuleres på gulvet i bassenget / tanken.

Innflytende avløpsvann fra suspendert materiale blir introdusert nær bunnen, og det behandlede utløpet strømmer ut gjennom et utløp plassert på en av sidene av tanken nær overflaten.

De gassformige produktene, som CH ₄, NH ₃, H ₂ S og CO ₂ dannet i den anaerobe sone beveger seg oppover gjennom de fakultative og aerobiske lagene og til slutt unnslipper til atmosfæren. Mens de beveger seg oppover, kan noen av dem bli oksidert. Disse gassene forårsaker luftforurensning og gener. Derfor er fakultative laguner vanligvis ikke brukt til behandling av industrielt avløpsvann.

Design- og ytelsesparametrene for en fakultativ lagune er oppført nedenfor:

Anaerob Lagune :

Anaerob laguner ligner de frivillige lagunene i konstruksjon, men er mye dypere. Under operasjonsfett og enkelte faste partikler kan flyte opp til overflaten og danne et skumlag. Dette laget forhindrer re-oksygenering av overflatesonen.

Derfor vil bare et grunt lag nær overflaten inneholde fakultative organismer, mens den resterende delen av lagunen bare vil ha anaerober. Sone nær bunnen vil inneholde et slam som består av urelaterte faste partikler (hvis noe i influensa) og bakteriemasse syntetisert under prosessen.

Avløpsvann med relativt høyt BOD og noen suspenderte faste stoffer innføres i slamlaget, generelt i midten av en lagune. Etter hvert som væsken strømmer opp, gjennomgår de oppløste og suspenderte organiske stoffene anaerob nedbrytning. Den behandlede avløp med noen suspenderte faste partikler strømmer ut gjennom et utløp som ligger under skumlaget på en side av lagunen.

Gassene som produseres som et resultat av de anaerobe reaksjonene som inneholder CH4, CO2, H2S, NH3, etc., unnslipper til atmosfæren gjennom noen sprekker i avskumlaget. Omgivelsene til en anaerob lagune er mer fult luktende enn det rundt en frivillig lagune.

Utformings- og ytelsesparametrene for en anaerob lagune er oppført nedenfor.

Septiktank:

Septiktanker ligner nesten anaerobiske kokere. Disse er ustyrt og uoppvarmet. I motsetning til anaerobe laguner er disse helt lukket. Toppen av septiktankene er stengt og utstyrt med dekket tilgangsport. Disse kan være laget av betong / polyetylen / glassfiber. Tankene må være strukturelt sterke og vanntette. En septiktank kan ha et enkeltkammer eller to sammenkoblede kamre. Innstrømningsinnløpet er utstyrt med en avtagbar skjerm for å hindre inntrengning av store partikler.

Linjen dips inn i det flytende bassenget inne i tanken. Tilgangsporten brukes til inspeksjon, rengjøring og avlufting av gassformige produkter (CH ₄, CO ₂, etc.). De suspenderte faststoffene som er tilstede i influensa, settes på bunnen av tanken. De oppløste og suspenderte bionedbrytbare stoffene gjennomgår anaerobe reaksjoner. Fett og noen faste partikler flyter opp og danner et skumlag nær toppen av tanken, mens slammet akkumuleres i bunnen.

I et enkeltkammer er væskestrømmen plassert under skumlaget. Utløpet er utstyrt med en sifon som ligger rett utenfor tanken, som forhindrer utslipp av suspenderte faste partikler og inntrenging av luft. I en to-kammer-enhet kommer utstrømningen fra det første kammeret som inneholder en relativt liten mengde suspendert faststoff inn i det andre kammer.

De innkommende faste partikler sammen med biomassen produsert i det andre kammeret, settes til bunnen av tanken. Dette kammeret er også utstyrt med tilgangsporter og et væskeutløp utstyrt med en sifon. Fra en enkeltkammerenhet og fra en tokammerenhet blir det akkumulerte avskummet og sedimenteret slam periodisk fjernet. Figur 9.32 viser en skisse av en to-kammer septiktank.

Avløpet som kommer ut av en septiktank er endelig plassert gjennom et avfallsfelt, som består av en serie grøfter fylt med porøse medier. De faste partiklene, om noen, holdes på det porøse medium, mens væsken infiltrerer i undergrunnen. Væsken, mens den bor i grøfter, gjennomgår aerobe reaksjoner i en viss grad. Det har tidligere blitt nevnt at septiktanker ikke normalt brukes til behandling av industrielt avløpsvann.

Imhoff Tank :

En Imhoff-tank er et todelt system. Det er to kamre, den ene over den andre. Begge er åpne på toppen. De er rektangulære øverst og taper mot bunnen. Den øvre tanken fungerer som et sedimentasjonskammer, mens den nedre tanken virker som et anaerobt fordøyelseskammer.

En overhengende leppe som befinner seg på bunnen av det øvre kammer, forhindrer at gasser og gassbøyede partikler som produseres i det nedre kammer, kommer inn i det øvre kammer. En skisse av en Imhoff-tank er vist i figur 9.33.

Influent er introdusert i den ene enden av det øvre kammer og utløpet fra det samme strømmer ut gjennom en åpning som er lokalisert i den andre enden av dette kammer. Avløpsvannet mens det strekker seg langs lengden av det øvre kammer blir re-oksygenert, da dette kammeret er åpent for atmosfæren på toppen. I dette kammeret gjennomgår de oppløste substratene aerobe reaksjoner.

De suspenderte faste partiklene, som kommer inn i det øvre kammeret sammen med influenten, setter seg gjennom bunnåpningen i det nedre kammer. I det nedre kammer gjennomgår de faste faste stoffene anaerobe reaksjoner.

Gassene som produseres i det nedre kammer, flyr til atmosfæren gjennom gapet mellom de øvre og nedre kamrene øverst. Noen lettere faste partikler og noen gassbøyede faste partikler danner et skumlag i gapet mellom de øvre og nedre kamrene øverst.

Skumlaget forhindrer inntrengning av oksygen og opprettholder dermed nesten anaerob tilstand i det nedre kammer. Det akkumulerte slammet fjernes periodisk fra det nedre kammer gjennom et slamuttak, enten mekanisk eller ved hjelp av hydraulisk hovedforskjell.

Det relativt klare væskeutløpet fra det øvre kammer kan avhendes gjennom et avfallsfelt som ligner det for en septiktank. En Imhoff-tank er ikke et egnet utstyr for behandling av industrielt avløpsvann. Den kan brukes i stedet for en septiktank når en tilstrømning inneholder en relativt større mengde suspendert faststoff.

Anaerob Digester / Reaktor:

Den grunnleggende forskjellen mellom en anaerob koker / reaktor og de anaerobe enhetene som er beskrevet tidligere er at en koker / reaktor er et helt lukket lufttett kammer, mens de andre er enten åpne på toppen eller ikke tett lukket. I en koker / reaktor blir den produserte gass samlet og blir vanligvis brukt som et drivstoff. Anaerobe fordøyere / reaktorer klassifiseres og underklassifiseres som vist nedenfor, avhengig av deres interne komponenter, strømningsmønster, etc.

I. Suspended Growth Unit:

(A) Anaerobic Digesters

(i) Enkeltrinns-standardfrekvens

(ii) To-trinns høy rente

(B) Oppstrøms Slamteppe Reactor

II. Vedlagte vekstenheter:

(A) Filtre

(i) Enheter med konvensjonell pakking

(ii) Enheter med strukturert pakking

(B) Utvidet seng

Skisse av noen av disse enhetene er vist i figur 9.34.

Beskrivelse av de ovennevnte enheter er som følger:

Suspended Growth Units:

I disse enhetene vil biomassen (mikroberene) produsert under drift, samt eventuelle faste partikler (bionedbrytbare og / eller inerte) inn i enhetene sammen med influenten forbli i suspensjon. De oppløste og suspenderte bionedbrytbare organiske stoffene gjennomgår anaerob reaksjon.

Som et resultat av disse reaksjonene produseres en gass som inneholder hovedsakelig CH4 og CO2, og noen biomasse (mikrober) syntetiseres, og dermed blir BOD av influensastrømmen redusert. Den behandlede utløpet forlater en slik enhet sammen med noen suspenderte partikler.

Anaerobiske kokere brukes til behandling av industrielt avløpsvann som inneholder både oppløste og suspenderte bionedbrytbare stoffer. Disse fordøyerne brukes også til behandling av slam fra primære nybyggere / sekundære nybyggere. Disse refereres til som slamstabilisatorer der anaerob nedbrytning av den bionedbrytbare delen av et slam foregår og en viss mengde gass fremstilles.

Disse kokere er laget av stål eller betong. En koker har en konisk bunn, en sylindrisk kropp og en kuppelformet topp. En gass (referert til som biogas) som produseres på grunn av anaerobe reaksjoner, samler mellom kuppelens (tak) og oppslemmingsoverflaten hvorfra den overføres til en lagertank.

A. Enkeltstrinnet Anaerobt Digester,

B. Oppstrøms-anaerobt slamdeppe Reactor,

C. Up-flow Attached Growth Pakket-Bed Anaerob Reactor,

D. Up-flow-utvidet-seng / Fluidized-Bed Anaerob Reactor.

Kuppelen kan enten være en integrert del av kokeren, som er festet til kokekroppen, eller det kan være flytende. En flytende kuppel glir opp som mer og mer gass produseres og akkumuleres og glir ned når den akkumulerte gassen trekkes tilbake. Gapet mellom en flytende kuppel og en koker er laget lekkasikkert for å forhindre lekkasje av den akkumulerte gassen.

En engangs-enhet kalles noen ganger en konvensjonell enhet eller en standard enhet. Innholdet er ustyrt og normalt uoppvarmet. Siden det er uberørt, forekommer stratifisering i den. På bunnen (i konisk del) akkumuleres det fordøyede slammet. Sone over det er fordøyelsessonen, der det meste av bakteriemassen forblir i suspensjon. I denne sonen finner de fleste reaksjonene sted. Innflytelsen er introdusert i denne sonen.

Sone over fordøyelsessonen inneholder relativt mindre mengde suspendert faststoff. Form denne sonen, det behandlede avløpet trekkes tilbake. Lysere faste partikler og gassbøyede faste partikler flyter opp og akkumuleres i nærheten av gass-væskegrensesnittet over supernatantvæsken. Disse partiklene danner et skumlag.

Gass produsert i den fordøyede slamssonen og fordøyelsessonen strømmer oppover gjennom supernatantvæsken og skumlaget og samler seg til slutt under kuppelen. Gassboblene mens de beveger seg oppover gjennom de forskjellige lagene, forårsaker lett omrøring og sirkulasjon. Det akkumulerte slammet fra slamssonen fjernes periodisk enten ved hjelp av en pumpe eller ved hjelp av den hydrauliske hovedforskjellen. Figur 9.35 viser en skisse av en enkelt trinns enhet.

Det skal påpekes at på grunn av stratifisering ville ikke-ensartet konsentrasjon av suspendert og oppløst organisk og bakteriell populasjon eksistere i slike kokere. På grunn av denne ujevnhet ville den totale effektiviteten til ustirte enkeltstegsfordøyere være lave.

Derfor, for å oppnå en ønsket grad av BOD / COD reduksjon i en slik enhet må det oppnås lengre oppholdstid (HRT). Oppholdstiden som kreves, vil avhenge av arten av substratet som skal behandles og driftstemperaturen.

En to-trinns enhet er referert til som en høyhastighetskoker. Den består av to kamre forbundet i serie. I det første kammeret blir en avløpsvann / slamstrøm innført. Innholdet i det første kammer blandes grundig og opprettholdes ved en temperatur høyere enn omgivelsestemperaturen. Blanding gjøres enten ved gassirkulasjon eller ved oppslemming av resirkulering eller ved mekanisk omrøring.

En varmeinnretning (varmeveksler) kan være plassert enten utenfor kokeren eller inne i den. De store reaksjonene som oppstår i det første kammeret vil være hydrolyse og acidogenese. I noen grad vil metanogenese også finne sted. På grunn av høyere temperatur og godt blandet kokesinnhold vil reaksjonene gå videre med en høyere hastighet.

Fra den første kammer slurry vil overflyte til det andre kammeret, som generelt er uberørt. I det andre kammeret ville ytterligere reaksjoner finne sted. Dette kammeret fungerer også som en bosetter. Gass produsert i det første kammer og det i det andre kammer blir matet inn i en lagringsbeholder. Slammet som settes i det første kammeret blir normalt kassert, mens det fra det andre kammeret enten kan bli helt kassert eller delvis resirkulert til det første kammer for å opprettholde en høyere mikrobekonsentrasjon i den.

Kammene er like i form som i en enkelt trinns enhet. En skisse av en to-trinns enhet er vist i figur 9.36.

Up-flow Anaerobt Slamteppe Reactor:

Den andre enheten som tilhører enheter med suspendert vekst-type, er oppløps-anaerob slammetapet (UASB) -reaktoren. Slike reaktorer er noe lignende i konstruksjon til de enkelt-trinns anaerobe fordøyere. Imidlertid er disse egnet for behandling av avløpsvann som inneholder hovedsakelig oppløste bionedbrytbare organiske stoffer.

Influent blir introdusert nær konusbunnen av en slik reaktor, som strømmer oppover gjennom et slamteppe. Slamteppet består av bakteriemasse som er produsert som følge av de anaerobe reaksjonene. Gassen som produseres, beveger seg oppover og kan bære noen faste partikler.

De faste partiklene danner et lag ved væskegassgrensesnittet. Gassen samler seg under kuppelen og over laget av faste partikler. Den behandlede avløp sammen med noen suspenderte partikler strømmer ut i en bosetter gjennom et utløp som ligger nær laget av de akkumulerte faste partikler. Enkelte slam settes inn i den koniske delen av reaktoren og fjernes fra tid til annen. Reaktorslammen og sedimenterslammet kasseres.

Vedlagte vekstenheter:

Avløpsvann med høy styrke, som inneholder hovedsakelig oppløste, biologisk nedbrytbare organiske stoffer, behandles best i anaerobe enheter av tilkoblet veksttype. I slike enheter blir mikroberene produsert under prosessen festet til overflatene av reaktorens indre. Innsidene kan være strukturert pakking eller konvensjonell formet pakking. Forurensninger som inneholder for mye av suspenderte partikler, vil sannsynligvis kvele slike reaktorer.

I noen reaktorer brukes granulater i stedet for større pakking. Granulene blir belagt med biomasse og fungerer som aktive steder for anaerobe reaksjoner. Klassifisering av de vedlagte vekstreaktorene er oppført under Seksjon 9.10.6, og de er beskrevet nedenfor.

Anaerob filterreaktor:

En anaerob filterreaktor er i utgangspunktet en pakket seng. Det er en sylindrisk kolonne utstyrt med en pakningsstøtte nær bunnen. Under pakningsstøtten har kolonnen en konisk del hvor slam samler seg. Pakningsbæreren kan enten være et perforert ark eller et gitter som har åpninger mindre enn pakkene.

Pakningene kan være graveller eller formede pakninger (Raschig-ringer, Berl Saddle, etc.) laget av keramikk eller plast. Strukturert plastpakning brukes også. Mikrober produsert under prosessen blir festet til pakningene og noen forblir suspendert. I en oppstrømningsreaktor går avløpsvannet rett under pakningsstøtten og strømmer opp gjennom tomrummet mellom pakkene. Avløpsvann, mens det flyter oppover, kommer i kontakt med mikrobebelagte pakninger, samt de suspenderte mikrober, og gjennomgår anaerobe reaksjoner.

Den behandlede avløp fra en slik reaktor strømmer ut gjennom et utløp som er plassert under gassrommet som bærer noen suspendert biomasse. Den blir matet inn i en bosetter hvorfra det klargjorte avløpet går over. En del av det sedimenterte slammet fra bosetteren kan resirkuleres til reaktoren, resten blir kastet. Slammet fra reaktoren kasseres.

Gassen som produseres som følge av anaerobe reaksjoner, bobler oppover og samler seg i gassrommet over væskenivået hvorfra den trekkes tilbake.

Reaktorer pakket med strukturerte pakninger er foretrukket over de pakkede tilfeldig, fordi strukturerte pakninger gir mer spesifikk overflate og høyere tomrom. En reaktor med strukturerte pakninger er mindre sannsynlig å bli kvalt.

En anaerob filterreaktor kan drives i nedstrømningsmodus. Fra konstruksjonsmessig synspunkt ligner det en oppstrømningsenhet. I en nedstrømningsenhet blir innstrømningen introdusert like under gassrommet og det behandlede avløpet trekkes tilbake fra bunnen. Den bærer mer suspendert materiale (biomasse). Derfor må utløpet fra en slik reaktor avgjøres i en skikkelig utformet sedimenter før sin endelige utslipp.

Utvidet bed and fluidized bed Anaerob Reactor :

I disse reaktorene virker grove kornpartikler som kjerne for biomassevekst. Disse ligner de anaerobe filtre i konstruksjon. Partikkelstøtteplaten montert på kolonnen skal ha mindre åpninger slik at partiklene ikke kan falle gjennom dem, og samtidig vil trykkfallet over støtteplaten ikke være for høyt.

Innflytelsen blir introdusert i disse reaktorene under støtteplaten, og den strømmer oppover gjennom den partikulære sengen. Avhengig av overfladisk hastighet av avløpsvann som strømmer oppover, kan partiklene hvile på støtteplaten og i kontakt med hverandre eller bare berøre hverandre eller i suspensjon. Når partiklene bare berører hverandre, sies sengen å være en utvidet. Da overfladisk hastighet økes ytterligere, blir partiklene suspendert og sengen sies å være fluidisert.

Under ekspandert seng og fluidisert sengsforhold blir de totale overflatene av de biomasse-dekket partiklene utsatt for den flytende avløpsvannstrømmen og oppløste organiske opplever mer interaksjon med biomassen. På grunn av mindre partikkelstørrelse (sammenlignet med pakkede senger) er det spesifikke overflatearealet større.

Videre vil på grunn av høyere overfladisk hastighet i utvidede og fluidiserte senger mengden av forurensende overføring fra hovedparten av væskefasen til partikkeloverflatene være høy. Følgelig vil frekvensen av de anaerobe reaksjonene være raskere. For å opprettholde den nødvendige høyere overfladiske hastigheten er det imidlertid ofte nødvendig å resirkulere en del av det behandlede avløp sammen med innflytelsen.

Gassen som produseres under prosessen, bobler oppover gjennom sengen og akkumuleres i gassrommet over væskenivået. Det behandlede avløpet som inneholder noe suspendert biomasse, strømmer ut gjennom et utløp som befinner seg under gass-væskeflaten. Det er avgjort i en bosetter før den endelige utslipp.

Noen biomassepartikler ville passere gjennom støtteplattåpningene og samle seg i den koniske bunnseksjonen av kolonnen hvorfra de oppsamlede partiklene fjernes fra tid til annen.

Det kan nevnes her at ekspanderte senger og fluidiserte sjiktreaktorer ennå ikke finner store industrielle applikasjoner.

Anaerobic Digester Design Approach:

En to-trinns anaerob koker kan drives enten med slam resirkulering eller uten slam resirkulere. Figur 9.36 viser en skisse av en to-trinns kokepumpe med slam resirkulering.

Det første kammeret i et slikt kokesystem er en godt blandet kokekar og det andre kammeret virker bare som en bosetter. Likningene som skal brukes til å designe en slik kokemaskin er de samme som de som brukes til å designe en enkeltstrøm (CSTR) aktivert aerob slam. De aktuelle ligningene er oppført nedenfor.

Metanproduksjonshastighet fra en slik enhet kan beregnes ved å bruke Eq. (9.90)

Metanproduksjonshastighet, m ³ / dag ved STP

En anaerob koker med slam resirkulering kan utformes ved hjelp av følgende trinn:

(i) De kinetiske parametrene, K _S, μm, ƴ, b, y og β for en anaerob prosess, bør oppnås enten eksperimentelt eller fra den publiserte litteraturen. De numeriske verdiene av disse er avhengige av forurensningene (substratet) som er tilstede i avløpsvann / slam og mikroberene blir brukt.

(ii) Hvis den behandlede avløpssubstratkonsentrasjonen [S] er spesifisert, kan ΘC (gjennomsnittlig celleoppholdstid) bli beregnet ved å bruke Eq. (9, 68). Hvis den beregnede verdien av Θ _C. være mindre enn 3 dager eller mer enn 15 dager, da bør en egnet tallverdi på O antas innenfor området 3 til 15 dager. Tilsvarer antatt verdi av Θ _C. [S] skal beregnes ved bruk av samme ligning Eq. (9, 68). Den beregnede verdien av [S] bør være en akseptabel.

(iii) Deretter antas en egnet verdi av [X] (MLVSS) og r (oppholdstid) beregnes ved å bruke ekv. (9, 76). Den estimerte r bør ikke være mindre enn Θ _{C min} . Hvis det er mindre enn Θ _{c, mjn}, bør en høyere verdi av y antas, og den tilsvarende verdien av [X] skal estimeres.

(iv) Basert på den beregnede verdien av T, skal kokervolumet V estimeres ved bruk av Eq. (9, 77).

(v) For estimering av resirkuleringsforholdet a bruker Eq. (9.64) man må kjenne [X] _r, siden de andre faktorene, nemlig, τ og Θ _C og [x] allerede er evaluert. Verdien av [X] _r biomassekonsentrasjonen i resirkuleringsslammet vil avhenge av bosettingsdesign og ytelse.

(vi) Metanproduksjon per dag fra en slik enhet er estimert ved bruk av relasjonen Eq. (9, 90).

Figur 9.37 viser en skisse av en to-trinns anaerob kokker uten resirkulering.

De ligningene som skal brukes til å designe en anaerobisk koker uten resirkulering, er lik de som brukes til å designe en CMAL (helt blandet aerob lagune). Ligningene er oppført nedenfor.

Metanproduksjon fra en slik enhet kan estimeres ved bruk av relasjonen Eq. (9, 90).

Eksempel 9.8: Anaerob Digester:

En avløpsvannstrøm som har en løselig BOD på 20.000 mg / l og en strømningshastighet på 15 m3 / time. skal behandles i en to-trinns anaerob koker med slam resirkulere. Laboratorieforsøk har indikert at en MCRT på 18 dager ville redusere den oppløselige BOD i behandlet avløp til 3000 mg / L og resultere i en stabil operasjon. Den observerte biomasseproduksjonen ble fjernet 0, 1 mg / mg BOD. Forutsatt en biomassekonsentrasjon på resirkuleringsslamme 14.000 mg / l, fastsetter lasthastigheten på 5, 6 kg BOD / m ³ dag og β = 1, 25 mg BOD / mg-cellen følgende:

(a) Digestervolum, (b) Cellkonsentrasjon i kokeren, (c) Resirkuleringsforhold, (d) Slamavfallshastighet, (e) Overstrømningshastighet fra bosetteren og (f) Forventet metangenereringshastighet.

Løsning:

Kokningsvolumet estimeres ved bruk av relasjonslasthastigheten,