Anaerob behandling av avloppsvatten (med diagram)

I denna artikel kommer du att lära dig om den anaeroba behandlingen av avloppsvatten.

Avloppsvatten som innehåller biologiskt nedbrytbara organiska ämnen (upplöst och / eller suspenderat) när de utsätts för anaerob behandling, genomgår de organiska materialen olika biokemiska reaktioner. Reaktionerna klassificeras i stor utsträckning som hydrolys, acidogenes och metanogenes. Hydrolysreaktionerna katalyseras extracellulärt enzym.

Dessa reaktioner omvandlar större komplexa molekyler (både lösliga och olösliga) till enklare och mindre. Polysackariderna och proteinerna omvandlas till monomerer. Dessa hydrolysprodukter fungerar som substrat för en grupp anaerober som omvandlar dem till organiska syror.

Dessa grupper av organismer betecknas som acidogener och processen kallas acidogenes. Syrogenesreaktionerna är intercellulära. Under dessa reaktioner produceras också en liten mängd väte. De huvudsakliga syrorna som produceras är ättiksyra, propionsyra, smörsyra och en liten mängd valerisk. Hydrolys- och acidogenesreaktionerna orsakar inte mycket minskning av BOD / COD.

Högre syror (andra än ättiksyra) som produceras omvandlas till acetat och H2 genom akitogena organismer. En annan grupp anaerober kallad metanogener omvandlar ättiksyra till metan (CH4) och koldioxid. Dessa reaktioner är också intracellulära. Vissa metanogener kombinerar H2 och CO2 och producerar CH4 och vatten (H2O). Reaktionerna som involverar metanogener kallas metanogenes.

Några metanogena reaktioner listas nedan:

Figur 9.31 visar hela anaerob processen schematiskt.

Vissa acidogener är frivilliga medan de andra är obligatoriska (stränga) anaerober. Syrogenerna är inte för känsliga för pH och hämmare som tungmetaller och sulfider. För metanogenerna ligger det optimala pH-värdet från 6, 6 till 7, 6. Under ett pH av 6, 2 blir metanogenerna inaktiva (vilande). Några av de oorganiska anaeroba processhämmarna anges i tabell 9.12.

Vid anaerob behandling av avloppsvatten kan någon av följande enheter användas :

(a) Fakultativ lagun,

(b) Anaerob Lagoon,

(d) Imhoff Tank,

(e) Anaerob kokare / reaktor

Den största fördelen med den anaeroba behandlingsprocessen jämfört med den aeroba processen är att ingen energi ska användas för att tillföra luft (syre). Dessutom har metan, som produceras som en biprodukt av den anaeroba processen, ett ekonomiskt värde som bränsle.

Dess andra fördel är att utbytet (syntes av nya celler) är ungefär en femtedel av det för den aeroba processen, varför mängden slam som ska hanteras och bortskaffas skulle vara mindre. Dess nackdel jämfört med den aeroba processen är dess långsammare takt.

När anaerob behandling utförs i någon av de ovan angivna enheterna (a) till (d), samlas metanprodukten inte upp, men ventileras till atmosfären tillsammans med några störande gaser som orsakar luftföroreningar och lokal olägenhet.

Frivilliga laguner eller anaeroba laguner kan användas för avloppsvattenbehandling om hydraulbelastningen och den organiska belastningen är låga och på platser där utsläpp av metan och illaluktande gaser inte anses vara farliga. Septiktank eller Imhoff-tank används i allmänhet för behandling av hushållsavloppsvatten där ett avloppssystem inte existerar. Slam som produceras i var och en av dessa enheter [(a) till (d)] skall avlägsnas periodiskt.

Anaeroba digestrar / reaktorer används för behandling av höghållfasta, industriella avloppsvatten med hög volym och även för stabilisering av primär och sekundär slam. Gasen som produceras i sådana enheter (huvudsakligen en blandning av CH4 och CO2) används som ett bränsle.

Beskrivning, utförande och utformning av ovan nämnda anaeroba avloppsreningsenheter ges nedan.

Fakultativ lagun :

Den fakultativa processen är inte strikt anaerob. Denna process utförs vanligen i ett jordbassäng. Botten av ett sådant handfat bör fodras med ett ogenomträngligt lager av gummi / plast / lera för att förhindra sönderdelning av spillvatten. Alternativt kan förfarandet utföras i en betongbehållare. I ett bassäng eller tanken sker stratifiering.

Den övre ytzonen kan vara ca 30-60 cm djup där aeroba reaktioner uppträder. I denna zon sker återoxidering av avloppsvatten på grund av molekylär diffusion av atmosfäriskt syre. Det kan vara viss algtillväxt på den fria ytan.

Det andra lagret (under det övre lagret) i bassängen / tanken är befolket med frivilliga organismer, som verkar aerobiskt nära toppen av detta skikt och anaerobt mot den nedre delen av detta skikt. Det nedersta lagret skulle inte ha något löst syre. I detta skikt uppstår endast anaeroba reaktioner. Slam (biomassa) som produceras ackumuleras på golvet i bassängen / tanken.

Inflytande avloppsvatten fritt från suspenderat material införs nära botten och det behandlade utflödet strömmar ut genom ett utlopp beläget vid en av sidorna av tanken nära ytan.

De gasformiga produkterna, såsom CH4, NH3, H2S och CO2, bildade i den anaeroba zonen, rör sig uppåt genom de fakultativa och aeroba skikten och slutar till slut till atmosfären. När de rör sig uppåt kan vissa av dem oxideras. Dessa gaser orsakar luftförorening och olägenhet. Därför används frivilliga laguner normalt inte för behandling av industriellt avloppsvatten.

Parametrarna för design och prestanda för en fakultativ lagun anges nedan:

Anaerob Lagoon :

Anaeroba laguner liknar de frivilliga lagunerna i byggnad men är mycket djupare. Under driftfett och vissa fasta partiklar kan flyta upp till ytan och bilda ett skumlager. Detta skikt förhindrar re-oxygenering av ytzonen.

Därför skulle endast ett grundskikt nära ytan innehålla fakultativa organismer, medan den återstående delen av lagunen endast skulle ha anaerober. Zonen nära botten skulle innehålla ett slam som består av orelaterade fasta partiklar (om någon i influensen) och bakteriemassa syntetiseras under processen.

Avloppsvatten med relativt högt BOD och några suspenderade fastämnen införs i slamskiktet, i allmänhet i mitten av en lagun. När vätskan strömmar uppåt genomgår de upplösta och suspenderade organikerna anaerob nedbrytning. Det behandlade utflödet med vissa suspenderade fasta partiklar strömmar ut genom ett utlopp beläget under skumlagret vid ena sidan av lagunen.

De gaser som produceras som ett resultat av de anaeroba reaktionerna innehållande CH4, CO2, H2S, NH3, etc., flyr till atmosfären genom några sprickor i skumlagret. Omgivningen av en anaerob lagun är mer illaluktande än den omkring en frivillig lagun.

Parametrarna för design och prestanda för en anaerob lagun anges nedan.

Septiktank:

Septiktankar liknar nästan anaeroba digestrar. Dessa är ostörda och ouppvärmda. Till skillnad från anaeroba laguner är dessa helt slutna. Toppen av septiktankar är stängda och utrustade med täckta accessportar. Dessa kan vara gjorda av betong / polyeten / glasfiber. Tankarna måste vara strukturellt starka och vattentäta. En septiktank kan ha en enda kammare eller två sammankopplade kamrar. Inloppsöppningen är utrustad med en avtagbar skärm för att förhindra ingripande av stora partiklar.

Linjen dips in i den flytande poolen inne i tanken. Tillgångsportarna används för inspektion, rengöring och ventilering av gasformiga produkter (CH ₄, CO ₂, etc.). De suspenderade fasta ämnena som finns närvarande i influensan sätter sig i botten av tanken. De upplösta och suspenderade bionedbrytbara ämnena genomgår anaeroba reaktioner. Fett och vissa fasta partiklar flyter upp och bildar ett skumlager nära tankens topp, medan slammet ackumuleras i botten.

I en enda kammarenhet ligger vätskeutloppet under skumlagret. Utloppet är utrustat med en sifon som ligger strax utanför tanken, vilket förhindrar utmatning av suspenderade fasta partiklar och inlopp av luft. I en tvåkammarenhet kommer utflödet från den första kammaren som innehåller en relativt liten mängd suspenderade fastämnen in i den andra kammaren.

De inmatade fasta partiklarna tillsammans med den biomassa som produceras i den andra kammaren sätter sig i botten av tanken. Denna kammare är också försedd med åtkomstportar och ett vätskeutlopp försedd med en sifon. Från en en-kammarenhet och från en tvåkammarenhet avlägsnas ackumulerat avskum och sedimenterat slam periodiskt. Figur 9.32 visar en skiss av en tvåkammarseptiktank.

Utflödet som kommer ut ur en septiktank placeras äntligen genom ett bortskaffningsfält, som består av en serie grävningar fyllda med porösa medier. De fasta partiklarna, om sådana finns kvar på det porösa mediet, medan vätskan infiltrerar i underjorden. Vätskan under bosättning i grävningarna genomgår i viss utsträckning aeroba reaktioner. Det har tidigare nämnts att septiktankar normalt inte används för behandling av industriellt avloppsvatten.

Imhoff Tank :

En Imhoff-tank är ett tvåsystem. Det finns två kamrar, en över den andra. Båda är öppna på toppen. De är rektangulära på toppen och avsmalnande mot botten. Den övre tanken fungerar som en sedimenteringskammare, medan den nedre tanken fungerar som en anaerob digestionskammare.

En överhängande läpp belägen vid botten av den övre kammaren förhindrar att gaser och gasböjda partiklar som produceras i den undre kammaren kommer in i den övre kammaren. En skiss av en Imhoff-tank visas i figur 9.33.

Influent introduceras vid den ena änden av den övre kammaren och utflödet från densamma strömmar ut genom en öppning belägen i den andra änden av denna kammare. Avloppsvattnet, som strömmar längs längden på den övre kammaren, återoxideras, eftersom denna kammare är öppen för atmosfären på toppen. I denna kammare genomgår de upplösta substratena aeroba reaktioner.

De suspenderade fasta partiklarna, som kommer in i den övre kammaren tillsammans med influensan, sätter sig genom sin bottenöppning in i den nedre kammaren. I den nedre kammaren genomgår de fasta fasta ämnena anaeroba reaktioner.

De gaser som produceras i den nedre kammaren flyter till atmosfären genom gapet mellan de övre och nedre kamrarna på toppen. Vissa lättare fasta partiklar och vissa gasbockade fasta partiklar bildar ett skumlager i gapet mellan de övre och nedre kamrarna på toppen.

Skumskiktet fördröjer inlopp av syre och håller därmed nästan anaerobt tillstånd i den nedre kammaren. Det ackumulerade slammet avlägsnas periodiskt från den undre kammaren genom ett slamavtryckningsrör, antingen mekaniskt eller med hjälp av den hydrauliska huvudskillnaden.

Det relativt klara vätskeutflödet från den övre kammaren kan avlägsnas genom ett bortskaffningsfält som liknar det för en septiktank. En Imhoff tank är inte en lämplig utrustning för behandling av industriellt avloppsvatten. Den kan användas istället för en septiktank när en influens innehåller en relativt större mängd suspenderade fasta ämnen.

Anaerob Digester / Reaktor:

Den grundläggande skillnaden mellan en anaerobisk kokare / reaktor och de anaeroba enheterna som beskrivits tidigare är att en kokare / reaktor är en helt sluten lufttätt kammare medan de andra är antingen öppna på toppen eller inte tätt stängda. I en kokare / reaktor uppsamlas den gas som produceras och användes vanligtvis som ett bränsle. Anaeroba digestrar / reaktorer klassificeras och underklassificeras som visas nedan beroende på deras interna komponenter, flödesmönster etc.

I. Suspended Growth Unit:

(A) Anaeroba Digestrar

(i) Enstegs-standardfrekvens

(ii) Tvåstegshöga

(B) Uppflöde Slamdjursreaktor

II. Bifoga tillväxtenheter:

(A) Filter

(i) Enheter med konventionell förpackning

ii) Enheter med strukturerad förpackning

(B) Utökad säng

Skissar av några av dessa enheter visas i figur 9.34.

Beskrivning av ovanstående enheter är följande:

Suspended Growth Units:

I dessa enheter skulle biomassan (mikrober) som produceras under drift liksom eventuella fasta partiklar (biologiskt nedbrytbara och / eller inerta) som kommer in i enheterna tillsammans med influensen förbli i suspension. De upplösta och nedbrytbara biologiskt nedbrytbara organiska ämnena genomgår anaerob reaktion.

Som en följd av dessa reaktioner framställs en gas som huvudsakligen innehåller CH4 och CO2, och en del biomassa (mikrober) syntetiseras, följaktligen reduceras BOD av inflödesströmmen. Det behandlade utflödet lämnar en sådan enhet tillsammans med några suspenderade partiklar.

Anaeroba digestrar används för behandling av industriellt avloppsvatten innehållande både upplöst och nedbrytbart biologiskt nedbrytbart material. Dessa kokare används också för behandling av slam från primära bosättare / sekundära bosättare. Dessa kallas slamstabilisatorer där anaerob nedbrytning av den biologiskt nedbrytbara delen av ett slam äger rum och en viss mängd gas produceras.

Dessa kokare är gjorda av stål eller betong. En kokare har en konisk botten, en cylindrisk kropp och en kupolformad topp. En gas (kallad biogas) som produceras på grund av anaeroba reaktioner samlar mellan kupolen (taket) av kokaren och slamytan från där den överförs till en lagertank.

A. Enstaka Anaerob Digester,

B. Luftflöde, anaerobt slamdjursreaktor,

C. Uppflöde, vidhäftad tillväxt, Anaerob reaktor med förpackad bädd,

D. Uppströms-Anaerob Reaktor Expanderad-Bed / Fluidiserad-Bed.

Kupolen kan antingen vara en integrerad del av kokaren, som är fixerad till kokarens kropp, eller det kan vara flytande. En flytande kupol glider upp eftersom mer och mer gas produceras och ackumuleras och glider ner när den ackumulerade gasen dras tillbaka. Klyftan mellan en flytande kupol och en kokare är läckagesäker för att förhindra läckage av den ackumulerade gasen.

En enstegsenhet kallas ibland som en konventionell enhet eller en standardenhet. Dess innehåll är ostört och normalt uppvärmt. Eftersom det är ostört, uppträder stratifiering i den. I botten (i den koniska delen) ackumuleras det uppdelade slammet. Zonen ovanför är matsmältningszonen, där det mesta av bakteriemassan förblir i suspension. I denna zon sker de flesta reaktionerna. Inflödet introduceras i denna zon.

Zonen ovanför matsektionszonen innehåller relativt mindre mängd suspenderade fastämnen. Form den här zonen, det behandlade utflödet dras tillbaka. Lättare fasta partiklar och gasbockade fasta partiklar flyter upp och ackumuleras nära gas-vätskegränssnittet ovanför supernatantvätskeskiktet. Dessa partiklar bildar ett skumlager.

Gas som produceras i den uppslutna slamzonen och uppslutningszonen strömmar uppåt genom supernatantvätskeskiktet och skumskiktet och samlar slutligen under kupolen. Gasbubblorna medan de rör sig uppåt genom de olika skikten orsakar ringa omröring och cirkulation. Det ackumulerade slammet från slamzonen avlägsnas periodiskt antingen med hjälp av en pump eller genom hjälp av den hydrauliska huvudskillnaden. Figur 9.35 visar en skiss av en enstegsenhet.

Det bör påpekas att på grund av stratifiering skulle icke-enhetlighet vad gäller koncentrationen av den suspenderade och upplösta organiska och bakteriepopulationen existera i sådana kokare. På grund av denna ojämnhet skulle den totala effektiviteten hos icke-omrörda enstegsfördelare vara låg.

För att uppnå önskad grad av BOD / COD-reduktion i en sådan enhet måste därför längre uppehållstid (HRT) tillhandahållas. Den uppehållstid som erfordras skulle bero på arten av substratet som ska behandlas och driftstemperaturen.

En tvåstegsenhet kallas en höghastighetsprovning. Den består av två kamrar kopplade i serie. I den första kammaren introduceras en avloppsvatten / slamström. Innehållet i den första kammaren blandas noggrant och bibehålls vid en temperatur som är högre än omgivningstemperaturen. Blandning sker antingen genom gascirkulation eller genom uppslamning av återcirkulation eller genom mekanisk omröring.

En värmeanordning (värmeväxlare) kan placeras antingen utanför kokaren eller inuti den. De huvudsakliga reaktionerna som uppstår i den första kammaren skulle vara hydrolys och acidogenes. I viss mån skulle metanogenes också ske. På grund av högre temperatur och välblandat kokarinnehåll skulle reaktionerna fortsätta med en högre hastighet.

Från den första kammaren skulle slammet överföras till den andra kammaren, vilket i allmänhet är ostört. I den andra kammaren skulle ytterligare reaktioner äga rum. Denna kammare fungerar också som en bosättare. Gas som produceras i den första kammaren och som matas in i en andra kammare i ett förvaringskärl. Slammet som avvecklas i den första kammaren kasseras normalt, medan det från den andra kammaren antingen antingen helt kasseras eller delvis återvinns till den första kammaren för att upprätthålla en högre mikrokoncentration i den.

Kamrarna har samma form som en enstegsenhet. En skiss av en tvåstegsenhet visas i figur 9.36.

Uppflödeanerobe slamdjursreaktor:

Den andra anordningen som hör till enheterna av typen suspenderad typ av tillväxt är UASB-reaktorn (Up-flow Anaerobic Slam Blanket). Sådana reaktorer är något liknande i konstruktion till de enkla stegs anaeroba digestrarna. Dessa är emellertid lämpliga för behandling av avloppsvatten innehållande huvudsakligen upplösta biologiskt nedbrytbara organiska ämnen.

Influent introduceras nära konbasen av en sådan reaktor, som strömmar uppåt genom en slamfilm. Slammattan består av bakteriemassa som produceras som ett resultat av de anaeroba reaktionerna. Den producerade gasen rör sig uppåt och kan bära några fasta partiklar.

De fasta partiklarna bildar ett skikt vid vätskegasgränssnittet. Gassen samlas under kupolen och ovanför skiktet av fasta partiklar. Det behandlade utflödet tillsammans med några suspenderade partiklar strömmar ut i en sedimenterare genom ett utlopp beläget nära lagret av de ackumulerade fasta partiklarna. Vissa slam sätter sig i reaktorns koniska del och avlägsnas från tid till annan. Reaktorslammet och sedimentslammet kasseras.

Bifoga tillväxtenheter:

Höghållfasta avloppsvatten som innehåller huvudsakligen upplösta biologiskt nedbrytbara organiska ämnen behandlas bäst i anaeroba enheter av växtform. I sådana enheter får de mikrober som produceras under processen fästas på ytorna hos reaktorens inre. Insidorna kan vara strukturerad förpackning eller konventionell formad förpackning. Influensor som innehåller för mycket av suspenderade partiklar kan sannolikt kväva sådana reaktorer.

I vissa reaktorer används granuler istället för större förpackningar. Granulerna får beläggas med biomassa och fungera som aktiva platser för anaeroba reaktioner. Klassificering av de bifogade tillväxtreaktorerna har listats under avsnitt 9.10.6, och de beskrivs nedan.

Anaerob filterreaktor:

En anaerob filterreaktor är i grunden en packad bädd. Det är en cylindrisk kolonn försedd med ett packningsstöd nära botten. Under packningsstödet har kolonnen en konisk sektion där slam samlar in. Packningsstödet kan vara antingen ett perforerat ark eller ett galler som har öppningar som är mindre än förpackningarna.

Förpackningarna kan vara graveller eller formade förpackningar (Raschigringar, Berl Saddle, etc.) av keramik eller plast. Strukturerad plastförpackning används också. Mikroberna som produceras under processen sätts fast i förpackningarna och vissa förblir suspenderade. I en uppflödesreaktor går avloppsvattnet strax under packningsstödet och strömmar upp genom tomrummet mellan packningarna. Avloppsvatten strömmar uppåt kommer i kontakt med mikrobebelagda förpackningar såväl som de suspenderade mikroberna och genomgår anaeroba reaktioner.

Det behandlade utflödet från en sådan reaktor strömmar ut genom ett utlopp beläget under gasutrymmet som bär någon uppslamd biomassa. Den matas in i en bosättare från vilken det klara utflödet överflödar. En del av det sedimenterade slammet från sedimenteraren kan återvinnas till reaktorn resten ödeläggs. Slammet från reaktorn kasseras.

Den gas som produceras som en följd av anaeroba reaktioner bubblas uppåt och samlas in i gasutrymmet ovanför vätskenivån från där den avlägsnas.

Reaktorer packade med strukturerade förpackningar föredrages över de förpackade slumpmässigt eftersom strukturerade förpackningar ger mer specifik yta och högre tomrum. En reaktor med strukturerade förpackningar är mindre sannolikt att bli kvävd.

En anaerob filterreaktor kan drivas i nedflödesläge. Ur byggnadssynpunkt liknar det en uppströmsenhet. I en nedflödesenhet införs influensen strax under gasutrymmet och det behandlade utflödet dras tillbaka från botten. Det bär mer suspenderat material (biomassa). Därför måste utflödet från en sådan reaktor lösas i en korrekt utformad sedimenter före dess slutliga utmatning.

Utökad säng och fluidiserad bed Anaerob Reaktor :

I dessa reaktorer fungerar grova granulära partiklar som kärnor för tillväxt av biomassa. Dessa liknar de anaeroba filtren i konstruktion. Partikelstödplattan monterad på kolonnen bör ha mindre öppningar så att partiklarna inte får falla igenom dem och samtidigt skulle tryckfallet över stödplattan inte vara överdrivet.

Inflödet införs i dessa reaktorer under stödplattan och det strömmar uppåt genom den partikelformiga bädden. Beroende på den ytliga hastigheten av avloppsvatten som strömmar uppåt kan partiklarna vila på bärplattan och i kontakt med varandra eller bara vidröra varandra eller i suspension. När partiklarna bara rör varandra beräknas sängen vara en expanderad. När ytskiktet ökas ytterligare, blir partiklarna suspenderade och bädden sägs vara fluidiserad.

Under förhållanden med extrema sängar och fluidiserad bädd blir de totala ytorna hos de biomassbelagda partiklarna utsatta för den strömmande avloppsvattenströmmen och de upplösta organiska ämnena upplever mer interaktion med biomassan. På grund av mindre partikelstorlek (jämfört med packade sängar) är den specifika ytan större.

På grund av högre ytlig hastighet i expanderade och fluidiserade bäddar skulle dessutom hastigheten av förorenande medel överföra från huvuddelen av vätskefasen till partikelytorna vara hög. Följaktligen skulle hastigheten hos de anaeroba reaktionerna bli snabbare. För att upprätthålla den erforderliga högre ytliga hastigheten är det emellertid ofta nödvändigt att återvinna en del av det behandlade utflödet tillsammans med influensen.

Gasen som produceras under processen bubblor uppåt genom sängen och ackumuleras i gasutrymmet ovanför vätskenivån. Det behandlade utflödet innehållande viss suspenderad biomassa strömmar ut genom ett utlopp beläget under gas-vätskegränssnittet. Den är bosatt i en bosättare innan den slutliga avloppet.

Vissa biomassapartiklar skulle passera genom stödplattans öppningar och samla i kolonnens koniska bottnsektion från vilken de uppsamlade partiklarna avlägsnas från tid till annan.

Det kan nämnas att expanderade säng- och fluidbäddsreaktorer ännu inte hittar breda industriella applikationer.

Anaerob Digester Design Approach:

En tvåstegs anaerob kokare kan användas antingen med slamåtervinning eller utan slamåtervinning. Figur 9.36 visar en skiss av en tvåstegs kokare med slamåtervinning.

Den första kammaren i ett sådant kokningssystem är en välblandad kokare och den andra kammaren fungerar endast som en bosättare. De ekvationer som ska användas för att designa en sådan kokare är desamma som de som används för att utforma en CTR-aktiverad aerob slam. De aktuella ekvationerna anges nedan.

Metanproduktionshastigheten från en sådan enhet kan beräknas med användning av ekv. (9, 90)

Metanproduktionshastighet, m ³ / dag vid STP

En anaerobisk kokare med slamåtervinning kan utformas genom följande steg:

(i) De kinetiska parametrarna, KS, μm, ƴ, b, y och β för en anaerob process bör erhållas antingen experimentellt eller från den publicerade litteraturen. De numeriska värdena för dessa beror på de föroreningar (substrat) som finns i avloppsvatten / slam och mikroberna används.

(ii) Om den behandlade effluentsubstratkoncentrationen [S] specificeras kan ΘC (medelcellens uppehållstid) beräknas med användning av ekv. (9, 68). Om det beräknade värdet på Θ _C. vara mindre än 3 dagar eller mer än 15 dagar, då bör ett lämpligt numeriskt värde av O antas inom intervallet 3 till 15 dagar. Motsvarar det antagna värdet på Θ _C. [S] bör beräknas med samma ekvation Eq. (9, 68). Det beräknade värdet på [S] bör vara acceptabelt.

(iii) Vidare antas ett lämpligt värde av [X] (MLVSS) och r (uppehållstid) beräknas med användning av ekv. (9, 76). Den uppskattade r bör inte vara mindre än Θ _{C min} . Om det är mindre än Θ _{c, mjn, bör} ett högre värde av y antas och motsvarande värde för [X] ska uppskattas.

(iv) Baserat på det beräknade värdet av T, skall kokarvolymen V beräknas med användning av ekv. (9, 77).

(v) För uppskattning av återvinningsförhållandet a använder Eq. (9.64) man måste veta [X] _r, eftersom de andra faktorerna, nämligen τ och ΘC och [x] redan utvärderas. Värdet på [X] _r biomassakoncentrationen i återvinningsslammet beror på sedlarens konstruktion och prestanda.

(vi) Metanproduktion per dag från en sådan enhet uppskattas med användning av relationen Eq. (9, 90).

Figur 9.37 visar en skiss av en tvåstegs anaerob kokare utan återvinning.

Ekvationerna som används för att designa en anaerobisk kokare utan återvinning liknar dem som används för att designa en CMAL (helt blandad aerob lagun). Ekvationerna listas nedan.

Metanproduktion från en sådan enhet kan uppskattas med användning av förhållandet Eq. (9, 90).

Exempel 9.8: Anaerob Digester:

En avloppsvattenström med en löslig BOD av 20 000 mg / 1 och en flödeshastighet av 15 m3 / h. ska behandlas i en tvåstegs anaerob kokare med slamåtervinning. Laboratorieförsök har visat att en MCRT på 18 dagar skulle minska den lösliga BOD i det behandlade utflödet till 3000 mg / L och resultera i en stabil operation. Den observerade biomassaproduktionen var borttagen 0, 1 mg / mg BOD. Om man antar en biomasskoncentration av återvunnet slam på 14 000 mg / l bestämmer man följande: Hastighetshastighet på 5, 6 kg BOD / m ³ dag och β = 1, 25 mg BOD / mg-cell.

(a) Digestervolym, (b) Cellkoncentration i kokaren, (c) Återvinningsförhållande, (d) Slamavfallshastighet, (e) Överflödeshastighet från sedlaren och (f) Förväntad metanproduktionshastighet.

Lösning:

Uppvärmningsvolymen uppskattas med användning av förhållandets laddningshastighet,