MBBR 프로세스 설계 계산 및 상세화

MBBR 프로세스 설계 계산 및 상세화

By: 케이트

Email: info@juntaiplastic.com

날짜: 2021년 7월 12일

목차

1. MBBR 및 MBBR 전체 형식이란 무엇입니까?

2. MBBR 프로세스 설계

2.1 바이오필름 캐리어 도입

2.2 탄소질 물질 제거

2.3 고하중 MBBR 설계

2.4 기존 부하 MBBR의 설계

2.5 저부하 MBBR 설계

2.6 MBBR 기술의 질화

2.7 MBBR 탱크의 탈질

     2.7.1 사전 탈질소가 있는 이동층 생물막 반응기

     2.7.2 탈질 후 이동층 생물막 반응기

     2.7.3 탈질소 전/후 결합 이동층 생물막 반응기

     2.7.4 탈질의 교반

2.8 전처리

2.9MBBR의 고액 분리

2.10 MBBR 설계 시 고려 사항

     2.10.1MBBR 주행유량(수평유량)

     2.10.2 MBBR 탱크 폼 문제

     2.10.3 캐리어 베드 정리 및 임시 보관

1. MBBR 및 MBBR 전체 형식이란 무엇입니까?

지난 20년 동안 MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor)은 간단하고 견고하며 유연하고 컴팩트한 폐수 처리 공정으로 발전했습니다. 다양한 구성의 MBBR이 BOD 제거, 암모니아 산화 및 질소 제거에 성공적으로 사용되어 왔으며 엄격한 영양 제한을 ​​비롯한 다양한 폐수 품질 기준을 충족할 수 있습니다.

이동층 생물막 반응기는 생물막 담체로 특수 설계된 플라스틱을 사용하고, 폭기 교반을 통해 액체,

담체는 환류 또는 기계적 혼합에 의해 반응기에 현탁될 수 있다. 대부분의 경우 캐리어는 반응기의 1/3에서 2/3 사이에 채워집니다. MBBR의 다양성은 설계 엔지니어가 자신의 상상력을 최대한 활용할 수 있도록 합니다. MBBR과 다른 생물막 반응기의 주요 차이점은 가능한 한 많은 단점을 피하면서 활성 슬러지 및 생물막 방법의 많은 장점을 결합한다는 것입니다.

1) 다른 수중 생물막 반응기와 마찬가지로 MBBR은 반응기 내의 특정 조건에 적응할 수 있는 고도로 전문화된 활성 생물막을 형성할 수 있습니다. 고도로 전문화된 활성 생물막은 반응기의 단위 부피당 높은 효율을 가져오고 공정의 안정성을 증가시켜 반응기의 크기를 줄입니다.

2) MBBR의 유연성 및 공정 흐름은 활성 슬러지와 매우 유사하여 흐름 방향을 따라 여러 반응기를 순차적으로 배치하여 여러 처리 목표(예: BOD 제거, 질화, 탈질 전 또는 후)를 충족할 수 있습니다. 중간 펌프가 필요합니다.

3) 활성 바이오매스의 대부분은 반응기에 지속적으로 유지되므로 활성 슬러지 공정과 달리 MBBR MBBR 유출수의 고형물 농도는 적어도 반응기의 고형물 농도만큼 높습니다. MBBR은 기존 침전조보다 10배 낮은 규모이므로 기존 침전조 외에도 MBBR은 다양한 고액 분리 프로세스를 사용할 수 있습니다.

4) MBBR은 다목적이며 원자로는 다양한 형상을 가질 수 있습니다. 개조 프로젝트의 경우 MBBR은 기존 연못의 개조에 매우 적합합니다.

2.MBBR 프로세스 설계

MBBR의 설계는 여러 MBBR이 시리즈를 형성하고 각각 특정 기능을 갖고 이러한 MBBR이 함께 작동하여 폐수 처리 작업을 수행한다는 개념을 기반으로 합니다. 이러한 이해는 제공된 고유한 조건(예: 사용 가능한 전자 공여체 및 전자 수용체) 하에서 각 반응기가 특정 처리 작업을 달성하는 데 사용할 수 있는 특수 생물막을 배양할 수 있기 때문에 적절합니다. 이 모듈식 접근 방식은 각각 고유한 처리 목적을 가진 일련의 완전 혼합 반응기로 구성된 단순하고 간단한 설계로 볼 수 있습니다. 이에 반해 활성슬러지 시스템의 설계는 매우 복잡하다. 항상 경쟁적인 반응이 일어나기 때문에 '탱크의 각 부분(폭기 및 비폭기 구역)에 의해 제한되는 체류 시간 내에 원하는 처리 목표를 달성하기 위해, 총 바이오 고형물 체류 시간(SRT)은 박테리아가 혼합되어(박테리아 성장률 및 원수 특성과 관련하여) 함께 성장할 수 있도록 적절한 수준으로 유지되어야 합니다.

연구원, 엔지니어 및 폐수 처리장 운영자의 관찰을 통해 실제로 MBBR의 생물막을 잘 이해할 수 있는 것은 MBBR의 단순성입니다. 이 문서의 대부분은 MBBR 관찰의 예를 제시하여 MBBR 설계 및 운영에서 고려해야 할 중요한 구성 요소 및 요소를 보여줍니다.

● 준타이MBBRP처리F낮은D아이그램

2.1바이오필름 캐리어 도입

모든 생물막 반응기의 성공 비결은 반응기 내에서 높은 비율의 생체 활성 부피를 유지하는 것입니다. MBBR 운반체의 바이오매스 농도를 부유 고형물 농도로 변환하면 값은 일반적으로 약 1000~5000mg/l입니다. 단위 부피 측면에서 MBBR의 제거율은 활성 슬러지 시스템의 제거율보다 훨씬 높습니다. 이것은 다음에 기인할 수 있다.

1) 혼합 에너지(예: 폭기)에 의해 담체에 가해지는 전단력은 담체의 생물막 두께를 효과적으로 제어하여 높은 총 생물학적 활성을 유지합니다.

2) 시스템의 총 HRT와 무관하게 각 반응기 내 특정 조건에서 높은 수준의 전용 바이오매스를 유지하는 능력.

3) 반응기의 난류 조건은 필요한 확산 속도를 유지합니다.

이동층 반응기는 BOD 제거, 질화 및 탈질에 사용할 수 있으므로 다른 공정으로 결합될 수 있습니다. 표 1-1에는 MBBR의 다양한 프로세스가 요약되어 있습니다. 가장 효율적인 프로세스의 결정은 다음 요소와 관련이 있습니다.

1) 폐수 처리장의 배치 및 수력학적 단면(고도)을 포함한 현지 조건.

2) 기존 처리 프로세스 및 기존 시설 및 연못 수정 가능성.

3) 목표 수질.

● 표 1-1 MBBR 프로세스 요약

For moving bed reactors, the effective net biofilm area is the key design parameter, and the load and reaction rate can be expressed as a function of the carrier surface area, so the carrier surface area becomes a common and convenient parameter to express the performance of MBBR. the load of MBBR is often expressed as the carrier surface area removal rate (SAAR) or the carrier surface area loading (SALR). When the concentration of the host substrate is low (e.g., S>>K), the substrate removal rate of MBBR is zero-level response. When the main substrate concentration is low (e.g. S>>K) MBBR의 기질 제거율은 1차 반응이다. 제어된 조건에서 캐리어 표면적 제거율(SAAR)은 방정식({0}})과 같이 캐리어 표면적 부하(SALR)의 함수로 표현될 수 있습니다.

r =r_최대-[L/(K 플러스 L)] (1-1)

r - 제거율(g/(m2 -d));

r_최대- 최대 제거율(g/(m2 -d)).

L - 로딩 속도(g/(m2 -d)).

K - 반포화 상수.

2.2탄소 물질 제거

탄소 제거에 필요한 담체의 표면적 부하(SALR)는 가장 중요한 처리 목적과 슬러지 물 분리 방법에 따라 다릅니다.

표 1-2은(는) 다양한 애플리케이션 목적에 대해 일반적으로 사용되는 BOD 로딩 범위를 제공합니다. 질산화가 다운스트림일 때 더 낮은 로딩 값을 사용해야 합니다. 고하중은 탄소 제거만 고려하는 경우에만 사용해야 합니다. 경험에 따르면 탄소질 제거의 경우 주 액상의 용존 산소 2-3 mg/L이면 충분하며 용존 산소 농도의 추가 증가는 캐리어 표면적 제거율(SARR)을 개선하는 데 의미가 없습니다.

● 표 1-2 일반적인 BOD 로딩 값

2.3고하중 MBBR 설계

2차 처리의 기본 기준을 충족하지만 컴팩트한 고부하 시스템이 필요한 경우 이동층 반응기 사용 고려

MBBR이 높은 부하에서 작동할 때 SALR(캐리어 표면적 부하) 값이 높습니다. MBBR이 고부하에서 작동되면 SALR(Carrier Surface Area Loading) 값이 높으며 주요 목적은 유입수에서 용해되고 쉽게 분해되는 BOD를 제거하는 것입니다. 고부하에서 셰드 생물막은 침전 특성을 잃기 때문에 화학적 응고, 공기 부상 또는 고형물 접촉 공정을 사용하여 고부하 MBBR의 폐수에서 부유 고형물을 제거하는 경우가 많습니다. 그러나 일반적으로 이 과정은 짧은 HRT로 2차 치료의 기본 기준을 충족할 수 있는 간단한 과정이다. 고부하 MBBR 연구의 결과는 그림 1-3에 나와 있습니다. 그림 1-3(a)는 MBBR이 COD 제거에 매우 효과적이며 기본적으로 광범위한 부하에서 선형임을 보여줍니다. 그림 1- 3(b)는 매우 낮은 표면 오버플로율에서도 MBBR 유출수의 침전이 매우 열악함을 보여주며, 이는 강화된 고형물 포집 전략이 실제로 필요함을 시사합니다. MBBR/고체 접촉 공정은 뉴질랜드의 Mao Point 폐수 처리장에서 사용되었습니다. 그림 1-4은 이 공장에서 용존 BOD 제거와 총 유입 BOD 부하 사이의 관계를 보여줍니다. 그림 1-4은 로드가 많은 MBBR에 대한 일반적인 BOD 제거 값이 70~75%임을 보여줍니다. 고형물 접촉 공정을 통한 생물 응집 및 추가 처리를 통해 공정이 2차 처리의 기본 표준을 충족할 수 있습니다.

● 그림 1-3

(a) 고부하에서의 COD 제거율.

(b) 고하중에서 분리된 생물막의 침강 불량

● 그림 1-4 고부하 MBBR에서 용존 BOD 제거율과 총 BOD 부하 간의 관계

2.4 재래식 하중 MBBR의 설계

기존의 2차 처리 공정을 고려할 때 이동층 반응기를 선택할 수 있다. 이 경우 연속된 2MBBR은 처리 요구 사항(2차 처리 수준)을 충족할 수 있습니다.

표 1- 4에는 4개의 WWTP에서 BOD7 제거가 요약되어 있습니다. 4개의 WWTP는 모두 7-10 gBOD7 /(m2 -d)(10도에서)의 MBBR 유기적 부하와 함께 전통적으로 로드된 MBBR을 사용했습니다. MBBR 이전에는 응집 및 인 제거를 위해 화학 물질을 적용했으며 부유 물질의 향상된 분리도 구현되었습니다.

● 화학적 인 제거 공정을 사용한 기존 부하 MBBR의 작동 결과

2.5저부하 MBBR 설계

MBBR이 질화 반응기 앞에 배치될 때 가장 경제적인 설계 옵션은 유기물 제거를 위해 MBBR의 사용을 고려하는 것입니다. 이것은 MBBR의 하류에서 질화 이동층 반응기가 높은 질화 속도를 달성하도록 합니다. 질화 MBBR의 BOD 부하가 충분히 감소하지 않으면 질화 속도가 크게 감소하여 반응기가 비효율적인 상태가 됩니다.

그림 {{0}}(a)는 BOD 로딩 증가가 캐리어 질화율에 미치는 영향을 보여줍니다. 이것은 앞부분에서 유기물이 제거될 때 뒷부분에서 과도한 질화 로드로 이어지는 높은 BOD 로드의 예입니다. 이 예에서 질화율은 0.8 g/(m2 -d)였습니다. BOD 부하가 2g/(m2 -d)이고 주액의 용존산소가 6mg/L일 때. 그러나 BOD 부하가 3g/(m{8}}d)로 증가했을 때 질산화율은 0.8g/(m{11}}d)였습니다. 그러나 BOD 부하를 3g/(m{13}}d)로 증가시키면 질산화율이 약 50% 감소했습니다. 이에 대응하기 위해 작업자는 주요 액상의 용존 산소 농도를 높이거나 충전 비율을 높여 표면 부하율을 낮출 수 있습니다. 그러나 이러한 접근 방식은 경제성과 효율성이 부족하기 때문에 설계에 사용해서는 안 된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 또한 BOD 제거를 위한 MBBR을 설계할 때 다운스트림 질화 MBBR에서 최대 효율을 얻기 위해 사이징에 대해 낮은 로딩 속도를 선택하는 보수적인 접근 방식을 취해야 합니다.

그림 1-6(b)는 시퀀스의 세 가지 호기성 MBBR의 질화율을 보여줍니다. 그림 6(b)에서 각 MBBR 내의 캐리어는 질화율에 대한 소규모 시험을 위해 제거되었습니다. 하위 테스트는 6주 동안 지속되었으며 두 번 수행되었습니다. 각 하위 테스트에서 3개의 하위 테스트 반응기의 조건은 거의 동일했습니다(예: 용존 산소, 온도, pH 및 암모니아 질소의 초기 농도). 테스트 결과 첫 번째 반응기는 용존 COD 부하가 가장 높았고(5.6g/(m2 -d)) 질산화 효과가 거의 없었지만 COD 부하 제거에는 매우 성공적이었습니다. 이것은 다음 두 가지 측면에서 입증됩니다.

(1) 2단 반응기의 질산화율이 높고 3단 반응기의 질산화율에 가깝다.

(2) 2단계와 3단계의 용존 COD 부하량은 큰 차이가 없었다.

저부하 원자로의 설계를 위해서는 SALR(Carrier Surface Area Loading)을 보수적으로 선택하는 것이 중요합니다. 가능하다

다음 방정식을 사용하여 방류수 온도에 따른 담체(SALR)의 표면적 하중을 수정했습니다. LT{0}}L101.06(T-10)

LT - 온도 T에서의 부하.

4.5g/(m2 -d)의 하중에서 L10 -10도.

● 그림 1-6

(a) 15도에서 질화율에 대한 BOD 로딩 및 용존 산소의 영향.

(b) MBBR 시리즈에서 서로 다른 MBBR의 질화율 차이

2.6질화MBBR 기술의

니트로 MBBR의 성능에 상당한 영향을 미치는 몇 가지 요소가 있으며 니트로 MBBR을 설계할 때 반드시 고려해야 합니다. 가장 무거운

요인은.

(1) 유기적 로딩.

(2) 용존 산소 농도.

(3) 암모니아 농도.

(4) 폐수 농도.

(5) pH 또는 알칼리도.

그림 1- 6은 하류에 있는 질화 MBBR에서 만족스러운 질화율을 얻으려면 상류 MBBR의 폐수에서 유기물을 제거하는 것이 중요하다는 것을 보여줍니다. 그렇지 않으면 이종 생물막이 공간과 산소를 ​​놓고 경쟁하여 생물막의 질화 활성을 감소(소화)합니다. 용존 산소가 제한 요소가 될 때까지 유기 부하가 감소함에 따라 질화 속도가 증가합니다. 매우 낮은 암모니아 농도에서만(<2 mgn/l)="" does="" the="" available="" substrate="" (ammonia)="" become="" the="" limiting="" factor.="" it="" is="" thus="" the="" concentration="" of="" ammonia="" that="" is="" an="" issue="" when="" complete="" nitrification="" is="" required.="" in="" this="" case,="" 2="" sequential="" reactors="" can="" be="" considered,="" with="" the="" first="" stage="" being="" limited="" by="" oxygen="" and="" the="" second="" by="" ammonia.="" as="" with="" all="" biological="" treatment="" processes,="" temperature="" has="" a="" significant="" effect="" on="" nitrification="" rates,="" but="" this="" can="" be="" mitigated="" by="" increasing="" the="" dissolved="" oxygen="" within="" the="" mbbr.="" as="" alkalinity="" decreases="" to="" very="" low="" levels,="" nitrification="" rates="" within="" the="" biofilm="" begin="" to="" be="" limited.="" each="" of="" the="" important="" factors="" that="" affect="" nitrification="" are="" discussed="">

충분한 알칼리도와 암모니아 농도(최소한 초기에는)에서 질산화율은 유기물 부하에 따라 감소합니다.

용존 산소가 제한 요소가 될 때까지 증가합니다. 잘 자란 질화 생물막 내에서 용존 산소 농도는 O2 대 NH4 + -N의 비율이 2 미만인 경우에만 캐리어의 질화 속도를 제한합니다.{5}}. 활성 슬러지 시스템과 달리 산소 제한 조건에서 이동층 반응기의 반응 속도는 액상 본체의 용존 산소 농도와 선형 또는 거의 선형 관계를 나타냅니다. 이것은 고정 액체 막을 가로질러 생물막으로 산소가 통과하는 것이 산소 전달을 제한하는 중요한 단계일 수 있다는 사실 때문일 수 있습니다. 주요 액체 상의 용존 산소 농도를 증가시키면 생물막 내 용존 산소 농도 구배가 증가합니다. 더 높은 폭기율에서 증가된 혼합 에너지는 또한 주요 액상에서 생물막으로의 산소 전달에 기여합니다. 그림 1- 6(a)에서 볼 수 있듯이 유기물 부하가 일정하게 유지되면(예: 일정한 생물막 두께 및 조성) 질화 속도와 용존 산소 농도 사이의 선형 관계를 예상할 수 있습니다. 그림 1-7은 주 액상의 용존 산소를 증가시키면 주 액상의 암모니아 농도가 매우 낮은 수준으로 감소할 때까지 질화 속도에 기여한다고 설명합니다.

● 그림 1-7 낮은 암모니아 농도에서 용존 산소의 영향

잘 자란 "순수" 질화 생물막의 경우, 주요 액체상의 암모니아 농도는 O2:NH4 plus - N이 2에서 5에 도달할 때까지 반응 속도에 영향을 미치지 않습니다. O2:NH4 plus - N의 몇 가지 예가 표에 나와 있습니다. 1-5.

● 표 1-5 O의 몇 가지 예₂:NH₄^{...을 더한}- N

MBBR의 설계는 종종 임계값 3.2로 시작합니다. 임계값은 조정 가능합니다. 방정식(1-3)을 사용하여 이 임계값에서의 암모니아 농도를 사용하여 적절한 질산화율을 추정하고 설계의 기초로 사용할 수 있습니다.

r_NH{0}}엔= k × (SNH3-N) (n) (1-3)

r_NH{0}}엔-질산화율(g rNH3-N /(m2 -d)

k - 반응 속도 상수(위치 및 온도에 따라 다름).

SNH3-N - 반응 속도를 제한하는 기질 농도.

n - 반응 단계의 수(위치 및 온도에 따라 다름).

주어진 용존 산소 농도에서 제한 기질의 확산 및 생물막 두께에 따른 반응 속도 상수(k). 계수는 반응 수준의 수(n)와 관련이 있으며 생물막에 인접한 액막과 관련이 있습니다. 난류가 강하고 고정 액막 층이 얇을 때 반응 수준은 {{0}}}.5 경향이 있습니다. 난류가 느리고 고정액막이 두꺼울 때 반응 수준은 1.0이 되는 경향이 있습니다. 이 시점에서 확산은 속도 제한 요소가 됩니다.

임계값(SNH{0}}N)에서의 암모니아 농도는 임계비와 주 액상의 설계 용존 산소 농도로부터 아래와 같이 추정할 수 있습니다. 주요 액체상의 용존 산소 농도를 높이면 임계 비율을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 거의 성공하지 못합니다. 또한 종속영양 박테리아가 특정 반응기 부하 및 혼합 조건에서 공간을 차지하기 위해 경쟁하여 생물막의 종속영양층을 통한 산소 통과를 감소시키는 경우를 고려하십시오.

(SNH3-N)=1.72mg-N/L=(6mgO2/L - 0.5O2/L)/3.2

SNH{{0}}N을 1.72로 하고 반응 속도 상수 k=0.5와 반응 단계를 0.7로 가정하면 식 (1- 3)은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

rNH3-N=0.73g/(m2 -d)=0.5×1.720.7

질화 MBBR에 대한 온도의 영향을 고려할 때 몇 가지 요인이 중요합니다. MBBR 내의 배출 온도가 생물학적 질화의 동역학 과정에 본질적으로 영향을 미칠 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 바이오매스 안팎으로 기질 확산 속도; 그리고 액체의 점도는 차례로 생물막 두께에 대한 전단 에너지에 파급 효과를 가질 수 있습니다. 위에서 설명한 거시적 반응 속도에 대한 온도의 영향은 다음 관계식으로 표현될 수 있습니다.

kT2= kT1-θ(T2-T1) (1-4)

kT{0}} T1의 온도에서 반응 속도 상수입니다.

kT{0}} T2의 온도에서 반응 속도 상수.

θ - 온도 계수.

겨울철 설계 온도에서 질화 반응 속도론의 온도 의존성은 MBBR의 질화율을 감소시키지만 담체에 대한 생물막 농도의 증가는 저온에서 관찰될 수 있으며 추가적으로 반응기의 용존 산소 농도가 증가할 수 있으며, 이는 둘 다 완화 질산화율에 대한 온도의 부정적인 영향. 낮은 유출수 온도에서 바이오매스(g/m2)가 더 높게 관찰되었습니다. 또한, 주액상의 용존산소 농도는 낮은 온도의 액체에 대한 용해도가 높기 때문에 폭기율을 높이지 않고도 증가시킬 수 있다. 이것은 생물막 활성이 생물막 활성보다 높지만(g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/m2) 감소하지만 단위당 질화 활성이 감소한다는 최종 결과로 이어집니다. 캐리어 표면적은 여전히 ​​높은 수준으로 유지될 수 있습니다. 3차 질산화 MBBR에 대한 방류수 온도에 따른 바이오매스의 계절적 변화는 그림 1- 8(a)에 나와 있습니다. 5월과 6월 사이에 방류수 온도가 〈15도에서〉 15도로 상승했을 때, 바이오매스 농도는 급격히 떨어졌다. 그림 1- 8 (b)는 데이터를 방류수 온도(〈15도 및 〉15도)에 따라 두 영역으로 나눕니다. 생물막 비활성은 <15도 영역에서="" 감소하지만,="" 반응기의="" 거시적="" 성능은="" 더="" 높은="" 총="" 바이오매스="" 농도와="" 더="" 높은="" 용존="" 산소="" 농도(저온에서="" 증가된="" 기체="" 용해도에="" 의해="" 유발됨)로="" 인해="" 높게="" 유지됩니다.="" 이="" 관찰된="" 현상은="" 생물막="" 적응으로="" 인해="" 질화="" 박테리아의="" 성장="" 속도가="" 감소함에도="" 불구하고="" 낮은="" 온도="" 조건에서="" 담체의="" 거시적="" 표면="" 반응="" 속도를="" 높은="" 수준으로="" 유지할="" 수="" 있음을="">

● 그림 1-8 (a) 3차 질산화가 있는 MBBR의 바이오매스 농도와 온도의 계절적 변화.

(b) 다른 온도 조건에서 질화 활성과 용존 산소 농도 사이의 관계

2.7 탈질MBBR 탱크

이동상 반응기는 사전, 사후 및 결합된 탈질 공정에서 성공적으로 사용되었습니다. 재료의 탈질 공정과 동일한 다른 바이오와 달리 설계시 고려해야 할 요소는 다음과 같습니다.

1) 반응기에 적절한 탄소원과 적절한 탄소 대 질소 비율.

2) 원하는 탈질 정도.

3) 유출물의 온도.

4) 반환 또는 상류 물에 용존 산소.

2.7.1 사전 탈질소가 있는 이동층 생물막 반응기

BOD 제거, 질화 및 적당한 질소 제거가 필요한 경우 전면 탈질소가 있는 MBBR이 적합합니다. 무산소 반응기의 부피를 완전히 활용하려면 급수에 쉽게 생분해되는 COD와 암모니아 질소(C)의 적절한 비율이 있어야 합니다. /N). MBBR의 질화 단계는 높은 용존 산소를 필요로 하기 때문에 환류의 용존 산소는 MBBR의 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 이는 생산에서 가장 경제적인 환류비(Q 환류/Q 유입수)의 상한선을 초래합니다. 이 값을 초과하면 반환 흐름이 더 증가하면 전체 탈질 효율이 감소합니다. 유출물의 특성이 전단 탈질소화에 적합한 경우 질소 제거율은 일반적으로 (1:1) ~ (3:1)의 회수율에서 50%에서 70% 사이입니다. 생산 관행에서 탈질소 비율은 위치, 유출 특성의 계절적 차이(예: C/N), 반응기로 유입되는 용존 산소 농도 및 유출 온도와 같은 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다.

2.7.2 탈질 후 이동층 생물막 반응기n

When the degradable carbon in the wastewater is naturally insufficient, or has been consumed by upstream processes, or when the wastewater treatment plant occupies an area subject to when the need for concise and high-speed denitrification is limited, MBBR with posterior denitrification can be considered. because the denitrification performance is not affected by internal circulation or carbon source, the posterior denitrification process can achieve high denitrification rates (>80% ) 짧은 HRT에서.

폐수 BOD 및 질산염 요구 사항이 더 엄격한 경우 작은 폭기 MBBR 후에 탈질소 처리가 필요할 수 있습니다. 운영 경험에 따르면 상류에 침전 과정이 있는 경우 탈질 후 세포 합성에 충분하지 않은 인 농도가 있을 수 있으며 해당 지점에서 탈질 성능이 억제될 수 있습니다.

탄소가 과충전되면 적용된 탄소 공급원의 최대 질산염 운반체 표면적 제거율(SARR)이 2g/(m{1}}d)보다 클 수 있습니다. 다양한 탄소원과 다양한 온도에 대한 질산염 표면적 제거율은 그림 2-9에 나와 있습니다.

● 그림 1-9 온도에 따른 다양한 탄소원을 가진 담체의 표면적 제거율

2.7.3 결합된 탈질소 전/후 이동층 생물막 반응기

전면 및 후면 탈질 기능이 있는 이동상 반응기를 결합할 수 있으므로 전면 탈질의 경제성을 활용할 수 있습니다. 전면 탈질 반응기의 설계는 겨울에 폭기조로 간주할 수 있습니다. 설계는 전면 탈질 반응기를 겨울에 폭기조로 사용하는 것을 고려할 수 있습니다. 이 때문입니다.

1) 폭기 반응조의 부피를 증가시키면 질산화 개선에 도움이 됩니다.

2) 수온이 낮으면 용존 산소 농도가 증가하고 용존 COD가 감소하여 전단 탈질소의 효과에 영향을 미칠 수 있습니다.

3) 겨울철에는 탈질소 후 반응기가 모든 탈질 작업을 수행할 수 있습니다.

2.7.4 탈질의 교반

탈질소 MBBR에서 레일 장착 수중 기계 믹서는 반응기의 액체를 순환 및 혼합하는 데 사용되었습니다.

본체와 캐리어. 교반기를 설계할 때 다음 측면을 구체적으로 고려해야 합니다. (1) 교반기의 위치 및 방향; (3) 교반기의 종류; (3) 교반 에너지.

생물막 담체의 상대 밀도는 약 0.96으로 활성 슬러지 공정과 달리 에너지를 가하지 않고도 물에 뜨게 됩니다. 활성 슬러지 공정에서 인가된 에너지가 없을 때 고형물(슬러지)이 가라앉습니다.

결과적으로 MBBR에서 교반기는 수면 가까이에 배치되어야 하지만 수면에 너무 가깝지 않아야 합니다. 그렇지 않으면 재수면에서 와류가 생성되어 반응기로 공기가 유입됩니다. 그림 1-10에서 볼 수 있듯이 교반기는 약간 아래쪽으로 기울어져 캐리어가 반응기 속으로 더 깊숙이 들어갈 수 있습니다. 일반적으로 폭기되지 않은 MBBR은 전체 캐리어를 교반하는 데 25~35w/m3의 에너지가 필요합니다. 탈질화 MBBR의 교반은 특별히 고려되어야 합니다. 모든 교반기가 MBBR에서 장기간 사용하기에 적합한 것은 아닙니다. 여러 MBBR 장치를 사용하는 교반기 제조업체(ABS)는 이동층 반응기에 특히 적합한 ABS123K 교반기를 개발했습니다. 이 교반기는 캐리어에 의한 교반기의 마모를 견딜 수 있는 후방 곡선 교반기가 있는 스테인리스 스틸로 만들어집니다. 캐리어 손상 및 교반기 마모를 방지하기 위해 ABS123K 교반기에는 프로펠러 날개를 따라 용접된 12mm 원형 막대가 있습니다. 이동층 반응기에서 사용될 때 ABS123K 교반기의 속도는 상당히 낮습니다(50Hz에서 90rpm 및 60Hz에서 105rpm). 탈질화 MBBR을 교반하는 데 필요한 혼합 에너지는 캐리어 충전 비율 및 예상되는 생물막 성장과 관련이 있습니다. 실제 경험에 따르면 교반은 낮은 캐리어 충전 비율(예:<55%). at="" higher="" fill="" ratios,="" it="" is="" difficult="" for="" the="" agitator="" to="" circulate="" the="" carriers="" and="" therefore="" high="" carrier="" fill="" ratios="" should="" be="" avoided.="" low="" filling="" ratios="" and="" correspondingly="" high="" carrier="" surface="" loadings="" increase="" the="" biofilm="" concentration="" and="" thus="" sink="" the="" carrier,="" making="" it="" easier="" for="" the="" stirrer="" to="" stir="" the="" carrier="" and="" circulate="" it="" in="" the="" reactor.="" from="" this="" point="" of="" view,="" it="" is="" important="" to="" choose="" the="" appropriate="" denitrification="" reactor="" size,="" as="" a="" proper="" reactor="" size="" allows="" for="" a="" filling="" ratio="" and="" mechanical="" stirring="" to="" be="">

● 그림 10

(a) ABS123K 교반기는 수면을 향하고 아래쪽으로 30도 기울어져 캐리어를 반응기 안으로 더 깊이 밀어 넣습니다.

(b) 폐수 처리장에서 운영 중인 탈질소 MBBR

2.8 전처리

다른 수중 생물막 기술과 마찬가지로 MBBR에 공급되는 물은 적절한 전처리가 필요합니다. 좋은 화격자와 침전물을 만들기 위해서는 MBBR에 잔해, 플라스틱 및 모래와 같은 불쾌한 불활성 물질이 장기간 축적되는 것을 피하기 위해 침전이 필요합니다. MBBR은 부분적으로 캐리어로 채워져 있기 때문에 이러한 불활성 물질은 일단 MBBR에 들어가면 제거하기 어렵습니다. MBBR 제조사에서는 1차 처리가 가능한 경우 일반적으로 6mm 이하의 격자 간격을 권장하며, 1차 처리가 불가능한 경우 3mm 이하의 미세한 격자를 설치해야 합니다. 또한 기존 공정에 MBBR을 추가하면 기존 처리 수준이 이미 높으면 그릴을 추가할 필요가 없다.

2.9 MBBR의 고액 분리

활성 슬러지 공정과 비교하여 이동층 공정은 후속 고액 분리의 관점에서 매우 유연합니다. 이동층 공정의 생물학적 처리 효과는 고액 분리 단계와 무관하므로 고액 분리 단위를 변경할 수 있습니다. 또한, MBBR 유출물의 고형물 농도는 활성 슬러지 공정의 농도보다 10배 이상 낮습니다. 따라서 다양한 고액 분리 기술이 MBBR에 성공적으로 적용되어 토지가 귀한 공기 부상 또는 고밀도 침전조와 같은 간단하고 효율적인 고액 분리 기술과 결합할 수 있습니다. 기존 폐수 처리장을 개조할 때 기존 침전조를 MBBR의 고형물 분리에 사용할 수 있습니다.

2.10 MBBR 설계 시 고려 사항

다음은 MBBR 설계에 매우 중요합니다.

2.10.1MBBR주행유량(수평유량)

The peak flow rate (flow divided by reactor cross-sectional area) at peak flow through the MBBR must be considered in the design with a small flow rate (e.g. 20m/h), the carriers can be evenly distributed in the reactor. Too high travel flow rate (e.g. >35m/h), 캐리어는 요격 그리드에 축적되어 큰 수두 손실을 생성합니다. 때로는 최고 유속의 수력학적 조건이 MBBR 시리즈의 형상과 수를 결정합니다. 제조업체와 상의하고 적절한 이동 유량을 결정하는 것은 MBBR 설계에 중요합니다. 반응기의 종횡비도 요인입니다. 일반적으로, 작은 종횡비(예를 들어, 1:1 이하)는 피크 유속에서 인터셉터 그리드를 향한 캐리어 드리프트를 줄이는 데 도움이 되고 반응기 내에서 캐리어의 보다 균일한 분포를 허용합니다.

2.10.2MBBR 탱크 폼 문제

거품 문제는 MBBR에서 일반적이지 않지만 시작 또는 작동 불량 중에 발생하기 쉽습니다. 연속 수영장 중간에 두 개의 칸막이 벽으로 인해 수면보다 높기 때문에 거품이 MBBR로 제한됩니다. 거품을 제어해야 하는 경우 소포제를 사용하는 것이 좋습니다. 소포제의 사용은 담체를 덮고 기질이 생물막으로 확산되는 것을 방해하여 MBBR의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 실리사이드 소포제는 플라스틱 캐리어와 호환되지 않으므로 사용해서는 안 됩니다.

2.10.3캐리어 베드 정리 및 임시 보관

잘 설계되고 건설된 이동상 원자로의 경우 고장은 드물지만 유지 보수 등으로 인해 원자로가 정지되었을 때 캐리어를 원자로 밖으로 옮기고 보관하는 방법의 문제를 신중하게 고려해야 합니다. . 캐리어를 포함한 반응기의 모든 액체는 10cm 오목 휠 와류 펌프로 배수될 수 있습니다. 설계된 충전 비율이 적합하면 한 반응기의 캐리어를 일시적으로 다른 반응기로 이동할 수 있습니다. 그러나 이 방법의 단점은 캐리어를 다시 이동할 때 두 반응기를 원래 충전 비율로 복원하기 어렵다는 것입니다. 캐리어가 반응기로 다시 펌핑되면 캐리어 충전 비율을 정확하게 측정하는 유일한 합리적인 방법은 반응기를 비우고 두 반응기에서 캐리어 높이를 측정하는 것입니다. 이상적으로는 원래의 원자로 충전 캐리어 비율이 쉽게 보장될 수 있도록 캐리어를 위한 임시 저장 컨테이너로 사용할 수 있는 다른 풀 또는 기타 미사용 유닛이 있을 것입니다.

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