چه نوع مواد افزودنی را می توان به راکتور بی هوازی UASB اضافه کرد؟

من به عنوان یک تأمین کننده UASB (پتو لجن بی هوازی بالا) راکتورهای بی هوازی ، من شاهد دست اول بوده ام و نیازها و چالش های متنوعی را که صنایع در هنگام تصفیه فاضلاب با آن روبرو هستند ، دیده ام. یکی از جنبه های مهم که اغلب کارآیی و اثربخشی یک راکتور UASB را تعیین می کند ، نوع مواد افزودنی مورد استفاده است. در این وبلاگ ، انواع مختلفی از مواد افزودنی را که می توانند به یک راکتور بی هوازی UASB و تأثیر آنها در روند درمان اضافه کنم ، بررسی خواهم کرد.

مواد افزودنی مغذی

یکی از اصلی ترین الزامات برای عملکرد مناسب یک راکتور UASB ، وجود مواد مغذی اساسی برای میکروارگانیسم های بی هوازی است. این میکروارگانیسم ها مواد آلی را در فاضلاب تجزیه می کنند و در این فرآیند بیوگاز (عمدتا متان و دی اکسید کربن) تولید می کنند. مواد افزودنی مواد مغذی می توانند به حفظ یک محیط متعادل برای شکوفایی این میکروارگانیسم ها کمک کنند.

• نیتروژن و فسفر: نیتروژن و فسفر دو مورد مهمترین مواد مغذی برای رشد میکروبی هستند. آنها به طور معمول به صورت نمک آمونیوم (به عنوان مثال ، کلرید آمونیوم یا سولفات آمونیوم) و نمک های فسفات (به عنوان مثال ، فسفات دی هیدروژن پتاسیم یا فسفات هیدروژن دیودیوم) اضافه می شوند. نسبت متعادل کربن ، نیتروژن و فسفر (C: N: P) برای فعالیت میکروبی بهینه ضروری است. به طور کلی ، نسبت C: N: P از 100: 5: 1 برای هضم بی هوازی توصیه می شود [1].

• عناصر ردیابی: عناصر ردیابی مانند آهن ، کبالت ، نیکل و مولیبدن نیز برای عملکرد مناسب میکروارگانیسم های بی هوازی ضروری هستند. این عناصر به عنوان کوفاکتور برای آنزیم های مختلف درگیر در فرآیندهای متابولیک میکروارگانیسم ها عمل می کنند. به عنوان مثال ، آهن برای سنتز پروتئین های هما مورد نیاز است ، در حالی که کبالت برای تولید ویتامین B12 ضروری است. مواد افزودنی عنصر ردیابی را می توان به صورت نمک یا به عنوان بخشی از مخلوط عنصر کمیاب تجاری اضافه کرد [2].

بافرهای pH

حفظ محیط pH پایدار برای بقا و فعالیت میکروارگانیسم های بی هوازی بسیار مهم است. بیشتر میکروارگانیسم های بی هوازی دامنه pH را بین 6.5 تا 7.5 ترجیح می دهند. با این حال ، pH فاضلاب که وارد راکتور UASB می شود ، بسته به منبع فاضلاب می تواند بسیار متفاوت باشد. برای جلوگیری از نوسانات قابل توجه در pH و حفظ محیط مناسب برای میکروارگانیسم ها می توان بافرهای pH به راکتور اضافه کرد.

• نمک های بی کربنات و کربنات: نمک بی کربنات و کربنات معمولاً به عنوان بافر pH در راکتورهای UASB استفاده می شود. این نمک ها می توانند با اسیدها یا پایه های موجود در فاضلاب واکنش نشان دهند تا یک pH پایدار حفظ شود. به عنوان مثال ، بی کربنات سدیم (NAHCO3) می تواند با یک اسید واکنش نشان دهد تا دی اکسید کربن ، آب و نمک تشکیل شود. این واکنش به خنثی کردن اسید و جلوگیری از کاهش pH کمک می کند. به طور مشابه ، کربنات سدیم (NA2CO3) می تواند با یک اسید واکنش نشان دهد تا بی کربنات سدیم و نمک تشکیل شود ، که به حفظ pH پایدار نیز کمک می کند [3].

• تنظیم قلیایی: علاوه بر استفاده از بافرهای pH ، قلیایی فاضلاب نیز می تواند برای حفظ pH پایدار تنظیم شود. قلیایی به توانایی فاضلاب در خنثی کردن اسیدها اشاره دارد. با افزایش قلیایی فاضلاب ، pH می تواند تثبیت شود و در برابر تغییرات مقاوم تر شود. قلیایی را می توان با اضافه کردن مواد شیمیایی مانند آهک (CAO یا CA (OH) 2) یا هیدروکسید سدیم (NaOH) تنظیم کرد [4].

انعقاد دهنده ها و فلوکالانت ها

از انعقادی و فلوکولانت ها برای بهبود خصوصیات حل و فصل لجن در راکتور UASB استفاده می شود. این مواد شیمیایی به جمع آوری ذرات کوچک و کلوئیدها در فاضلاب کمک می کنند و باعث می شود جدا شدن آنها از فاز مایع آسان تر شود. این می تواند وضوح پساب تصفیه شده را بهبود بخشد و میزان مواد جامد معلق در راکتور را کاهش دهد.

• همکار: انعقاد دهنده ها مواد شیمیایی هستند که بارهای الکتریکی را روی سطح ذرات موجود در فاضلاب خنثی می کنند و باعث جمع شدن آنها می شوند. انعقادی مشترک مورد استفاده در راکتورهای UASB شامل سولفات آلومینیوم (آلوم) ، کلرید آهن و کلرید پلی آلومینیوم (PAC) است. این منعقد کننده ها را می توان قبل از ورود به راکتور یا مستقیماً به راکتور به فاضلاب اضافه کرد [5].

• گل: فلوکولنت ها پلیمرهایی هستند که به عبور از ذرات جمع شده در کنار هم کمک می کنند و شکافهای بزرگتر را تشکیل می دهند که راحت تر مستقر می شوند. فلوکولارهای آنیونی ، کاتیونی و غیر یونی در دسترس هستند و انتخاب فلوکولانت به خصوصیات فاضلاب و لجن بستگی دارد. به عنوان مثال ، فلوکولنت های آنیونی اغلب برای تصفیه فاضلاب با بار منفی بالا مورد استفاده قرار می گیرند ، در حالی که فلوکولارهای کاتیونی برای فاضلاب با بار مثبت بالا مناسب تر هستند [6].

عوامل ضد فوم سازی

کف سازی می تواند یک مشکل مهم در راکتورهای UASB باشد ، به خصوص هنگام تصفیه فاضلاب با بار آلی بالا یا حاوی سورفاکتانت ها. کف سازی می تواند منجر به کاهش راندمان راکتور ، افزایش حمل لجن و مشکلات عملیاتی شود. برای جلوگیری یا کاهش کف ، می توان مواد ضد عفونی کننده را به راکتور اضافه کرد.

• عوامل ضد عفونی کننده مبتنی بر سیلیکون: عوامل ضد عفونی کننده مبتنی بر سیلیکون معمولاً در راکتورهای UASB استفاده می شوند. این عوامل با کاهش تنش سطح مایع ، از تشکیل حباب های کف کار می کنند. عوامل ضد عفونی کننده مبتنی بر سیلیکون در طیف گسترده ای از دما و مقادیر pH مؤثر هستند و نسبت به میکروارگانیسم های بی هوازی نسبتاً غیر سمی هستند [7].

• عوامل ضد عفونی کننده روغن: مواد ضد عفونی کننده بر اساس روغن نیز می توانند در راکتورهای UASB استفاده شوند. این عوامل با گسترش بر روی سطح حباب های کف کار می کنند و باعث فروپاشی آنها می شوند. داروهای ضد عفونی کننده مبتنی بر روغن به طور معمول در دماهای پایین موثرتر هستند اما ممکن است در صورت استفاده در مقادیر بیش از حد تأثیر منفی بر میکروارگانیسم های بی هوازی داشته باشند [8].

مواد افزودنی دیگر

علاوه بر مواد افزودنی ذکر شده در بالا ، بسته به نیازهای خاص فرآیند تصفیه فاضلاب ، چندین نوع افزودنی دیگر نیز وجود دارد که می توانند در راکتورهای UASB استفاده شوند.

• مواد افزودنی آنزیم: از مواد افزودنی آنزیم می توان برای تقویت تجزیه ترکیبات آلی پیچیده در فاضلاب استفاده کرد. این آنزیم ها می توانند به افزایش میزان هیدرولیز و بهبود کارایی کلی فرآیند هضم بی هوازی کمک کنند. به عنوان مثال ، از آنزیم های سلولز می توان برای تجزیه سلولز استفاده کرد ، کربوهیدرات پیچیده ای که در بسیاری از انواع فاضلاب یافت می شود [9].

• تلقیح کننده میکروبی: تلقیح میکروبی کشت میکروارگانیسم های خاص هستند که می توانند به راکتور UASB اضافه شوند تا عملکرد فرایند هضم بی هوازی را افزایش دهند. این تلقیح کننده ها می توانند گونه های جدیدی از میکروارگانیسم ها را با قابلیت های متابولیک خاص مانند توانایی تخریب انواع خاصی از آلاینده ها معرفی کنند. تلقیح کننده های میکروبی را می توان از منابع تجاری یا در خانه تهیه کرد [10].

پایان

انتخاب مواد افزودنی برای یک راکتور بی هوازی UASB به ویژگی های فاضلاب ، شرایط عملیاتی راکتور و اهداف درمانی مورد نظر بستگی دارد. با انتخاب دقیق و استفاده از مواد افزودنی مناسب ، می توان کارآیی و اثربخشی راکتور UASB را بهبود بخشید ، هزینه های عملیاتی را کاهش داد و یک پساب با کیفیت بالا تولید کرد.

اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد راکتورهای بی هوازی UASB هستید یا در انتخاب مواد افزودنی مناسب برای فرآیند تصفیه فاضلاب خود به کمک نیاز دارید ، لطفاً با ما تماس بگیرید. ما تیمی از متخصصان داریم که می توانند براساس نیازهای خاص شما ، مشاوره و راه حل های شخصی را در اختیار شما قرار دهند.

منابع

[1] Metcalf & Eddy. (2014). مهندسی فاضلاب: تصفیه و استفاده مجدد (ویرایش 5). آموزش مک گرا هیل.
[2] Lettinga ، G. ، & Hulshoff Pol ، LW (1991). طراحی فرآیند UASB برای انواع مختلف فاضلاب. علوم و فناوری آب ، 23 (5-6) ، 1385-1401.
[3] Siegrist ، H. ، & Gujer ، W. (1985). تأثیر pH و قلیایی بر هضم بی هوازی لجن فاضلاب. تحقیقات آب ، 19 (4) ، 427-432.
[4] Van Lier ، JB ، & Lettinga ، G. (1992). کنترل pH در راکتورهای پتو لجن بی هوازی بالا. علوم و فناوری آب ، 25 (9) ، 177-185.
[5] Wills ، C. (2006). انعقاد و لخته سازی در آب و تصفیه فاضلاب. انتشارات IWA.
[6] Gregory ، J. (2006). لخته سازی در تصفیه آب. انتشارات IWA.
[7] Noyola ، M. ، & Esparza-García ، F. (2005). کنترل کف در راکتورهای بی هوازی: یک بررسی. فناوری Bioresource ، 96 (16) ، 1787-1795.
[8] ژانگ ، ی. ، و بانکها ، CJ (2011). کف سازی در هضم بی هوازی: یک بررسی. بررسی انرژی تجدید پذیر و پایدار ، 15 (1) ، 293-302.
[9] Lynd ، LR ، Weimer ، PJ ، Van Zyl ، WH ، & Pretorius ، (2002). استفاده از سلولز میکروبی: اصول و بیوتکنولوژی. بررسی میکروبیولوژی و زیست شناسی مولکولی ، 66 (3) ، 506-577.
[10] Fang ، HHP ، & Liu ، H. (2002). تلقیح میکروبی برای راه اندازی راکتورهای بی هوازی که فاضلاب های صنعتی را تصفیه می کنند: یک بررسی. فناوری Bioresource ، 84 (1) ، 1-10.