Ce tipuri de aditivi pot fi adăugați la reactorul anaerob UASB?

În calitate de furnizor de UASB (pătură de nămol anaerobică anaerobă) reactoare anaerobe, am asistat de prima dată la nevoile și provocările diverse cu care se confruntă industriile atunci când vine vorba de tratarea apelor uzate. Un aspect crucial care determină adesea eficiența și eficacitatea unui reactor UASB este tipul de aditivi folosiți. În acest blog, voi explora diferitele tipuri de aditivi care pot fi adăugați la un reactor anaerob UASB și impactul acestora asupra procesului de tratament.

Aditivi nutritivi

Una dintre cerințele primare pentru funcționarea corectă a unui reactor UASB este prezența nutrienților esențiali pentru microorganismele anaerobe. Aceste microorganisme descompun materia organică în apele uzate, producând biogaz (în principal metan și dioxid de carbon) în acest proces. Aditivii nutritivi pot ajuta la menținerea unui mediu echilibrat pentru ca aceste microorganisme să prospere.

Azot și fosfor: Azotul și fosforul sunt doi dintre cei mai critici nutrienți pentru creșterea microbiană. De obicei, sunt adăugate sub formă de săruri de amoniu (de exemplu, clorură de amoniu sau sulfat de amoniu) și săruri de fosfat (de exemplu, fosfat de dihidrogen de potasiu sau fosfat de hidrogen disodiu). Un raport echilibrat de carbon, azot și fosfor (C: N: P) este esențial pentru o activitate microbiană optimă. În general, un raport C: N: P de 100: 5: 1 este recomandat pentru digestia anaerobă [1].
Urmează elemente: Urmele, cum ar fi fier, cobalt, nichel și molibden sunt, de asemenea, necesare pentru funcționarea corectă a microorganismelor anaerobe. Aceste elemente acționează ca cofactori pentru diverse enzime implicate în procesele metabolice ale microorganismelor. De exemplu, fierul este necesar pentru sinteza proteinelor heme, în timp ce cobaltul este esențial pentru producerea de vitamina B12. Aditivii de element de urmă pot fi adăugate sub formă de săruri sau ca parte a unui amestec de element comercial [2].

tampoane de pH

Menținerea unui mediu de pH stabil este crucială pentru supraviețuirea și activitatea microorganismelor anaerobe. Majoritatea microorganismelor anaerobe preferă un interval de pH între 6,5 și 7,5. Cu toate acestea, pH -ul apei uzate care intră în reactorul UASB poate varia foarte mult, în funcție de sursa apelor uzate. tampoane de pH pot fi adăugate la reactor pentru a preveni fluctuațiile semnificative ale pH -ului și pentru a menține un mediu adecvat pentru microorganisme.

Săruri bicarbonat și carbonat: Sărurile bicarbonatului și carbonatului sunt utilizate în mod obișnuit ca tampoane de pH în reactoarele UASB. Aceste săruri pot reacționa cu acizi sau baze în apele uzate pentru a menține un pH stabil. De exemplu, bicarbonatul de sodiu (NAHCO3) poate reacționa cu un acid pentru a forma dioxid de carbon, apă și o sare. Această reacție ajută la neutralizarea acidului și la prevenirea scăderii pH -ului. În mod similar, carbonatul de sodiu (Na2CO3) poate reacționa cu un acid pentru a forma bicarbonat de sodiu și o sare, ceea ce ajută, de asemenea, la menținerea unui pH stabil [3].
Reglarea alcalinității: Pe lângă utilizarea tampoanelor de pH, alcalinitatea apei uzate poate fi, de asemenea, ajustată pentru a menține un pH stabil. Alcalinitatea se referă la capacitatea apelor uzate de a neutraliza acizii. Prin creșterea alcalinității apei uzate, pH -ul poate fi stabilizat și făcut mai rezistent la schimbări. Alcalinitatea poate fi ajustată prin adăugarea de substanțe chimice precum var (CaO sau Ca (OH) 2) sau hidroxid de sodiu (NaOH) [4].

Coagulanți și floculanți

Coagulanții și floculanții sunt folosiți pentru a îmbunătăți proprietățile de așezare ale nămolului în reactorul UASB. Aceste substanțe chimice ajută la agregarea particulelor mici și coloizi în apele uzate, ceea ce le face mai ușor de separare de faza lichidă. Acest lucru poate îmbunătăți claritatea efluentului tratat și poate reduce cantitatea de solide suspendate în reactor.

Coagulante: Coagulanții sunt substanțe chimice care neutralizează sarcinile electrice de pe suprafața particulelor din apele uzate, ceea ce le face agregate. Coagulanții obișnuiți folosiți în reactoarele UASB includ sulfat de aluminiu (alum), clorură ferică și clorură de polialumin (PAC). Aceste coagulante pot fi adăugate la apele uzate înainte de a intra în reactor sau direct în reactor [5].
Florculanți: Floculanții sunt polimeri care ajută la combinarea particulelor agregate, formând flocuri mai mari care se așează mai ușor. Floculanții anionici, cationici și non-ionici sunt disponibili, iar alegerea floculantului depinde de caracteristicile apelor uzate și ale nămolului. De exemplu, floculanții anionici sunt adesea folosiți pentru tratarea apelor uzate cu o sarcină negativă ridicată, în timp ce floculanții cationici sunt mai potriviți pentru apele uzate cu o încărcare pozitivă ridicată [6].

Agenți antifoami

Spumarea poate fi o problemă semnificativă în reactoarele UASB, mai ales atunci când tratează apele uzate cu o sarcină organică ridicată sau care conține tensioactivi. Spumarea poate duce la reducerea eficienței reactorului, la creșterea reducerului de nămol și la dificultăți operaționale. Agenții antifoaming pot fi adăugați la reactor pentru a preveni sau reduce spumarea.

Agenți antifoami pe bază de silicon: Agenții antifoaming pe bază de silicon sunt utilizați în mod obișnuit în reactoarele UASB. Acești agenți funcționează prin reducerea tensiunii de suprafață a lichidului, împiedicând formarea bulelor de spumă. Agenții antifoami pe bază de silicon sunt eficienți pe o gamă largă de temperaturi și valori ale pH-ului și sunt relativ non-toxici la microorganismele anaerobe [7].
Agenți antifoaming pe bază de ulei: Agenții antifoaming pe bază de ulei pot fi, de asemenea, folosiți în reactoarele UASB. Acești agenți funcționează răspândindu -se pe suprafața bulelor de spumă, determinându -le să se prăbușească. Agenții antifoaming pe bază de ulei sunt de obicei mai eficienți la temperaturi scăzute, dar pot avea un impact negativ asupra microorganismelor anaerobe, dacă sunt utilizate în cantități excesive [8].

Alți aditivi

În plus față de aditivii menționați mai sus, există mai multe alte tipuri de aditivi care pot fi utilizate în reactoarele UASB, în funcție de cerințele specifice ale procesului de tratare a apelor uzate.

MBR Treatment Plant application Microporous Aeration Pipe

Aditivi enzimatici: Aditivii enzimatici pot fi folosiți pentru a îmbunătăți defalcarea compușilor organici complexi în apele uzate. Aceste enzime pot ajuta la creșterea ratei de hidroliză și la îmbunătățirea eficienței generale a procesului de digestie anaerobă. De exemplu, enzimele de celulază pot fi utilizate pentru a descompune celuloza, un carbohidrat complex găsit în multe tipuri de ape uzate [9].
Inoculante microbiene: Inoculanții microbieni sunt culturi de microorganisme specifice care pot fi adăugate la reactorul UASB pentru a îmbunătăți performanța procesului de digestie anaerobă. Aceste inoculante pot introduce noi tulpini de microorganisme cu capacități metabolice specifice, cum ar fi capacitatea de a degrada anumite tipuri de poluanți. Inoculanții microbieni pot fi obținuți din surse comerciale sau preparate în casă [10].

Concluzie

Alegerea aditivilor pentru un reactor anaerob UASB depinde de caracteristicile apelor uzate, de condițiile de operare ale reactorului și de obiectivele dorite de tratament. Selectând cu atenție și folosind aditivii adecvați, este posibil să se îmbunătățească eficiența și eficacitatea reactorului UASB, să reducem costurile operaționale și să producem un efluent tratat de înaltă calitate.

Dacă sunteți interesat să aflați mai multe despre reactoarele anaerobe UASB sau aveți nevoie de asistență în selectarea aditivilor potriviți pentru procesul dvs. de tratare a apelor uzate, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați. Avem o echipă de experți care vă pot oferi sfaturi și soluții personalizate în funcție de nevoile dvs. specifice.

Referințe

[1] Metcalf & Eddy. (2014). Ingineria apelor uzate: tratament și reutilizare (ediția a 5 -a). Educația McGraw-Hill.
[2] Letinga, G., și Hulshoff Pol, LW (1991). Proiectarea procesului UASB pentru diferite tipuri de ape uzate. Știința și tehnologia apei, 23 (5-6), 1385-1401.
[3] Siegrist, H., & Gujer, W. (1985). Influența pH -ului și alcalinității asupra digestiei anaerobe a nămolului de canalizare. Cercetarea apei, 19 (4), 427-432.
[4] Van Lier, JB, & Lettinga, G. (1992). Controlul pH -ului în reactoarele de nămol anaerob în upflow. Știința și tehnologia apei, 25 (9), 177-185.
[5] Wills, C. (2006). Coagulare și floculare în tratarea apei și a apelor uzate. IWA Publishing.
[6] Gregory, J. (2006). Floculare în tratarea apei. IWA Publishing.
[7] Noyola, M., și Esparza-García, F. (2005). Controlul spumat în reactoarele anaerobe: o recenzie. Tehnologia Bioresource, 96 (16), 1787-1795.
[8] Zhang, Y., & Banks, CJ (2011). Spumarea în digestia anaerobă: o recenzie. Recenzii regenerabile și durabile ale energiei, 15 (1), 293-302.
[9] Lynd, LR, Weimer, PJ, Van Zyl, WH, & Pretorius, IS (2002). Utilizarea microbiană a celulozei: fundamentale și biotehnologie. Recenzii de microbiologie și biologie moleculară, 66 (3), 506-577.
[10] Fang, HHP, & Liu, H. (2002). Inocularea microbiană pentru pornirea reactoarelor anaerobe care tratează apele uzate industriale: o revizuire. Tehnologia Bioresource, 84 (1), 1-10.