Anaerob behandling af spildevand (med diagram)

I denne artikel lærer du om den anaerobe behandling af spildevand.

Spildevand, der indeholder bionedbrydelige organiske stoffer (opløst og / eller suspenderet), når de udsættes for anaerob behandling, gennemgår de organiske biokemiske reaktioner. Reaktionerne er bredt klassificeret som hydrolyse, acidogenese og metanogenese. Hydrolysereaktionerne katalyseres ekstracellulært enzym.

Disse reaktioner omdanner større komplekse molekyler (både opløselige og uopløselige) til enklere og mindre. Polysacchariderne og proteinerne omdannes til monomerer. Disse hydrolyseprodukter virker som substrater for en gruppe anaerober, der omdanner dem til organiske syrer.

Disse grupper af organismer betegnes som acidogener, og processen betegnes som acidogenese. Syrogenesereaktionerne er intercellulære. Under disse reaktioner fremstilles også en lille mængde hydrogen. De producerede primære syrer er eddikesyre, propionsyre, smørsyre og en lille mængde valerisk. Hydrolyse- og acidogenese-reaktionerne forårsager ikke meget reduktion af BOD / COD.

Fremstillede højere syrer (undtagen eddikesyre) omdannes til acetat og H2 af acitogene organismer. En anden gruppe anaerober kaldet methanogener omdanner eddikesyre til methan (CH4) og carbondioxid. Disse reaktioner er også intracellulære. Nogle methanogener kombinerer H ₂ og CO ₂ og producerer CH ₄ og vand (H ₂ O). Reaktionerne der involverer methanogener kaldes methanogenese.

Nogle metanogene reaktioner er anført nedenfor:

Figur 9.31 viser hele den anaerobe proces skematisk.

Nogle acidogener er fakultative, mens de andre er obligatoriske (strenge) anaerober. Acidene er ikke for følsomme over for pH og hæmmere som tungmetaller og sulfider. For methanogenerne ligger den optimale pH fra 6, 6 til 7, 6. Under en pH på 6, 2 bliver methanogenerne inaktive (hvilende). Nogle af de uorganiske anaerobe procesinhibitorer er anført i tabel 9.12.

Til anerobe behandling af spildevand kan en af følgende enheder anvendes :

(a) Fakultative lagune,

(b) Anaerob Lagune,

(d) Imhoff Tank,

(e) Anaerob fordøjer / reaktor

Den største fordel ved den anaerobe behandlingsproces i forhold til den aerobiske proces er, at der ikke skal bruges energi til at levere luft (ilt). Desuden har metan, som er produceret som biprodukt af den anaerobe proces, en økonomisk værdi som brændstof.

Dens anden fordel er, at udbyttet (syntese af nye celler) er omkring en femtedel af den af den aerobiske proces, og dermed vil mængden af slam, som skal håndteres og bortskaffes, være mindre. Dens ulempe i forhold til den aerobiske proces er dens langsommere hastighed.

Når anaerob behandling udføres i nogen af de ovenfor anførte enheder (a) til (d), opsamles den fremstillede methan ikke, men udluftes til atmosfæren sammen med nogle ubehagelige gasser, der forårsager luftforurening og lokal irritation.

Fakultative laguner eller anaerobe laguner kan anvendes til spildevandsbehandling, hvis den hydrauliske belastning og den organiske belastning er lave og på steder, hvor emission af methan og foul lugtende gasser ikke anses for at være farlige. Septiktank eller Imhoff-tank anvendes generelt til behandling af husholdningsaffald, hvor der ikke findes kloakeringssystemer. Slam produceret i hver af disse enheder [(a) til (d)] skal periodisk fjernes.

Anaerobe fordøjere / reaktorer anvendes til behandling af højspændingsvolumen, industrielt spildevand i høj grad og også til stabilisering af primært og sekundært slam. Gassen, der produceres i sådanne enheder (hovedsagelig en blanding af CH4 og CO2) anvendes som brændstof.

Beskrivelse, præstations- og designtilnærmelse af ovennævnte anaerobe spildevandsbehandlingsenheder er angivet nedenfor.

Fakultativ lagune :

Den fakultative proces er ikke strengt anaerob. Denne proces udføres generelt i et jordbund. Bunden af et sådant bassin bør være foret med et uigennemtrængeligt lag af gummi / plast / ler for at forhindre udslip af spildevand. Alternativt kan fremgangsmåden udføres i en betonbeholder. I et bassin eller tank finder stratificering sted.

Den øverste overfladezone kan være ca. 30-60 cm dyb, hvor der forekommer aerobreaktioner. I denne zone finder der igen oxygenering af spildevand sted på grund af molekylær diffusion af atmosfærisk oxygen. Der kan være en vis algalvækst på den frie overflade.

Det andet lag (under det øverste lag) i bassinet / tanken er befolket med fakultative organismer, som virker aerobt nær toppen af dette lag og anaerobt mod den nederste del af dette lag. Det nederste lag ville ikke have nogen opløst ilt. I dette lag forekommer der kun anaerobe reaktioner. Slam (biomasse) produceret ophobes på gulv i bassinet / tanken.

Influent spildevand, der er fri for suspenderet materiale, introduceres tæt på bunden, og det behandlede spildevand strømmer ud gennem et udløb placeret på en af siderne af tanken tæt på overfladen.

De gasformige produkter, såsom CH4, NH3, H2S og CO2 dannet i den anaerobe zone bevæger sig opad gennem de fakultative og aerobe lag og til sidst undgår til atmosfæren. Mens de bevæger sig opad, kan nogle af dem blive oxideret. Disse gasser forårsager luftforurening og gener. Derfor anvendes fakultative laguner normalt ikke til behandling af industrispildevand.

Design og præstationsparametrene for en fakultativ lagune er anført nedenfor:

Anaerob lagune :

Anaerob laguner ligner de fakultative laguner i konstruktion, men er meget dybere. Under drift fedt og nogle faste partikler kan flyde op til overfladen og danne et skumlag. Dette lag forhindrer re-oxygenering af overfladezonen.

Derfor vil kun et lavt lag tæt på overfladen indeholde fakultative organismer, mens den resterende del af lagunen kun vil have anaerober. Zonen tæt på bunden vil indeholde et slam bestående af ikke-relaterede faste partikler (hvis nogen i influencen) og bakteriemasse syntetiseres under processen.

Spildevand med relativt højt BOD og nogle suspenderede faste stoffer indføres i slamlaget, generelt i midten af en lagune. Når væsken løber opad, undergår de opløste og suspenderede organiske stoffer anaerob nedbrydning. Det behandlede spildevand med nogle suspenderede faste partikler strømmer ud gennem et udløb, som er placeret under skumlaget på den ene side af lagunen.

De gasser, der produceres som følge af de anaerobe reaktioner, der indeholder CH4, CO2, H2S, NH3 osv., Undslipper til atmosfæren gennem nogle revner i skumlaget. Omgivelserne af en anaerob lagune er mere foul ildelugtende end det omkring en fakultativ lagune.

Design og præstationsparametre for en anaerob lagune er angivet nedenfor.

Septiktank:

Septiktanke svarer næsten til anaerobe fordøjere. Disse er ustyrede og uopvarmede. I modsætning til anaerobe laguner er disse helt lukket. Toppen af septiktanke er lukket og udstyret med overdækkede adgangsporte. Disse kan være lavet af beton / polyethylen / glasfiber. Tankene skal være strukturelt stærke og vandtætte. En septiktank kan have et enkelt kammer eller to sammenkoblede kamre. Tilstrømningsindløbet er udstyret med en aftagelig skærm for at forhindre indtrængning af store partikler.

Linjen dips ind i den flydende pool inde i tanken. Adgangsåbningerne bruges til inspektion, rengøring og udluftning af de gasformige produkter (CH ₄, CO ₂ osv.). De suspenderede faste stoffer, der er til stede i indstrømningen, afregner i bunden af tanken. De opløste og de suspenderede bionedbrydelige stoffer gennemgår anaerobe reaktioner. Fedt og nogle faste partikler flyder op og danner et skumlag nær toppen af tanken, mens slammet akkumuleres i bunden.

I en enkelt kammerenhed er væskestrømmen placeret under skumlaget. Udløbet er udstyret med en sifon placeret lige uden for tanken, hvilket forhindrer udledning af suspenderede faste partikler og indblæsning af luft. I en tokammerenhed kommer udstrømningen fra det første kammer indeholdende en forholdsvis lille mængde suspenderede faste stoffer ind i det andet kammer.

De indgående faste partikler sammen med biomassen produceret i det andet kammer sætter sig til bunden af tanken. Dette kammer er også forsynet med adgangsporte og en væskeudgang med en sifon. Fra en enkeltkammerenhed såvel som fra en tokammerenhed fjernes akkumuleret skum og det sedimenterede slam periodisk. Figur 9.32 viser en skitse af en to-kammer septiktank.

Udledningen fra en septiktank er endelig anbragt gennem et bortskaffelsesområde, som består af en række skyttegrave fyldt med porøse medier. De faste partikler, hvis nogen, bevares på de porøse medier, mens væsken infiltrerer i undergrunden. Væsken under ophold i skyttegravene undergår aerobe reaktioner i en vis udstrækning. Det er tidligere blevet nævnt, at septiktanke normalt ikke anvendes til behandling af industrispildevand.

Imhoff Tank :

En Imhoff-tank er et todelt system. Der er to kamre, den ene over den anden. Begge er åbne øverst. De er rektangulære på toppen og aftagende mod bunden. Den øverste tank fungerer som et sedimentationskammer, mens den nedre tank fungerer som et anaerobt fordøjelseskammer.

En overhængende læbe placeret i bunden af det øvre kammer forhindrer gasser og gasbøjede partikler, der produceres i det nedre kammer, ind i det øvre kammer. En skitse af en Imhoff-tank er vist i figur 9.33.

Influent introduceres i den ene ende af det øverste kammer, og effluenten fra det samme strømmer ud gennem en åbning anbragt i den anden ende af dette kammer. Spildevandet, mens det strømmer langs længden af det øvre kammer, bliver igen oxygeneret, da dette kammer er åbent for atmosfæren øverst. I dette kammer gennemgår de opløste substrater aerobreaktioner.

De suspenderede faste partikler, der kommer ind i det øvre kammer sammen med indstrømningen, sætter sig gennem bundens åbning ind i det nedre kammer. I det nedre kammer gennemgår de faste faste stoffer anaerobe reaktioner.

De gasser, der produceres i det nedre kammer, flyder til atmosfæren gennem mellemrummet mellem de øvre og nedre kamre øverst. Nogle lettere faste partikler og nogle gasbøjede faste partikler danner et skumlag i mellemrummet mellem de øvre og nedre kamre øverst.

Skumlaget svækker indtræk af ilt og opretholder dermed næsten anaerob tilstand i det nedre kammer. Det akkumulerede slam fjernes regelmæssigt fra det nedre kammer gennem et slamudtagningsrør, enten mekanisk eller ved hjælp af den hydrauliske hovedforskel.

Det forholdsvis klare væskeudslip fra det øvre kammer kan bortskaffes gennem et bortskaffelsesfelt svarende til det for en septiktank. En Imhoff-tank er ikke et egnet udstyr til behandling af industrispildevand. Den kan anvendes i stedet for en septiktank, når en indflydelse indeholder en relativt større mængde suspenderede faste stoffer.

Anaerob Digester / Reaktor:

Den grundlæggende forskel mellem en anaerob digerator / reaktor og de anaerobe enheder, der er beskrevet tidligere, er, at en kværne / reaktor er et fuldstændigt lukket lufttæt kammer, mens de andre enten er åbne i toppen eller ikke tæt lukket. I en kokere / reaktor opsamles den producerede gas, og anvendes generelt som brændstof. Anaerobe fordøjere / reaktorer klassificeres og underklassificeres som vist nedenfor, afhængigt af deres interne komponenter, strømningsmønster mv.

I. Suspended Growth Unit:

(A) Anaerobic Digesters

(i) Enkeltfase-standard sats

(ii) To-fase-høj sats

(B) Opstrøms slamdæksreaktor

II. Vedhæftede vækstenheder:

(A) Filtre

(i) Enheder med konventionel pakning

ii) Enheder med struktureret emballage

(B) Udvidet seng

Skitse af nogle af disse enheder er vist i figur 9.34.

Beskrivelse af de ovennævnte enheder er som følger:

Suspended Growth Units:

I disse enheder forbliver biomassen (mikrober), der produceres under drift, samt eventuelle faste partikler (bionedbrydelige og / eller inerte), der kommer ind i enhederne sammen med influenzaen, i suspension. De opløste og suspenderede bionedbrydelige organiske stoffer gennemgår anaerob reaktion.

Som et resultat af disse reaktioner fremstilles en gas, der hovedsagelig indeholder CH4 og CO2, og nogle biomasse (mikrober) syntetiseres, således reduceres BOD af den indledende strøm. Det behandlede spildevand forlader en sådan enhed sammen med nogle suspenderede partikler.

Anaerobe fordøjere anvendes til behandling af industriaffald, der indeholder både opløste og suspenderede bionedbrydelige stoffer. Disse fordøjere anvendes også til behandling af slam fra primære bosættere / sekundære bosættere. Disse betegnes som slamstabilisatorer, hvor anaerob nedbrydning af den bionedbrydelige del af et slam finder sted, og en vis mængde gas fremstilles.

Disse fordøjere er lavet af stål eller beton. En kokere har en konisk bund, en cylindrisk krop og en kuppelformet top. En gas (kaldet biogas), der er produceret på grund af anaerobe reaktioner, samler sig mellem kælderen (tag) af kogeren og opslæmningsoverfladen, hvorfra den overføres til en lagertank.

A. Enkeltstrin Anaerob Digester,

B. Opstrømsanerobt slamdæksreaktor,

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

D. Up-flow-udvidet-seng / fluidiseret-seng-anaerob reaktor.

Kuppelen kan enten være en integreret del af kogeren, der er fastgjort til kværnens krop, eller det kan være flydende. En flydende kuppel glider op, da der produceres mere og mere gas og akkumuleres og glider ned, når den akkumulerede gas trækkes tilbage. Gabet mellem en flydende kuppel og en kværn er lavet lækagefast for at forhindre lækage af den akkumulerede gas.

En enhedsenhed kaldes undertiden som en konventionel enhed eller en standard enhed. Dens indhold er ustirred og normalt uopvarmet. Da det er uberørt, forekommer stratificering i det. I bunden (i den koniske del) akkumuleres det fordøjede slam. Zonen over det er fordøjelseszonen, hvor størstedelen af bakteriemassen forbliver i suspension. I denne zone finder de fleste reaktioner sted. Tilstrømningen introduceres i denne zone.

Zonen over fordøjelseszonen indeholder relativt mindre mængde suspenderede faste stoffer. Form denne zone det behandlede spildevand trækkes tilbage. Lettere faste partikler og gasbøjede faste partikler flyder op og akkumuleres tæt på gas-væske-grænsefladen over supernatantvæsken. Disse partikler danner et skumlag.

Gas produceret i den fordøjede slamzone og fordøjelseszonen strømmer opad gennem supernatantvæsken og skumlaget og indsamler endelig under kuplen. Gasboblerne, mens de bevæger sig opad gennem de forskellige lag, forårsager let omrøring og cirkulation. Det akkumulerede slam fra slamzonen fjernes periodisk enten ved hjælp af en pumpe eller ved hjælp af den hydrauliske hovedforskel. Figur 9.35 viser en skitse af en enkelt trin enhed.

Det skal her påpeges, at der på grund af stratificering ville forekomme uensartethed med hensyn til koncentration af den suspenderede og opløste organiske og bakterielle population i sådanne fordøjere. På grund af denne ikke-ensartethed ville den samlede effektivitet af ustyrede enkeltstegsfordelere være lave.

For at opnå en ønsket grad af BOD / COD reduktion i en sådan enhed skal der derfor tilvejebringes længere opholdstid (HRT). Den ønskede opholdstid afhænger af arten af substratet, der skal behandles, og driftstemperaturen.

En to-trins enhed er omtalt som en høj hastighed digester. Den består af to kamre forbundet i serie. I det første kammer introduceres en spildevand / slamstrøm. Indholdet i det første kammer blandes grundigt og opretholdes ved en temperatur, der er højere end omgivelsestemperaturen. Blanding sker enten ved gascirkulation eller ved gyllerecirkulation eller ved mekanisk omrøring.

En varmeanordning (varmeveksler) kan være placeret enten udenfor kogeren eller indeni den. De vigtigste reaktioner, som forekommer i det første kammer, ville være hydrolyse og acidogenese. I et vist omfang ville methanogenese også finde sted. På grund af højere temperatur og godt blandet digesterindhold ville reaktionerne gå videre med en højere hastighed.

Fra det første kammer vil opslæmningen overflyde til det andet kammer, hvilket generelt er ustrålet. I det andet kammer ville yderligere reaktioner finde sted. Dette kammer fungerer også som en bosætter. Gas produceret i det første kammer, og som i det andet kammer indføres i en opbevaringsbeholder. Slammet, der afregnes i det første kammer, kasseres normalt, medens det fra det andet kammer enten enten fuldstændigt kan kasseres eller delvist recirkuleres til det første kammer for at opretholde en højere mikrobe koncentration i den.

Kamrene har samme form som en enhedsenhed. En skitse af en to-trins enhed er vist i figur 9.36.

Up-flow Anaerob Slam Tæppe Reactor:

Den anden enhed, der tilhører enhederne med suspenderet væksttype, er reaktoren til opstrømning af aerobe slam (UASB). Sådanne reaktorer er noget lignende i konstruktion til de enkeltstrin anaerobe fordøjere. Disse er imidlertid egnede til behandling af spildevand, der hovedsagelig indeholder opløste bionedbrydelige organiske stoffer.

Influent introduceres tæt på keglebasen af en sådan reaktor, som strømmer opad gennem et slamtæppe. Slamtæppet består af bakteriemasse produceret som følge af de anaerobe reaktioner. Den producerede gas bevæger sig opad og kan bære nogle faste partikler.

De faste partikler danner et lag ved flydende gasgrænsefladen. Gassen samler sig under kuplen og over laget af faste partikler. Det behandlede spildevand sammen med nogle suspenderede partikler strømmer ud i en sedimenter gennem et udløb placeret tæt på laget af de akkumulerede faste partikler. Nogle slam sætter sig ind i reaktorens koniske del og fjernes fra tid til anden. Reaktorslammet og sedimenterslammet kasseres.

Vedhæftede vækstenheder:

Kraftigt spildevand, der indeholder hovedsageligt opløste bionedbrydelige organiske stoffer, behandles bedst i vedhæftede anaerobiske væksttyper. I sådanne enheder bliver de mikrober, der er produceret under processen, fastgjort til overfladerne af reaktorens indre. Internalerne kan være struktureret emballage eller konventionelle formede pakninger. Forurening, der indeholder for meget af suspenderede partikler, vil sandsynligvis stive sådanne reaktorer.

I nogle reaktorer anvendes granulater i stedet for større pakninger. Granulerne bliver overtrukket med biomasse og fungere som aktive steder til anaerobe reaktioner. Klassificering af de vedhæftede vækstreaktorer er anført i afsnit 9.10.6, og de er beskrevet nedenfor.

Anaerob filterreaktor:

En anaerob filterreaktor er dybest set en pakket seng. Det er en cylindrisk søjle udstyret med en pakningsunderstøtning nær bunden. Under pakningsstøtten har søjlen en konisk sektion, hvor slam samler. Pakningsbæreren kan enten være et perforeret ark eller et gitter med åbninger mindre end pakningerne.

Pakningerne kan være graveller eller formede pakninger (Raschig ringe, Berl Sadel osv.) Lavet af keramik eller plast. Struktureret plastemballage anvendes også. De mikrober, der produceres under processen, bliver fastgjort til pakningerne, og nogle forbliver suspenderede. I en opstrømningsreaktor går spildevand lige under pakningsstøtten og strømmer op gennem hulrummet mellem pakningerne. Spildevand, mens det flyder opad, kommer i kontakt med mikrobebelagte pakninger såvel som de suspenderede mikrober og underkastes anaerobe reaktioner.

Det behandlede spildevand fra en sådan reaktor strømmer ud gennem et udløb, der er placeret under gasrummet, der bærer noget suspenderet biomasse. Den bliver fodret ind i en bosætter, hvorfra det afklarede spildevand overlader. En del af det sedimenterede slam fra bosætteren kan genanvendes til reaktoren, resten bliver kasseret. Slammet fra reaktoren kasseres.

Gassen, der frembringes som følge af anaerobe reaktioner, bobler opad og samler sig i gasrummet over væskeniveauet, hvorfra den trækkes tilbage.

Reaktorer pakket med strukturerede pakninger foretrækkes over de pakkede tilfældigt, fordi strukturerede pakninger tilvejebringer mere specifik overflade og højere hulrum. En reaktor med strukturerede pakninger er mindre tilbøjelige til at blive kvalt.

En anaerob filterreaktor kan drives i nedstrømningsmodus. Fra byggesynspunkt svarer det til en opstrømningsenhed. I en nedstrømningsenhed indføres tilstrømningen lige under gasrummet, og det behandlede spildevand trækkes tilbage fra bunden. Den bærer mere suspenderet materiale (biomasse). Derfor skal effluenten fra en sådan reaktor afregnes i en korrekt udformet sedimenter forud for dens endelige udledning.

Udvidet seng og fluidiseret seng Anaerob reaktor :

I disse reaktorer virker grove granulære partikler som kerner til vækst af biomasse. Disse ligner de anaerobe filtre i konstruktion. Partikelunderstøtningspladen monteret på søjlen skal have mindre åbninger, så partiklerne ikke må falde igennem dem, og samtidig vil trykfaldet over støttepladen ikke være for stort.

Tilstrømningen indføres i disse reaktorer under støttepladen, og den strømmer opad gennem den partikelformede leje. Afhængigt af overfladens hastighed af spildevand, som strømmer opad, kan partiklerne hviler på bærepladen og komme i kontakt med hinanden eller bare røre ved hinanden eller i suspension. Når partiklerne bare rører hinanden, siges sengen at være en udvidet. Da overfladisk hastighed øges yderligere, bliver partiklerne suspenderet, og sengen siges at være fluidiseret.

Under udvidet seng og fluidiseret leje bliver de samlede overflader af de biomasse-dækkede partikler udsat for strømmen af spildevand, og de opløste organiske stoffer oplever mere interaktion med biomassen. På grund af mindre partikelstørrelse (sammenlignet med pakkede senge) er det specifikke overfladeareal større.

På grund af højere overfladisk hastighed i ekspanderede og fluidiserede senge ville overførslen af forurenende stof fra overvejende del af væskefasen til partikeloverfladerne være høj. Derfor vil hastigheden af de anaerobe reaktioner være hurtigere. For at opretholde den krævede højere overfladiske hastighed er det imidlertid ofte nødvendigt at genvinde en del af det behandlede spildevand sammen med indflydelsen.

Den producerede gas under processen bobler opad gennem sengen og akkumuleres i gasrummet over væskeniveauet. Det behandlede spildevand indeholdende en vis suspenderet biomasse strømmer ud gennem et udløb, der er placeret under gas-væskefladen. Det afregnes i en bosætter inden den endelige udledning.

Nogle biomassepartikler ville passere gennem støttepladeåbningerne og samle sig i den koniske bundsektion af søjlen, hvorfra de opsamlede partikler fjernes fra tid til anden.

Det kan her nævnes, at udvidede leje- og fluidbed-reaktorer endnu ikke finder brede industrielle anvendelser.

Anaerob Digester Design Approach:

En to-fase anaerob digester kan betjenes enten med slam genbrug eller uden slam genbrug. Figur 9.36 viser en skitse af en to-trins kokere med slam genbrug.

Det første kammer i et sådant kogesystem er en godt blandet kogeplade, og det andet kammer virker kun som en bosætter. De ligninger, der skal anvendes til udformning af en sådan kogeplade, er de samme som dem, der anvendes til at designe en enkeltstrin (CSTR) aktiveret aerob slammenhed. De relevante ligninger er angivet nedenfor.

Metanproduktionshastigheden fra en sådan enhed kan beregnes ved anvendelse af Eq. (9.90)

Metanproduktionshastighed, m ³ / dag ved STP

En anaerob fordøjer med slam genbrug kan udformes ved hjælp af følgende trin:

(i) De kinetiske parametre, KS, μm, ƴ, b, y og β for en anaerob proces bør opnås enten eksperimentelt eller fra den offentliggjorte litteratur. De numeriske værdier af disse afhænger af forurenende stoffer (substrat), som er til stede i spildevand / slam, og mikroberne anvendes.

(ii) Hvis den behandlede spildevandssubstratkoncentration [S] er specificeret, kan ΘC (middelcelle opholdstid) beregnes under anvendelse af Eq. (9, 68). Hvis den beregnede værdi på Θ _C. være mindre end 3 dage eller mere end 15 dage, skal en passende numerisk værdi af O antages inden for intervallet 3 til 15 dage. Svarende til den antagne værdi af Θ _C. [S] skal beregnes under anvendelse af samme ligning Eq. (9, 68). Den beregnede værdi af [S] bør være en acceptabel.

(iii) Efterfølgende antages en passende værdi af [X] (MLVSS), og r (opholdstid) beregnes ved anvendelse af Eq. (9, 76). Den estimerede r bør ikke være mindre end Θ _{C min} . Hvis det er mindre end Θ _{c, mjn}, skal en højere værdi af y antages, og den tilsvarende værdi af [X] skal estimeres.

(iv) Baseret på den beregnede værdi af T skal fordøjelsesvolumenet V estimeres ved anvendelse af Eq. (9, 77).

(v) Til estimering af recirkulationsforholdet a anvender Eq. (9.64) man skal kende [X] _r, da de øvrige faktorer, nemlig τ og Θ _C og [x] allerede er evalueret. Værdien af [X] _r biomassekoncentrationen i genbrugsslammet vil afhænge af sedlerens design og ydeevne.

(vi) Metanproduktion pr. dag fra en sådan enhed estimeres under anvendelse af forholdet Eq. (9, 90).

Figur 9.37 viser en skitse af en to-fase anaerob digester uden recirkulering.

De ligninger, der skal bruges til at designe en anaerob digester uden genbrug, ligner dem, der anvendes til at designe en CMAL (helt blandet aerob lagune). Ligningerne er angivet nedenfor.

Metanproduktion fra en sådan enhed kan estimeres under anvendelse af forholdet Eq. (9, 90).

Eksempel 9.8: Anaerob Digester:

En spildevandsstrøm med en opløselig BOD på 20.000 mg / l og en strømningshastighed på 15 m3 / time. skal behandles i en to-trins anaerob digester med slam genbrug. Laboratorieforsøg har indikeret, at en MCRT på 18 dage ville reducere det opløselige BOD i det behandlede spildevand til 3000 mg / L og resultere i en stabil operation. Den observerede biomasseproduktion blev fjernet 0, 1 mg / mg BOD. Hvis man antager en biomassekoncentration på recirkulationsslamme 14.000 mg / l, bestemmer indlæsningshastigheden på 5, 6 kg BOD / m ³ dag og β = 1, 25 mg BOD / mg celle følgende:

(a) Digestervolumen, (b) Cellekoncentration i kogeren, (c) Genanvendelsesforhold, (d) Slamafgrænsningshastighed, (e) Overstrømningshastighed fra sedimenteren og (f) Forventet metanproduktionshastighed.

Opløsning:

Fordøjelsesvolumenet anslås ved hjælp af relativ belastningshastighed,