คู่มือปฏิบัติสำหรับการเพาะปลูกตะกอนแบบเม็ดไร้อากาศของ UASB

ตะกอนเม็ดเป็นแกนหลักของการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ UASB ที่มีประสิทธิภาพ การเพาะปลูกเป็นไปตามหลักการของ-การฉีดวัคซีนคุณภาพสูง อุณหภูมิที่ควบคุมได้และค่า pH ที่คงที่ การเริ่มต้น F/M ต่ำ- การเพิ่มภาระอย่างค่อยเป็นค่อยไป และการคัดกรองด้วยระบบไฮดรอลิก ภายใต้สภาวะเมโซฟิลิก น้ำเสียที่ย่อยสลายได้ง่าย (การแปรรูปอาหารและเบียร์) สามารถสร้างตะกอนเม็ดละเอียดได้ภายใน 1-2 เดือน ในขณะที่น้ำเสียอุตสาหกรรมทั่วไปต้องใช้เวลา 2-4 เดือนในการเพาะปลูกให้เสร็จสมบูรณ์

1. การปรับสภาพเครื่องปฏิกรณ์

ระบบจ่ายน้ำ UASB จะต้องได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายน้ำสม่ำเสมอโดยไม่มีจุดบอดหรือสิ่งกีดขวาง ต้องปรับ-ตัวคั่นสามเฟสเพื่อให้แน่ใจว่ามีการแยกของแข็งของก๊าซ-ของเหลว-อย่างเพียงพอ ภายในเครื่องปฏิกรณ์จะต้องทำความสะอาดเศษซาก สนิม และสิ่งปนเปื้อนที่หลงเหลืออยู่ เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องปฏิกรณ์สามารถกันอากาศเข้าได้และป้องกันการเข้าสู่ของออกซิเจน

2. การคัดเลือกและการเติมตะกอนจุลินทรีย์

ควรใช้ตะกอนเม็ด UASB ที่เจริญเต็มที่จากน้ำเสียประเภทเดียวกัน เนื่องจากมีความเร็วในการเริ่มต้นที่เร็วที่สุด- และเป็นแหล่งเพาะเชื้อที่เหมาะสมที่สุด ประการที่สอง แนะนำให้ใช้ตะกอนจากเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนในโรงบำบัดน้ำเสียของเทศบาล เนื่องจากมีสารเมทาโนเจนจำนวนมากและหาได้ง่าย ห้ามโคลนแม่น้ำ กากตะกอนจากท่อระบายน้ำ และมูลปศุสัตว์ที่ไม่ได้ย่อยโดยเด็ดขาด เนื่องจากกากตะกอนประเภทนี้มีปริมาณทรายสูง มีสารพิษและสารพิษจำนวนมาก และมีระดับออกซิเจนละลายน้ำสูง ซึ่งจะรบกวนชุมชนแบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนโดยตรง ควรควบคุมปริมาณการฉีดวัคซีนที่ 30%-50% ของปริมาตรที่มีประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์ ความเข้มข้น VSS ของตะกอนที่เพาะไว้ควรสูงถึง 2-4 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร และอัตราส่วน VSS/TSS ควรมากกว่า 0.7 เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของตะกอน

3. การควบคุมโภชนาการและสิ่งแวดล้อม

อัตราส่วนสารอาหารจุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดที่ C:N:P=200-300:5:1 ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และธาตุที่จำเป็น เช่น Fe, Co และ Ni ได้รับการเสริมตามคุณภาพน้ำเสีย ความเป็นด่างของสุราผสมในเครื่องปฏิกรณ์จะต้องรักษาให้สูงกว่า 1000 มก./ลิตร (คำนวณเป็น CaCO₃) เพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการบัฟเฟอร์ ควบคุมอุณหภูมิได้อย่างเสถียรที่ระดับเมโซฟิลิก 35±2 องศา โดยมีความผันผวนรายวันไม่เกิน ±0.5 องศา การเพาะปลูกที่อุณหภูมิสูง-ต้องควบคุมที่ 55±2 องศา และห้ามเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกะทันหัน

ขั้นที่ 1: ระยะเวลาการปรับตัวของจุลินทรีย์ (10-20 วัน)

วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อให้จุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนในตะกอนที่ได้รับการฉีดวัคซีนสามารถปรับตัวให้เข้ากับคุณภาพน้ำเสีย ฟื้นฟูกิจกรรมของพวกมัน และหลีกเลี่ยงการทำให้เป็นกรดในช่วงแรก ตัวบ่งชี้การควบคุมหลักสำหรับการสตาร์ทคือปริมาณตะกอน F/M=0.05-0.1 kgCOD/kgVSS·d โดยหลีกเลี่ยงการสุ่มสี่สุ่มห้าโดยใช้การควบคุมการโหลดตามปริมาตร ความเข้มข้นของซีโอดีที่มีอิทธิพลควรควบคุมให้ต่ำกว่า 1,000 มก./ลิตร น้ำเสียเดิมควรเจือจางด้วยน้ำสะอาด โดยมีเวลากักเก็บไฮดรอลิกไม่ต่ำกว่า 24 ชั่วโมง โดยใช้วิธีไหลต่อเนื่องต่ำ- ตรวจสอบค่า pH, กรดไขมันระเหย (VFA) และอัตราการกำจัด COD ในเครื่องปฏิกรณ์ทุกวัน โดยควบคุมค่า pH ระหว่าง 7.0 ถึง 7.5 ระดับ VFA ต่ำกว่า 100 มก./ลิตร และอัตราการกำจัด COD 40% หรือสูงกว่าถือว่าเป็นเรื่องปกติ หาก VFA เกิน 200 มก./ลิตร หรือ pH ลดลงต่ำกว่า 6.8 ให้หยุดการไหลที่ไหลเข้าทันที และรีสตาร์ทเฉพาะหลังจากที่ตัวบ่งชี้ฟื้นตัวแล้วเท่านั้น

ระยะที่ 2: ระยะการสร้างเม็ดละเอียด (20-40 วัน)

ในระหว่างขั้นตอนนี้ อนุภาคตะกอนขนาดเล็ก 0.2-0.5 มม. จะก่อตัวขึ้น และประสิทธิภาพการตกตะกอนของตะกอนจะค่อยๆ ดีขึ้น หลังจากที่ตัวชี้วัดคุณภาพน้ำคงที่เป็นเวลา 3-5 วัน ให้ค่อยๆ เพิ่มปริมาณ โดยเพิ่มขึ้นเพียงครั้งเดียวไม่เกิน 10%-15% แล้วค่อยๆ เพิ่มปริมาณตะกอนเป็น 0.1-0.2 กก.COD/กก.VSS·d ความเร็วการไหลขึ้นของเครื่องปฏิกรณ์ถูกควบคุมที่ 1.0-1.5 ม./ชม. ตะกอนตกตะกอนน้ำหนักเบาจะถูกกำจัดโดยการคัดกรองด้วยระบบไฮดรอลิก การสูญเสียตะกอนเล็กน้อยเป็นเรื่องปกติ ในระหว่างขั้นตอนนี้ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการรวมตัวกันเบื้องต้นของตะกอนที่เป็นเม็ด โดยสังเกตอนุภาคตะกอนที่มีความหนาแน่นขนาดเล็กที่ด้านล่างของเครื่องปฏิกรณ์

ขั้นที่ 3: ระยะเวลาการเจริญเติบโตของตะกอนเม็ดละเอียดอย่างรวดเร็ว (40-90 วัน)

ขนาดอนุภาคของตะกอนแบบเม็ดเพิ่มขึ้นเป็น 0.5-2 มม. ทำให้เกิดโครงสร้างแบบแบ่งชั้นที่มั่นคง ชั้นในประกอบด้วยแบคทีเรียที่สร้างก๊าซมีเทน เช่น เส้นใยที่มีก๊าซมีเทน ในขณะที่ชั้นนอกประกอบด้วยแบคทีเรียที่สร้างกรดไฮโดรไลติก สารตั้งต้นจะสลายตัวจากภายนอกสู่ภายใน และชุมชนแบคทีเรียก็ทำงานร่วมกันและเสถียร โหลดจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยค่อยๆ ไปถึงโหลดตามปริมาตรที่ 3.0-5.0 กก. COD/m³·d โดยที่ยังคงรักษาความเร็วการไหลขึ้นที่ 1.5-2.0 ม./ชม. VFA ในเครื่องปฏิกรณ์ต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดให้ต่ำกว่า 50 มก./ลิตร และปริมาณมีเทนในก๊าซชีวภาพต้องสูงกว่า 55% ห้ามเพิ่มน้ำหนักบรรทุกหรือการเปลี่ยนแปลงทางไฮดรอลิกอย่างกะทันหันซึ่งอาจนำไปสู่การแตกหักของอนุภาคได้ ในระหว่างขั้นตอนนี้ ตะกอนที่เป็นเม็ดจะขยายตัวอย่างรวดเร็วและอัดแน่น ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตกตะกอนได้อย่างมาก

ขั้นที่ 4: ระยะเวลาการสุกแก่แบบเม็ด (90-120 วัน)

ตะกอนเม็ดละเอียดมีอนุภาคมากกว่า 80% ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5-3 มม. มีสีน้ำตาลแดง กลม แข็งเมื่อสัมผัส ไม่เหนียวเหนอะหนะ ความเร็วตกตะกอน 10-20 ม./ชม. เครื่องปฏิกรณ์มีภาระตามปริมาตรที่ออกแบบไว้ โดยบรรลุอัตราการกำจัด COD มากกว่า 90% สำหรับน้ำเสียที่ย่อยสลายทางชีวภาพได้ง่าย มากกว่า 85% สำหรับน้ำเสียทั่วไป ความเข้มข้น VFA ที่เสถียรต่ำกว่า 50 มก./ลิตรในน้ำทิ้ง และมีปริมาณมีเทนในก๊าซชีวภาพที่สูงกว่า 60% หลังจากดำเนินการอย่างต่อเนื่องและมีเสถียรภาพมานานกว่า 15 วัน การเพาะเลี้ยงตะกอนแบบเม็ดก็เสร็จสมบูรณ์

ต้องรักษาอุณหภูมิให้คงที่ในช่วง mesophilic 35 ± 2 องศา โดยมีความผันผวนรายวันไม่เกิน ± 0.5 องศา ความผันผวนของอุณหภูมิที่มากเกินไปจะยับยั้งการทำงานของแบคทีเรียที่มีก๊าซมีเทนโดยตรง ค่า pH ภายในเครื่องปฏิกรณ์จะต้องคงที่ที่ 7.0-7.5 โดยค่า pH ที่ไหลเข้าจะลดลงเล็กน้อย โดยอาศัยบัฟเฟอร์ความเป็นด่างภายในเครื่องปฏิกรณ์ ห้ามใช้ระดับ pH ต่ำกว่า 6.8 หรือสูงกว่า 8.0 กรดไขมันระเหย (VFA) เป็นตัวบ่งชี้การเตือนภัยล่วงหน้าที่สำคัญ ในระหว่างการทำงานปกติ ค่าเหล่านั้นจะต้องต่ำกว่า 50 มก./ลิตร ควรส่งสัญญาณเตือนทันทีหากเกิน 100 มก./ลิตร และต้องลดโหลดหากเกิน 200 มก./ลิตร ความเร็วการไหลขึ้นควรอยู่ที่ 1.0-1.5 ม./ชม. ในระหว่างระยะเริ่มต้น และ 1.5-3.0 ม./ชม. ในระหว่างระยะการเจริญเติบโต ความเร็วที่ต่ำกว่า 1.0 ม./ชม. จะทำให้เกิดการบดอัดเบดตะกอน ป้องกันไม่ให้เกิดเป็นเม็ด การเพิ่มภาระต้องเป็นไปตามหลักการเพิ่มเล็กน้อยบ่อยๆ โดยแต่ละครั้งจะเพิ่มขึ้นไม่เกิน 10%-15% การเพิ่มขึ้นครั้งถัดไปควรดำเนินการหลังจากที่ตัวชี้วัดทรงตัวเป็นเวลา 3-5 วันเท่านั้น จุดเน้นควรอยู่ที่การควบคุมความเป็นด่างของสุราผสมภายในเครื่องปฏิกรณ์ ไม่ใช่ความเป็นด่างที่มีอิทธิพล เพื่อให้มั่นใจว่ามีความเป็นด่างเพียงพอ อัตราส่วน VFA ต่อความเป็นด่างควรต่ำกว่า 0.1

ประการแรก จุลินทรีย์จะหลั่งโพลีเมอร์นอกเซลล์ออกมา ทำให้เซลล์เกาะติดกันและก่อตัวเป็นก้อนเล็กๆ จากนั้น โดยมีแบคทีเรียที่เป็นเส้นใย เช่น แบคทีเรียที่มีก๊าซมีเทน เป็นแกนกลาง ฟล็อคจะค่อยๆ รวมตัวกันเพื่อสร้างต้นแบบที่ละเอียด ด้วยการคัดกรองแบบไฮดรอลิก ตะกอนที่ตกตะกอนหลวมจะถูกกำจัดออก โดยคงเม็ดที่มีความหนาแน่นไว้ ในที่สุด โครงสร้างแบบแบ่งชั้นที่มีความเสถียรได้ถูกสร้างขึ้น โดยมีชั้นในของแบคทีเรียมีเทนเจนิก และชั้นนอกของแบคทีเรียที่สร้างกรด- เม็ดจะอัดแน่นและเติบโตอย่างต่อเนื่อง กลายเป็นตะกอนเม็ดละเอียด

ความเป็นกรดและ pH ต่ำกว่า 6.5 ในเครื่องปฏิกรณ์มีสาเหตุหลักมาจากการเพิ่มภาระที่รวดเร็วเกินไปและความเป็นด่างไม่เพียงพอ วิธีแก้ไขคือการหยุดสิ่งที่มีอิทธิพลทันที หลีกเลี่ยงการเติมโซเดียมไบคาร์บอเนตปริมาณมากแบบสุ่มสี่สุ่มห้า และเติมอัลคาไลอย่างแม่นยำตามการขาดดุลความเป็นด่าง เมื่อ VFA ลดลงต่ำกว่า 50 มก./ลิตร และ pH กลับคืนมา ให้รีสตาร์ทเครื่องปฏิกรณ์ที่โหลดน้อยลง ความยากในการก่อตัวของตะกอนแบบเม็ดมักเกิดจากความเร็วการไหลขึ้นด้านบนไม่เพียงพอและมี SS สูงเกินไปในส่วนที่ไหลเข้า ต้องเพิ่มความเร็วการไหลขึ้นเป็นมากกว่า 1.0 ม./ชม. และควรปรับปรุงการบำบัดน้ำเสียเพื่อกำจัดของแข็งแขวนลอย การแตกหักและการสูญเสียของเม็ดเล็กส่วนใหญ่เกิดจากการยับยั้งสารพิษ การสะสม VFA และความผันผวนของค่า pH ความเป็นพิษของน้ำเสียจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบและบำบัดล่วงหน้า และทำให้พารามิเตอร์การทำงานมีความเสถียร แทนที่จะลดความเร็วการไหลของไฮดรอลิกเพียงอย่างเดียว อัตราการกำจัดซีโอดีเริ่มต้นช้า{10}}และต่ำมักเกิดจากการทำงานของตะกอนหัวเชื้อที่ไม่ดีและความไม่สมดุลของสารอาหาร ต้องเติมกากตะกอนหัวเชื้อคุณภาพสูง- ปรับอัตราส่วน C:N:P และเพิ่มองค์ประกอบการติดตาม

1. หลักการหลัก: ใช้ปริมาณตะกอน (F/M) เป็นตัวบ่งชี้การควบคุมแกนเสมอ แทนที่จะใช้เพียงปริมาณปริมาตรตามปริมาตร รับประกันอุณหภูมิ ค่า pH และความเป็นด่างคงที่ตลอดกระบวนการ หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์กะทันหัน จัดลำดับความสำคัญของการโหลดที่เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ และทีละน้อย และดำเนินการคัดกรองไฮดรอลิกอย่างต่อเนื่อง อดทนรอการสืบทอดของแบคทีเรียตามธรรมชาติโดยไม่ต้องมีการแทรกแซง

2. เกณฑ์การยอมรับสำหรับผู้ใหญ่: เปอร์เซ็นต์ตะกอนเม็ดมากกว่าหรือเท่ากับ 80% ขนาดอนุภาค 0.5-3 มม. ความเร็วตกตะกอน 10-20 ม. / ชม. เครื่องปฏิกรณ์ถึงภาระการออกแบบ อัตราการกำจัด COD เป็นไปตามมาตรฐาน VFA ของเสีย<50mg/L; biogas methane content stable >60% ไม่มีการสูญเสียตะกอนอย่างมีนัยสำคัญ การทำงานที่มั่นคงอย่างต่อเนื่องนานกว่า 15 วัน