Οι αναερόβιοι χωνευτές (ένας γενικός όρος για τους αναερόβιους αντιδραστήρες όπως οι UASB, IC και EGSB) βασίζονται σε αναερόβιους μικροοργανισμούς (μεθανογόνα και οξινιστές) για την αποσύνθεση της οργανικής ύλης στα λύματα σε περιβάλλον- ελεύθερο οξυγόνου. Αυτή είναι μια βασική διαδικασία για την επεξεργασία λυμάτων υψηλής συγκέντρωσης-.
I. Βασικές Λειτουργίες
1. Υποβάθμιση COD υψηλής-συγκέντρωσης, σημαντικά μείωση των ρύπων: Τα οργανικά λύματα υψηλής-συγκέντρωσης από σφαγεία, εργοστάσια επεξεργασίας τροφίμων, ζυθοποιεία, κτηνοτροφικές εκμεταλλεύσεις και εγκαταστάσεις εστίασης συχνά έχουν εισροή COD δεκάδων χιλιάδων mg/L. Τα μεγάλα οργανικά μόρια υφίστανται αναερόβια αντίδραση τριών- σταδίων:
1) Υδρόλυση και Οξίνιση: Μεγάλα οργανικά μόρια διασπώνται σε μικρότερα οργανικά οξέα.
2) Παραγωγή υδρογόνου και οξικού οξέος.
3) Μεθανογένεση: Το οξικό οξύ μετατρέπεται σε μεθάνιο (βιοαέριο). Στις βιομηχανίες βαφής, εκτύπωσης και χημικών, το αναερόβιο στάδιο μπορεί να αφαιρέσει 60%-85% COD από λύματα υψηλής συγκέντρωσης, μειώνοντας σημαντικά το επακόλουθο αερόβιο βιοχημικό φορτίο και εξοικονομώντας ενέργεια αερισμού.
2. Αφαίρεση θειικού άλατος και κάποιου αζώτου αμμωνίας (μικρή ποσότητα)
Το θειικό στα λύματα ανάγεται σε υδρόθειο από βακτήρια που μειώνουν τα θειικά-. Το οργανικό άζωτο υφίσταται αμμωνοποίηση, μετατρέποντάς το σε αμμωνιακό άζωτο. Οι αναερόβιες διεργασίες δεν μπορούν να αφαιρέσουν το άζωτο, επομένως το συνολικό άζωτο παραμένει ουσιαστικά αμετάβλητο, αλλά τα επίπεδα αζώτου αμμωνίας θα αυξηθούν, απαιτώντας επακόλουθες διαδικασίες νιτροποίησης και απονιτροποίησης.
3. Μείωση ιλύος και ανάκτηση πόρων βιοαερίου
Η αναερόβια διεργασία παράγει σημαντικά λιγότερη λάσπη από την αερόβια διαδικασία. παράγει βιοαέριο (50%-70% περιεκτικότητα σε μεθάνιο), το οποίο μπορεί να καεί για παραγωγή ενέργειας και θέρμανση, επιτυγχάνοντας ανάκτηση ενέργειας.
4. Βελτιωμένη βιοαποδομησιμότητα λυμάτων
Ορισμένες ανυπόφορες μακρομοριακές οργανικές ύλες υφίστανται υδρόλυση και οξίνιση, με αποτέλεσμα τη σχάση της αλυσίδας και τη βελτιωμένη αναλογία B/C, που οδηγεί σε καλύτερα αποτελέσματα επεξεργασίας στις επόμενες αερόβιες δεξαμενές.
II. Τυπική Διαίρεση Λειτουργιών Διαδικασιών σε Αναερόβιο Χωνευτήρα
Ροή λυμάτων: Δεξαμενή εξισορρόπησης → Αναερόβιο Χωνευτήρα → Ανοξική Δεξαμενή → Αερόβια Δεξαμενή → Δευτερεύουσα Δεξαμενή Καθίζησης
1. Ο αναερόβιος χωνευτήρας αφαιρεί τους περισσότερους οργανικούς ρύπους στο μπροστινό μέρος, μειώνοντας το φορτίο.
2. Η αερόβια δεξαμενή αφαιρεί βαθιά το υπολειμματικό COD και ταυτόχρονα αφαιρεί το άζωτο αμμωνίας μέσω νιτροποίησης.
3. Το αναερόβιο στάδιο δεν μπορεί να ολοκληρώσει την ολική απομάκρυνση του αζώτου. Η ολική απομάκρυνση του αζώτου βασίζεται στην επακόλουθη ανοξική απονιτροποίηση.
III. Βασικά σημεία για-Λειτουργία στον ιστότοπο
1. Ελέγξτε αυστηρά το διαλυμένο οξυγόνο (DO). η δεξαμενή πρέπει να είναι απαλλαγμένη από οξυγόνο, καθώς αυτό θα εμποδίσει τα μεθανογόνα βακτήρια.
2. Ελέγξτε το pH εισροής σε 6,5–7,8. Η υπερβολική οξίνιση θα προκαλέσει αύξηση της VFA των εκροών και κατάρρευση του συστήματος.
3. Κατάλληλη θερμοκρασία: περίπου 35 βαθμοί (μεσοτροπική). οι χαμηλές θερμοκρασίες θα μειώσουν σημαντικά την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας.
4. Η εισροή δεν πρέπει να περιέχει μεγάλες ποσότητες σουλφιδίων, βαρέων μετάλλων ή τοξικών αναστολέων, καθώς αυτά θα βλάψουν τα βακτήρια.
Οι αναερόβιοι χωνευτές είναι ουσιαστικά "πρωτογενείς μονάδες επεξεργασίας" για τα λύματα, ειδικά σχεδιασμένοι για την επεξεργασία υψηλών συγκεντρώσεων οργανικών ρύπων, την παραγωγή βιοαερίου και τη μείωση της πίεσης στις κατάντη αερόβιες δεξαμενές. Ωστόσο, δεν έχουν την ικανότητα να αφαιρούν ολικό άζωτο ή φώσφορο και δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αυτόνομο άκρο-της-επεξεργασίας σωλήνων.