ถังกรองอากาศชีวภาพ

I. หลักการทำงานของถังกรองอากาศชีวภาพ

ถังกรองอากาศชีวภาพ (BAF - Biological Aerated Filters) ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของวิธีการไบโอเมมเบรนเช่นถังกรองชีวภาพทั่วไป, ถังกรองชีวภาพโหลดสูง, หอกรองชีวภาพ, วิธีการออกซิเดชันติดต่อทางชีวภาพและอื่น ๆ เรียกว่าถังกรองชีวภาพรุ่นที่สาม ในกระบวนการพัฒนาแนวคิดการออกแบบของวิธีการออกซิเดชันติดต่อบำบัดน้ำเสียและถังกรองน้ำป้อนอย่างรวดเร็วถูกนำมาใช้อย่างเต็มที่นั่นคือการเติมอากาศความเร็วการกรองสูงการดักจับสารแขวนลอยและการล้างกลับเป็นประจำ หลักการของกระบวนการคือการบรรจุวัสดุกรองเม็ดที่มีขนาดอนุภาคเล็กลงในถังกรอง ฟิล์มชีวภาพที่ใช้งานสูงเติบโตบนพื้นผิวของวัสดุกรองและการเติมอากาศภายในของถังกรอง เมื่อน้ำเสียไหลผ่านความสามารถในการย่อยสลายออกซิเดชันของฟิล์มชีวภาพที่มีความเข้มข้นสูงที่เกิดจากพื้นที่ผิวที่เฉพาะเจาะจงสูงของวัสดุกรองจะทำให้น้ำเสียบริสุทธิ์อย่างรวดเร็วซึ่งเป็นกระบวนการย่อยสลายออกซิเดชันทางชีวภาพ ในเวลาเดียวกันเมื่อน้ำเสียไหลผ่านวัสดุกรองจะอยู่ในสถานะการบดอัดโดยใช้ลักษณะของขนาดอนุภาคขนาดเล็กของวัสดุกรองและผลกระทบการตกตะกอนทางชีวภาพของฟิล์มชีวภาพเพื่อสกัดกั้นสารแขวนลอยในน้ำเสียและรับประกันว่าฟิล์มชีวภาพที่หลุดออกจะไม่ลอยออกไปพร้อมกับน้ำ นี่คือบทบาทการสกัดกั้น หลังจากใช้งานเป็นระยะเวลาหนึ่งเนื่องจากการสูญเสียหัวเพิ่มขึ้นถังกรองจะต้องทำการล้างกลับเพื่อปล่อยสารแขวนลอยที่ถูกดักจับและต่ออายุไบโอเมมเบรนซึ่งเป็นกระบวนการล้างกลับ

โดยทั่วไปถังกรองอากาศชีวภาพมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
(1) ด้วยฟิลเลอร์เม็ดเป็นผู้ให้บริการทางชีวภาพเช่นเม็ดดินเผาทรายควอตซ์ถ่านกัมมันต์ ฯลฯ
(2) แตกต่างจากถังกรองชีวภาพทั่วไปและหอกรองชีวภาพเมื่อกำจัด BOD แอมโมเนียไนโตรเจนจำเป็นต้องเติมอากาศ
(3) โหลดไฮดรอลิกสูงโหลดปริมาณสูงและกิจกรรมฟิล์มชีวภาพสูง
(4) มีฟังก์ชั่นคู่ของการย่อยสลายออกซิเดชันทางชีวภาพและการสกัดกั้นเอสเอสไม่จำเป็นต้องตั้งถังตกตะกอนรองหลังจากหน่วยประมวลผลทางชีวภาพ
(5) จำเป็นต้องทำการล้างกลับเป็นประจำล้าง SS ที่ติดอยู่ในถังกรองและต่ออายุไบโอเมมเบรน

ประการที่สองข้อดีหลักของกระบวนการกรองอากาศชีวภาพ
(1) ถังกรองชีวภาพที่เติมอากาศเป็นถังกรองชีวภาพรุ่นที่สาม ใช้วัสดุกรองที่มีขนาดอนุภาคขนาดเล็กและพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ซึ่งช่วยเพิ่มความเข้มข้นทางชีวภาพได้อย่างมาก ด้วยวิธีการรวมกันของการบำบัดทางชีวภาพและการกรองจะช่วยประหยัดถังตกตะกอนที่สอง ใช้วิธีการล้างย้อนเพื่อหลีกเลี่ยงความเป็นไปได้ของการอุดตันในขณะที่ปรับปรุงกิจกรรมของฟิล์มชีวภาพ ใช้วิธีการรักษาแบบผสมผสานของ biofilm กับ biofloccular ในเวลาเดียวกันข้อดีของวิธีการ biofilm และ activated sludge ปรับปรุงคุณภาพน้ำของน้ำออกอย่างมากโหลดการรักษา
ถังกรองชีวภาพที่เติมอากาศในเวลาเดียวกันมีบทบาทในการย่อยสลายออกซิเดชันทางชีวภาพและการกรอง ดังนั้นจึงสามารถรับคุณภาพของน้ำที่ปล่อยออกมาได้สูงมากและสามารถบรรลุมาตรฐานคุณภาพน้ำกลับมาได้ สำหรับน้ำเสียอุตสาหกรรมแม้ในกรณีที่ความสามารถในการทางชีวเคมีไม่แข็งแรงผลการบำบัดถังกรองชีวภาพแบบเติมอากาศจะดีกว่ากระบวนการทั่วไปเนื่องจากการบำบัดถังกรองชีวภาพแบบเติมอากาศสารอินทรีย์ไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับการเกิดออกซิเดชันทางชีวภาพ แต่ยังมีการดูดซับทางชีวภาพและการกรองที่สำคัญเนื่องจากสามารถลบขนาดอนุภาคที่มีขนาดใหญ่และสามารถดูดซับเพื่อกำจัดสารที่ไม่สามารถทางชีวเคมีได้ เนื่องจากการดักจับสารตัวเติมและการทำ bioflocculation ของฟิล์มชีวภาพบนพื้นผิวทำให้น้ำเต้าเสียบ SS อยู่ด้านล่างโดยทั่วไปไม่เกิน 10 มก. / ลิตรน้ำเต้าเสียบมีความใสและโปร่งใสมาก ไบโอฟิล์มได้รับการต่ออายุอย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากมีการล้างออกอย่างต่อเนื่องโดยมีลักษณะเป็นไบโอฟิล์มทินเนอร์ (โดยทั่วไปประมาณ 110 ไมครอน) และมีกิจกรรมสูง ฟิล์มชีวภาพที่ใช้งานสูงไม่เพียง แต่สะท้อนให้เห็นในการออกซิเดชันทางชีวภาพการย่อยสลาย แต่ยังแสดงถึงการตกตะกอนทางชีวภาพการดูดซับ สำหรับสารที่ย่อยสลายได้ยากสามารถดูดซับดักจับในสระน้ำออกได้
ถังกรองชีวภาพเติมอากาศมีโหลดการประมวลผลสูง: โหลดไฮดรอลิกโหลดปริมาตรสูงกว่ากระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ(น้ำโหลดแรงสามารถเข้าถึง 6-8m3 / m2h; โหลดปริมาตรสามารถเข้าถึง 3-6kgBOD5 / m3d) ระยะเวลาการเข้าพักสั้น ๆ (0.5-0.66h สามารถเข้าถึงในขั้นตอนเดียว)
(2) ครอบคลุมพื้นที่ขนาดเล็กและจังหวัดลงทุนโครงสร้างพื้นฐาน ไม่มีถังตกตะกอนรองหลังจากถังกรองชีวภาพเติมอากาศซึ่งสามารถประหยัดพื้นที่และการลงทุนของถังตกตะกอนรองถังกรองอากาศชีวภาพครอบคลุมพื้นที่เพียง 1 / 10 - 1 / 5 สำหรับกระบวนการปกติ. โหลดการประมวลผลสูงและระยะเวลาการเข้าพักสั้นดังนั้นความจุของสระว่ายน้ำมีขนาดเล็กและการลงทุนโครงสร้างพื้นฐานจะประหยัดอย่างน้อย 20-30% เมื่อเทียบกับกระบวนการทั่วไป
(3) ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำ การใช้พลังงานในการจัดหาอากาศคิดเป็นสัดส่วนที่เทียบเท่าของค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของการบำบัดทางชีวภาพแบบแอโรบิกทั้งหมด ประสิทธิภาพการถ่ายโอนและการใช้ประโยชน์จากออกซิเจนในกระบวนการเติมอากาศของถังกรองชีวภาพนั้นสูงมากปริมาณการเติมอากาศมีขนาดเล็กและการใช้พลังงานในการจัดหาออกซิเจนต่ำประสิทธิภาพการใช้ออกซิเจนสามารถเข้าถึง 20-30% การปฏิบัติทางวิศวกรรมแสดงให้เห็นว่าปริมาณการเติมอากาศคือวิธีการตะกอนที่เปิดใช้งานแบบดั้งเดิม 1 / 20, ร่องออกซิเดชัน 1 / 6, SBR1 / 4-1 / 3,ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานได้มาก ถังกรองชีวภาพเติมอากาศมีการสูญเสียหัวน้อยกว่าตะกอนที่เหลือน้อยและง่ายต่อการจัดการและการบำรุงรักษาน้อยซึ่งทั้งหมดจะรับประกันค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำ
(4) ทนต่อแรงกระแทกได้ดีทนต่ออุณหภูมิต่ำ ประสบการณ์การทำงานแสดงให้เห็นว่าถังกรองอากาศเติมอากาศสามารถทำงานภายใต้ภาระผลกระทบระยะสั้น 2-3 เท่าของโหลดปกติในขณะที่คุณภาพน้ำเต้าเสียบมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ในด้านนี้ขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวที่เฉพาะเจาะจงสูงของวัสดุกรองเมื่อเพิ่มภาระอินทรีย์ชีวมวลของพื้นผิวของวัสดุกรองสามารถเพิ่มมูลค่าได้อย่างรวดเร็ว ในทางกลับกันอาศัยความสามารถในการบัฟเฟอร์ของถังกรองชีวภาพที่เติมอากาศโดยรวม นอกจากนี้ถังกรองอากาศชีวภาพสามารถทำงานที่อุณหภูมิน้ำ 6-10 องศาเซลเซียสเมื่อแขวนเมมเบรนได้สำเร็จและมีผลการดำเนินงานที่ดีขึ้น
(5) ฟิล์มแขวนง่ายเริ่มต้นอย่างรวดเร็ว ถังกรองชีวภาพเติมอากาศอยู่ที่อุณหภูมิของน้ำประมาณ 15 ℃กระบวนการแขวนฟิล์มสามารถทำได้ 2 ถึง 3 สัปดาห์ สามารถปิดการทำงานได้โดยไม่ต้องใช้ชั่วคราวเมื่อไบโอฟิล์มบนพื้นผิวของวัสดุกรองไม่ตาย แต่อยู่ในรูปของสปอร์ซึ่งสามารถกลับสู่ภาวะปกติได้ในเวลาอันสั้นเมื่อมีการเติมอากาศ อุณหภูมิของน้ำเสียประมาณ 15 องศาเซลเซียสหยุดทำงานครึ่งเดือน (ระบายน้ำออกจากคอลัมน์กรองและไม่มีการเติมอากาศ) หลังจากกลับมาทำงานแล้วจะกลับสู่ภาวะปกติอย่างสมบูรณ์หลังจากผ่านไปสามวัน คุณลักษณะนี้ทำให้ถังกรองชีวภาพเติมอากาศเหมาะสำหรับการบำบัดน้ำเสียในบางพื้นที่ที่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำมาก ในพื้นที่ท่องเที่ยวปริมาณน้ำเสียได้รับผลกระทบอย่างมากจากการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลและจำนวนนักท่องเที่ยว ในช่วงโลว์ซีซั่นการท่องเที่ยวถังกรองอากาศเติมอากาศบางส่วนสามารถปิดได้อย่างสมบูรณ์เพื่อลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่ไม่จำเป็นและเมื่อจำเป็นความสามารถในการประมวลผลการออกแบบสามารถเรียกคืนได้ในเวลาอันสั้น
(6) ถังกรองอากาศเติมอากาศใช้โครงสร้างแบบแยกส่วนเพื่ออำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนแปลงและการขยายในภายหลัง กระบวนการบําบัดน้ําเสียที่มีอยู่ในประเทศมีข้อเสียอยู่โดยทั่วไป: เมื่อเพิ่มปริมาณการบําบัดน้ําเสียใหม่ กระบวนการเดิมจะต้องได้รับการแก้ไขอย่างละเอียดมากขึ้น เหตุผลหลักคือกระบวนการเหล่านี้ไม่ใช่โครงสร้างแบบแยกส่วน ถังกรองอากาศชีวภาพเป็นแบบโมดูลาร์อย่างสมบูรณ์ซึ่งเอื้อต่อการขยายตัวและการปรับปรุงในภายหลัง เพียงแค่เพิ่มจำนวนของถังกรองพร้อมกันโดยไม่ส่งผลกระทบต่อกระบวนการที่มีอยู่
(7) ใช้การควบคุมอัตโนมัติและง่ายต่อการจัดการ ถังกรองอากาศชีวภาพสามารถใช้การควบคุมอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์และการจัดการทำได้ง่ายมาก ในเวลาเดียวกันเนื่องจากโครงสร้างของตัวเองไม่ซับซ้อน ดังนั้นจึงไม่จําเป็นต้องมีอุปกรณ์ควบคุมตนเองที่ซับซ้อนและไม่ต้องการการฝึกอบรมด้านเทคนิคจํานวนมากสําหรับบุคลากร
(8) ไม่ก่อให้เกิดกลิ่นเหม็นคุณภาพสิ่งแวดล้อม คุณภาพสิ่งแวดล้อมของโรงบำบัดน้ำเสียที่มีอยู่ในประเทศโดยทั่วไปไม่ดีและมีแมลงจำนวนมากเช่นกลิ่นเหม็นและแมลงวัน ถังกรองชีวภาพที่เติมอากาศไม่ก่อให้เกิดกลิ่นเหม็น โรงงานบำบัดน้ำเสียที่มีกระบวนการนี้มีคุณภาพสิ่งแวดล้อมสูง