Anaerob IC va UASB jarayonlari o'rtasidagi farqlar

1.1 UASB reaktori

1.1.1 UASBga kirish

Yuqori oqimli anaerob loy qoplamali reaktor (UASB) oqava suvlarni tozalash uchun anaerobik biologik usul bo'lib, 1977 yilda Gollandiya professori Lettinga tomonidan ixtiro qilingan yuqoriga oqimli anaerob loy qoplamali reaktor sifatida ham tanilgan.

Chiqindi suvlar UASB orqali pastdan yuqoriga oqadi. Reaktorning pastki qismida yuqori{1}}konsentratsiyali, yuqori faol loy qatlami joylashgan bo'lib, u erda oqava suvdagi organik ifloslantiruvchi moddalarning aksariyati anaerob fermentatsiyaga uchraydi va metan va karbonat angidridga parchalanadi. Suv oqimi va havo pufakchalarining qo'zg'alishi tufayli, loy qatlami ustida loy suspenziya qatlami hosil bo'ladi. Reaktorning yuqori qismida parchalanuvchi gaz, erituvchi suyuqlik va loy zarralarini ajratish uchun uch-fazali separator o'rnatilgan. Digester gazi reaktorning yuqori qismidan chiqariladi; loy zarralari avtomatik ravishda pastga siljiydi va reaktorning pastki qismidagi loy qatlamiga joylashadi; parchalanuvchi suyuqlik tiniqlash zonasidan chiqariladi.

UASB yuqori yuklash qobiliyatiga ega va yuqori konsentratsiyali organik oqova suvlarni tozalash uchun mos keladi. Yaxshi ishlaydigan UASB (Ultra-Anaerob loy bunkeri) yuqori organik ifloslantiruvchi moddalarni tozalash tezligini namoyish etadi, aralashtirishni talab qilmaydi va sezilarli yuk zarbalariga, harorat va pH o'zgarishlariga moslasha oladi.

1.1.2 UASB tuzilishi

UASB o'zining integratsiyalashgan biologik reaktsiyasi va cho'kindi tizimi bilan ajralib turadi, bu uni ixcham anaerob reaktorga aylantiradi. Reaktor, asosan, oqim taqsimlash tizimi, reaksiya zonasi, uch fazali separator, gaz kamerasi va tozalangan suv chiqarish tizimidan iborat.

1.1.3 UASB ishlash printsipi

UASB reaktoridagi anaerob reaksiya jarayoni boshqa anaerob biologik tozalash jarayonlariga, jumladan, gidroliz, kislotalanish, sirka kislotasi ishlab chiqarish va metanogenezga o'xshaydi. Substratni o'zgartirish jarayonida turli mikroorganizmlar ishtirok etib, substratni yakuniy mahsulot-biogaz, suv va boshqa noorganik moddalarga aylantiradi.

UASB uch qismdan iborat: loy reaktsiyasi zonasi, gaz{0}}suyuqlik{1}}qattiq uch{2}}separator (shu jumladan, cho'kma zonasi) va gaz kamerasi. Pastki reaksiya zonasida katta miqdordagi anaerob loy qoladi va yaxshi cho'kindi va flokulyatsiya xususiyatlariga ega bo'lgan loy pastki qismida loy qatlamini hosil qiladi. Tozalanadigan oqava suvlar anaerob loy qatlamining tubiga tushadi va loy qatlamidagi loy bilan aralashadi. Loydagi mikroorganizmlar oqava suvdagi organik moddalarni parchalab, uni biogazga aylantiradi. Biogaz doimiy ravishda mayda pufakchalar shaklida chiqariladi. Bu pufakchalar ko'tarilgach, ular birlashib, asta-sekin kattaroq pufakchalarni hosil qiladi. Loy qatlamining yuqori qismida biogaz loyni aralashtirib, nisbatan suyultirilgan loy-suv aralashmasini hosil qiladi, u suv bilan birga uch fazali separatorga koʻtariladi. Biogaz separatorning pastki qismidagi reflektor plitasiga duch kelganida, u plastinka atrofida egilib, keyin suv qatlami orqali gaz kamerasiga o'tadi va u erda to'planadi. Keyin biogaz quvur orqali chiqariladi. Qattiq{14}}suyuq aralashma aks etgandan so'ng uch fazali separatorning cho'kish zonasiga kiradi. Oqava suvdagi loy flokulyatsiyalanadi, zarrachalar asta-sekin kattalashadi va tortishish ta'sirida joylashadi. Eğimli devorga cho'kilgan loy yana anaerob reaksiya zonasiga siljiydi va bu reaktsiya zonasida katta miqdorda loy to'planishiga olib keladi. Loydan ajratilgan tozalangan oqava suv cho‘kma zonasining to‘lib-toshib suv o‘tkazgichining yuqori qismidan oqib o‘tadi va keyin loy qatlamidan chiqariladi.

1.2 IC reaktor

1.2.1 ICga kirish

Ishlab chiqarishni rivojlantirish va kapital, energiya iste'moli va erdan foydalanish kabi omillar o'rtasidagi qarama-qarshiliklar kuchayib borayotgan bir paytda, suv tozalash xodimlari texnik va iqtisodiy jihatdan optimallashtirilgan anaerob jarayonlarni topishga harakat qilishlari kerak, ayniqsa ishlab chiqarishni rivojlantirish natijasida hosil bo'ladigan yangi yuqori{0}}konsentratsiyali organik oqava suvlar bilan ishlashda. Ichki aylanma anaerob reaktor (IC) bu fonda paydo bo'lgan yangi turdagi reaktordir. Bu oqava suvlarni anaerobik tozalash nazariyasi va muhandislik amaliyotining kombinatsiyasi mahsuloti bo'lib, anaerob jarayonlarning rivojlanish talablarini aks ettiradi. 1985 yilda Gollandiyaning PAQUES kompaniyasi birinchi IC uchuvchi reaktorini yaratdi va 1988 yilda birinchi ishlab chiqarish-miqyosli IC reaktori ishga tushirildi. Hozirgi vaqtda IC reaktorlari pivo ishlab chiqarish va oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash kabi sohalarda sanoat oqava suvlarini tozalash uchun muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda. Yuqori tozalash quvvati, kam investitsiyalar, kichik hajm va barqaror ishlashi tufayli u butun dunyo bo'ylab suv tozalash xodimlarining e'tiborini tortdi va ba'zilar buni anaerob biologik reaktorlarning uchinchi avlodining vakillik texnologiyalaridan biri deb bilishadi. IC reaktorlarini yanada tadqiq qilish va rivojlantirish va ularni qo'llashni rag'batlantirish oqava suvlarni anaerobik tozalashning dolzarb mavzularidan biriga aylandi.

1.2.2 IC tuzilishi

IC reaktor vertikal ravishda ketma-ket joylashtirilgan, balandligi 16–25 m gacha, balandligi{2}}diametrga nisbati-odatda 4 dan 8 gacha boʻlgan ikkita UASB reaktoridan iborat. U beshta asosiy qismdan iborat: aralashtirish zonasi, donador loy qatlami, kengaytirilgan qatlam zonasi, ichki aylanma zonasi. Ichki aylanish tizimi asosiy uch fazali separator, biogaz ko'targich, gaz-suyuqlik separatori va loyni tushiruvchidan iborat bo'lgan IC jarayonining asosiy tuzilishidir.

1.2.3 IC ishlash printsipi

Ishlab chiqarish oqava suvlari, pH va haroratni sozlashdan so'ng, birinchi navbatda reaktorning pastki qismidagi aralashtirish zonasiga kiradi. U erda u KOİ biokimyoviy parchalanishi uchun donador loy kengaytirilgan qatlamga kirishdan oldin pastga tushadigan suv-ichki aylanma loy aralashmasi bilan yaxshilab aralashtiriladi. Bu yerda KOJning hajmli yuklanishi juda yuqori boʻlib, koʻp miqdorda taʼsir etuvchi KOİ degradatsiyaga uchrab, koʻp miqdorda biogaz hosil qiladi. Biogaz birlamchi uch fazali separator tomonidan yig'iladi. Suyuqlikda biogaz pufakchalari hosil boʻlishi jarayonida kengayish ishi gazni koʻtaruvchi effekt hosil qiladi, bu esa biogaz, loy va suv aralashmasining biogaz lift trubkasi boʻylab reaktorning yuqori qismidagi gaz{6}}suyuqlik separatoriga koʻtarilishiga olib keladi. Bu yerda biogaz loy va suvdan ajraladi va tozalash tizimidan chiqariladi. Keyin loy-suv aralashmasi reaktorning pastki qismidagi aralashtirish zonasiga loy tushiruvchisi bo‘ylab kiradi va u yerda loy kengaytirilgan qatlam zonasiga kirishdan oldin suv oqimi bilan yaxshilab aralashib,-ichki sirkulyatsiya deb ataladigan holatni hosil qiladi. Ta'sir qiluvchi COD yukiga va reaktorning tuzilishiga qarab, ichki aylanish oqimi tezligi oqim oqimi tezligidan 0,5 dan 5 baravar ko'p bo'lishi mumkin. Kengaytirilgan yotoq bilan ishlov berilgandan so'ng, chiqindi suvning bir qismi ichki aylanishda ishtirok etadi; qolgan oqava suvlar birlamchi uch fazali separatordan oʻtadi va KOİ qoldiq degradatsiyasi va biogaz ishlab chiqarish, chiqindi suv sifatini yaxshilash va taʼminlash uchun nozik tozalash zonasining donador loy qatlamiga kiradi. COD ning ko'p qismi buzilganligi sababli, nozik ishlov berish sohasidagi COD yuki past va biogaz ishlab chiqarish ham kichikdir. Bu yerda hosil boʻlgan biogaz ikkilamchi uch fazali separator tomonidan yigʻilib, gaz yigʻish trubkasi orqali-suyuqlik separatoriga kiradi va tozalash tizimidan chiqariladi. Nozik tozalash zonasida tozalashdan so'ng oqava suv ikki{21}}uch fazali-separatordan o'tadi. Supernatant oqava suv zonasi orqali chiqariladi, donador loy esa nozik tozalash zonasidagi loy qatlamiga qaytariladi.

UASB kabi ikkinchi-avlod anaerob reaktorlari bilan solishtirganda IC reaktorlari quyidagi afzalliklarga ega:<1>Yuqori organik yuklash tezligi va qisqa gidravlik saqlash muddati;<2>Katta balandlikning{0}}diametrga- nisbati, kichik maydon va past infratuzilma investitsiyalari;<3>Barqaror oqava suv va zarba yuklariga kuchli qarshilik. Xitoyda tobora ko'proq ishlab chiqaruvchilar IC reaktorlaridan foydalanmoqdalar va ularning biogazni qayta tiklash va ulardan foydalanish qiymati ham muhim. IC reaktorlarining eng katta xususiyati shundaki, ular ikkita anaerob reaktsiya kamerasiga ega bo'lib, reaktor ichida loy{2}}suv aralashmasining aylanishini ta'minlaydi. Bu UASB reaktorlarida loyning yetarli darajada bo'lmagan{4}}suv kontaktining salbiy ta'sirini bartaraf etadi, bu esa donador loyni biokimyoviy tozalash quvvatini zaiflashtiradi.

Shu sababli, IC reaktorlari zamonaviy anaerob reaktorlarda yutuqdir va organik ifloslantiruvchi moddalarni sanoat oqava suvlarini tozalashda keng rivojlanish istiqbollariga ega. Ular tobora ko'proq UASB reaktorlarini almashtiradilar va qo'shimcha tadqiqotlar, ishlab chiqish va targ'ib qilishga loyiqdir.