מערכות סלדג' המשולבות קבועות-סרט מופעלות (IFAS) מייצגות התפתחות מתוחכמת בטיפול בשפכים ביולוגיים, מיזוג העוצמה של תהליכים קבועים של קידוד מופעל עם החוסן של נושאי ביופילם סרטניים קבועים.תצורה היברידית זו מציעה יתרונות ברורים עבור שליטה תזונתית, המאפשרת לצמחי טיפול מיוחדים לעמוד בסטנדרטים מלוטשים יותר ויותר עבור חנקן ו זרחן ללא צורך בתשתית מרכזית של טכנולוגיות אבטחה (IFicial)

מה הם מערכות IFAS?

בפשוטו ביותר, מערכת IFAS מציגה מדיה גבוהה-קרקע-area - בדרך כלל פוליאתילן או פוליפרופילן מובילי- לתוך האזורים האירוביים של אגן סלדג' מופעל, לעתים קרובות בצורת cylinders קטנים או דיסקים עם משככי כאבים פנימיים, לספק משטח מוגן לפיתוח ביופילם.

ההבחנה המרכזית בין IFAS לבין מערכת טהורה המושעה היא נוכחות של ביופיל נשמר שאינו שוטף עם המבהיר תחת זרימה.תכונה זו מעניקה IFAS aFLT:0 (הריכוז ביומסה הכולל של ריכוזים של ניטראט 1 לנפח יחידה, לעתים קרובות כפול או משולש של צמח מזחלות מופעל.

שתי תצורה נפוצה קיימת: משולב קבוע-סרט מופעל פעוט עם ספקים שהוחזקו בהשעיה על ידי גלגול של coarse-bubble, ו-Integrated-סרט קבוע מופעל מערכות סלדג' באמצעות מדיה קבועה submerged קבועה (כגון כבל-type או גיליון מדיה). הגישה המותבת נשלטת נשלטת בשל הקלות של רטרוטובה ואובדן ראש נמוך יותר, אך שניהם חולקים את אותו היתרון הבסיסי - מגדול - החל מ- t-coupling for Slow-Ring for the timeer (HRTering for Slowing for Slowing).

כיצד IFAS משפר את בקרת החומרים

שליטה תזונתית בדרך כלל מכוונת חנקן ו זרחן, שניהם תורמים להתאמה בגופים מים.מערכת IFAS משפרת את הסרה תזונתית באמצעות כמה מנגנונים סינרגיסטים שמערכות קונבנציונליות נאבקות לשכפל.

המונחים: Nitrogen Removal Through Biofilm Structure

הסרה Nitrogen דורשת רצף של nitrification אירובי (הסתירה של אמוניה לניטראט) ואחריו ניטראט חד-חמצני (הסתה של ניטראט לגז חנקן) במערכת מושעה קונבנציונלית, ובכך להשיג את שני השלבים בנפרד של אזורי דלקת אווירובית ו anoxic עם שליטה זהירה של חנק פנימי.

מחקרים הראו כי מערכות IFAS יכולות להשיג חנקן מוחלט (TN) הסרת יעילות מעל 80% מבלי לדרוש אזורי anoxic ייעודיים ייעודיים, למרות שרוב העיצובים עדיין כוללים תא חמצן לביצועים אופטימליים.ה- SRT הארוך של ביופיל מגן גם על ניטראט חיידקים מזעזועים רעילים וטמפרטורה נמוכה, הבטחת הסרת מילימטרים חזקים במשך חודשי החורף כאשר הושעו לעתים קרובות התמוטטות ביולוגית 70-עשרים, ISTFSTF.

שיפור ה-Phosphorus Removal

הסרת זרחן במערכות IFAS הטבות מהעלייה הכוללת ביומסה ואת היכולת לקדם אורגניזמים חנקן-אקומציה-אקומציה (PAOs) דורשות שינוי בתנאים אנאירוביים ואירוביים כדי לאחסן פוליפוס - תהליך שתלוי בחומצות שומן תנודתיות (VFAs) המיוצר באזור אנירובי בסטנדרט, מופעל לעתים קרובות על ידי פליטת חמצן קצרת חיסון (OCC) מוגבל על ידי כמה אזורים IRMSD) מוגבל יותר על ידי תמיכה חשמלית (IRMD) או מוגבלת) מוגבל יותר על ידי מספר מוגבל יותר על ידי מספר חנקן (IRMF) מוגבל של חומצה IRMF) מוגבל יותר על ידי מספר מוגבל יותר על ידי מספר חנקן (Vtras) מוגבל יותר על ידי מספר חנקן (Vtras) מוגבל של חומצה IOtras)

מחקר במפעלים בקנה מידה מלא נסוג עם IFAS מדיה תיעד את ריכוזי זרחן (FLT:0) phosphorus phosphorus ריכוזים מתחת ל-0.5 מ"ג / LreaFLT:1 ללא משקעים כימיים, למרות שרוב המתקנים עדיין משתמשים במינון קטן של מלח מתכת כצעד מלוטש.ה היתרון המרכזי הוא כי IFAS מקטין צריכת כימית ועלויות טיפול מתפתל תוך שיפור תהליך היציבות.

יתרונות השוואתיים על מערכות

כאשר בוחנים את IFAS נגד קידוד מופעל מסורתי, העברת כורים ביופיל המיטה (MBBR), או ביולוגי מלמברין (MBR), כמה יתרונות נפרדים מופיעים.

יכולת טיפול גבוהה יותר ללא טביעת רגל

אחד הנהגים המשכנעים ביותר לאימוץ IFAS הוא היכולת שלו ל-FLT:0 (או משולש) או משולש יכולת הטיפול קיבולת FLT:1 של טנק קיים ללא הגדלת טביעת הרגל שלו.על ידי הוספת אמצעי התקשורת לאגן ההצתה, ריכוז הביומסה גדל באופן דרמטי, ומאפשר לצמח לקבל זרמים גבוהים יותר או עומסים אורגניים גבוהים יותר.זה חשוב במיוחד עבור צמחים העומדים בפני מגבלות על חומרים מזינים אך מוגבלים על ידי שטח חדש של עד 50 מעלות בנייה או מעצמה.

שיפור עמידות למטענים מזעזעים

שכבת הביופילם פועלת כמצמץ נגד עומסי הלם הידראוליים ואורגניים.אם גוש של תרכובת רעילה או אמוניה גבוהה נכנס למערכת, הביומסה המושעה עשויה להיות מעכבת, אבל הביופיל מספק אוכלוסייה "מגינה" שיכולה לחדש את תהליך ההניטציה במהירות. חוסן זה מתורגם להפחתה פחות ואיכות עקבית יותר, אשר קריטית עבור צמחים רגישים למים.

פעילות גמישה והתאמה

מערכות IFAS הן מאוד הסתגלות.הם יכולים להיות מעוצבים כמו תהליכים עומדים או רטרופיטות למפעלים קונבנציונליים קיימים. Media ניתן להוסיף לאזורים אירוביים של אגן סלבנים מופעלים קיימים עם שינויים מינימליים - בדרך כלל רק ההתקנה של צפי שימור בקצה החיובי והתאמה של מברשות כדי לשמור על העברת נושאות.

עלויות אנרגיה נמוכות וכימיקלים בהשוואה ל- MBR

בהשוואה ל- membrane bioreactors (MBR), אשר גם להשיג ריכוזי ביומסה גבוהים, IFAS פועל ב-FLT:0lower Energy CostsFLT:1 כי זה לא דורש את מהירויות זרימת גבוהה צריך כדי לנפח את המרבונות הכימיים.

יישום שיקולים ואתגרים

בעוד IFAS מציע יתרונות רבים, יישום מוצלח דורש תשומת לב זהירה למספר גורמים עיצוב ותפעוליים.

בחירת מדיה וחזרה

גיאומטריה מדיה, צפיפות ושטח פני השטח משפיעים ישירות על מסה ביופילם וחמצן העברה.מדיה גבוהה-surface-area (800-1000 m2/m3) יכול לתמוך יותר ביופילם אבל עשוי גם לשמור אזורי מת אם לא יושעה כראוי. צפיפות מדיה חייב להיות מעט יותר קל מאשר מים (0.95 גרם / $ / 3) כדי לאפשר השעיה על ידי אוויר אבל לא לברוח באמצעות מערכי אזהרה.

עיצוב מערכת

IFAS דורש זרימת אוויר גבוהה יותר מאשר קידוד מופעל קונבנציונלי כדי לשמור על נושאים בהשעיה, במיוחד באגן עמוק. Coarse-bubble diffusers הם אופייניים, אבל דיפרנים מטבוליים ניתן להשתמש פערים בין ספקים כדי לשפר את יעילות העברת חמצן.האנרגיה הנוספת להשעיה מדיה יכולה להגדיל את עלויות ההנעה על ידי 10-20% על פני ניתוח לא-FAS, אם כי זה לעתים קרובות על ידי ביטול של אנרגיה כימית.

סליחת סליחת אחריות וקלמירל

נוכחות של חלקיקים ביו-פיל יכול לשנות תכונות סלדג'ר.ב-IFAS, הדחפור המושעה נוטה להיות אינדקס נפח מכווץ נמוך (SVI) כי התקשורת מספקת משטח לצמיחה מפוחדת, אשר יכול לשפר את ההתנחלות. עם זאת, אם מדיה מקלקלת חלקיקים ביו-סרטים, המבהיר עשוי לחוות עומס הולם יותר.

מעקב ובקרה

מכיוון ש- IFAS כרוך הן מושעה והן מוצמדות ביומסה, פרמטרים מסורתיים של שליטה כמו אלכוהול מעורבב מוצקים (MLSS) להיות מורכב יותר. הביומסה יעילה במערכת כוללת גם שברים מושעה ומחוברים, כך שהמפעילים חייבים לפקח על FLT:0biofilm עובי niph1 וניתן לייעל את הביומסה מחוברת מעת לעת באמצעות צינורות.

יישומים אמיתיים ומקריות

הטכנולוגיה של IFAS מיושמת באלפי צמחים ברחבי העולם, החל מצמחים קטנים ועד מתקני העירייה גדולים.

חומרים מזינים עירוניים

מפעל טיפול במים Seneca Wastewater בניו יורק (ארה"ב) שיפר את תחנת ה-Selting הפעילה המקובלת שלה ל- IFAS כדי לעמוד במגבלת חנקן הכוללת של 8 מ"ג / L. על ידי הוספת אמצעי התקשורת המושעה לאזורים אירוביים, הצמח הגדיל את יכולת ההקצאה ללא בנייה חדשה של מיכל. Effluent ammonia ירד מ 5 מ"ג/L עד מתחת ל-1 מ"ג / ל-1 מ"ג / L לאחר הסטארט-2.5 מיליון דולר, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, פחות מ- 1 מ"ל, 000 דולר, 000 דולר, 000 $, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, פחות מ"ל, 000 דולר, 000 $, 000 $, 000 $, 000 $, 000 $ של פחות מ"ל, 000 $ של פחות מ"ל, 000 $ של פחות מ"ל, 000 $ של פחות מ"מ, 000 $, 000 $ ל- 1 מ"ח פחות מ"ל עד מתחת ל- 1 מ"ג / L עד מתחת ל-1 מ"ג / L עד מתחת ל-1 מ"ג / L עד מתחת 1 מ"ג / 1 מ"

טיפול בשפכים תעשייתיים

מפעל לעיבוד מזון בהולנד השתמש ב- IFAS כדי לטפל בטענות אמוניות גבוהות ממי פסולת עשירי חלבון.הביופיל אפשר ניטרינג יציב בטמפרטורה של 12 מעלות צלזיוס, אשר לא היה אפשרי עם המערכת הקונבנציונלית הקודמת.ה-IFAS רטרוfit גם הפחית ייצור סלפט על ידי 15% בשל תשואה ביומסה טובה יותר מהביופילם.

ביצועים קרים של אקלים

כמה צמחים בקנדה וסנדינביה הוכיחו את ביצועי IFAS בטמפרטורות נמוכות כמו 8 מעלות צלזיוס.המניטרטורים המוגנים ביופיל מפני כביסה, שמירה על 85% של פליטת אמוניה גם בחורף.יכולת זו הופכת את IFAS אטרקטיבי במיוחד עבור אזורים עם חורף ארוך, קר שבו מערכות קונבנציונליות לעתים קרובות נכשלות לעמוד במגבלות תזונתיות.

השפעה סביבתית וכלכלית

מנקודת מבט סביבתית, IFAS תורם ישירות למים נקיים על פני השטח על ידי צמצום עומסי תזונה.מניעת ההנעה משמרת מגוון ביולוגי מימי, מפחיתה את אלרגיה מזיקה, ומפחיתה את העלות של טיפול במים למטה הזרם לשתייה.

מבחינה כלכלית, צמחים כי רטרופיט ל- IFAS בדרך כלל רואים החזר השקעה בתוך 2-4 שנים באמצעות עלויות הון, רכישות כימיות מופחתות וצריכת אנרגיה נמוכה בהשוואה לטכנולוגיות טיפול מתקדמות.ה- SRT הארוך יותר של הביופילם גם מקטין את ייצור הביוסולאידים על ידי 10-20% על בסיס המוני, קיצוץ ועלויות של אחזקות צמחיות, היכולת להשתמש בכרוכים קיימים ללא בנייה חדשה יכול לחסוך במיליוני בטון ופלדה.

הערכה במחזור החיים של 2019 השוואת IFAS, MBBR ו MBR עבור צמח עירוני 10 MGD מצא כי IFAS יש את העלות הנמוכה ביותר של נוכחות נטו מעל 20 שנים, בשל דרישות האנרגיה והתחזוקה הנמוכות שלה.המחקר גם הדגיש כי IFAS יש פליטת גזי החממה הנמוכה ביותר בין שלוש הטכנולוגיות, בעיקר בגלל צריכת חשמל נמוכה יותר ושימוש מופחת של methan for denitrification.

כיוונים עתידיים וחדשנות

הטכנולוגיה של IFAS ממשיכה להתפתח.מחקר נוכחי מתמקד ב-FLT:0advanced Media ציפויsssveFLT:1 אשר מקדם החזקות חיידקיות ספציפיות, כגון ספקים הקשורים ברזל או מגנטים כדי לשפר את הצמיחה של PAO. התפתחות מבטיחה נוספת היא השימוש בחיישנים ניטור ביו-סרטומי בזמן אמת מוטבעת ב-סרטנים, המאפשרים לעקוב אחר עוביים ופעילות ללא נביחות.

אינטגרציה עם FLT:0 התחדשות של IFAS 1FLT היא מגמה מתפתחת.חלק עיצובים משלבים אזור אנירובי במעלה הזרם של אגן IFAS לייצר חומצות שומן תנודתיות (VFAs) אשר משפרים את הסרת זרחן הביולוגי ומשמשים גם כמקור פחמן עבור denitrification. פיילוט מחקרים הם חקר IFAS כפלטפורמה לשיקום פוליקלוקסמנול של תהליך פלסטיק (ptrasaloxyate) לתוך תהליך של טיפול אלקטרונים פלסטיק.

לבסוף, IFAS הוא מוזג עם FLT:0 תהליכים להסרת חנקן קצר קצר 1Felo: כגון nitritation-anammox. בתצורה זו, הביופיל תומך חיידקים anammox (אשר להמיר ammonia ו nitrite ישירות גז חנקן) בעוד הדחף מושעה מספק הסרה אורגנית.

מסקנה

מערכות סלדג' המשולבות של ®Sle-Frere מופעלות כפתרון מוכח, זול עבור עמידה במטרות הסרה תזונתיות מודרניות.על ידי ניצול החוזקות המשלימות של צמיחה מושעה ומחוברת, IFAS מספקת יכולת טיפול גבוהה יותר, יציבות תהליכים משופרים ושיפור יעילות הסרה תזונתית - כל אלה בתוך צמחיים קיימים.ה ביכולתה של הטכנולוגיה להתמודד עם טמפרטורות קרות, זעזועים, שינוי, ושינויים, והופכים אותו לפתרונות יעילים עבור יישומים סביבתיים, כמו גם עבור יישומים חמורים, כמו גם עבור ביצועים.

(ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]