תפקידה של אנאירובי עיכול בטיפול בשפכים

העיכול אנאירובי (AD) כבר זמן רב אבן הפינה של טיפול במים של פסולת בר קיימא, המרת פסולת אורגנית לתוך ביוגז - מקור אנרגיה מתחדשת - בעוד בו זמנית להפחית נפח סלדג' ותוכן פתוגן.ג.ג עם זאת, יעילות AD היא לעתים קרובות מוגבלת על ידי טבע טיהור פסולת של תהליכים מזהמים, במיוחד קירות תאים של מיקרואורגניזם ואת המבנים המורכבים המנוגדים להתקפות מיקרוביאליות ללא התערבות, הידרוזה מהירה יותר, ולהפחית את תהליכי ייצור אלה בשנים האחרונות, בעיקר באמצעות מזהמים כימיים, ולהפחית את קצב ייצור איטי יותר, או ירידה מהירה יותר, תוך כדי להפחית את תהליכי ייצור איטי יותר, בעיקר באמצעות מזהמים אלה.

מדוע דברים מועדפים

Raw פענוח נכנס לעיכול אנירובי מורכב תערובת של פעימת ראשונית ( מוצקים בלתי ניתנים לעצירה ממחיכולים) ופסולת מופעלת מפסק (ביומסה אווירית מהטיפול הביולוגי) האחרון קשה במיוחד לעיכול כי תאים חיידקיים מוגנים על ידי קירות תאים קשיחים וחומרים פולימרים נוספים (EPS) המהווים ממטר גסים של חומרים אלה הם בדרך כלל מגבילים את הפחתתם: 40 פשטות אלה.

  • (ב) ,0) , 000 אספקת קירות תא 1 (בלטינית: 0) כדי לשחרר חומר אורגני לאנרטור.
  • (ב) ,0) ,Breaking Down EPSFLT 1 כדי להפוך את ההסתברות לנגישה יותר לאנזימים הידרוליטיים.
  • (ב) ל"החלל" (ב) ל"החל" (ב"ב) ל"ד)" (ב"ב) ל"ד) לצורות מומסות שמיקרובים יכולים לצרוך במהירות.

טיפול יעיל יכול להגדיל את ייצור הביוגז על ידי 20-50%, להפחית את נפח הפעוט הסופי עד 30%, ולשפר את המאפיינים של מיקור חוץ.היתרונות הכלכליים והסביבתיים הנובעים הם משמעותיים: עלויות הובלת נמוכות, פליטת גזי חממה מופחתת ממשלוחים וחילת אדמה, ודור אנרגיה מתחדשים גדול יותר (לעתים קרובות בשימוש על מנת לשתול פעולות או לייצא לרשת).

טכנולוגיות קדם חדשניות

המונחים:

הידרוליזה (TH) היא אחת משיטות הטיפול המתקדמות ביותר, במיוחד במפעלים עירוניים גדולים.זה כרוך בעומס חימום ל-150 עד 180 מעלות צלזיוס תחת לחץ (6-10 בר) במשך 20-30 דקות, ולאחר מכן מיוצרת על ידי ירידה מהירה של תהליכי דלקת בטמפרטורה גבוהה של ירידה ב- 14% של מחלות לב וכלי דם גבוהים, אך היא בעלת השפעה גבוהה של 100% של מחלות לב וכלי דם גבוהים, בעוד הלחץ שעדיין לא ממונעים של כדור הארץ, היא בעלת רמות גבוהות של עד גיל 55 אחוזים.

טיפול אולטרה-סאונד

בנוסף לכך, כוונון של בועות רוח (Ulsound preטיפולment) חל גלי קול גבוהים (20-40 kHz) כדי לזרז, לייצר בועות גלי גלי גלי גלי גלי גלי חשמל, אשר מתפוררות באופן אלים.המיקרו-jets המקומי מפעיל כישוף מכני על flocs ותאים חיידקיים, תוך כדי שיפור צריכת החשמל או אולטרסאונד נמוך יותר (% 10) אך ורק מ-Fretoration נמוך יותר מ-upation הוא לעתים קרובות יכול לשפר את צריכת החשמל.

טיפול כימי

(הופנה מהדף ⁇ ) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

טיפול פסיכולוגי

טיפול אנזימים אנזים הידרוליטיים ספציפיים - כגון proteases, lipases, cellulas, ו amylases - כדי לזרז את ההתמוטטות של מקרומולקולות ב-Selvedances, בניגוד שיטות נזילות זמינים כעת על ידי ירידה במשקל של 15 אנזימים מהירים (H-6-8, 30-50 מעלות צלזיוס), שמירה על הקהילה המיקרוביאוליבית והימנעות מהתפרצות של אנזימים של אנזימים של חומרים כגון אנזימים של חומרים מזינים, למשל, למשל, 000.

ניתוח השוואתי של שיטות טיפול

אין טכנולוגיה אחת של טיפול היא פתרון אוניברסלי; בחירה תלויה במאפיינים של סלקציה, גודל צמח, מחירי אנרגיה ומטרות רגולטוריות.השולחן למטה (הנוכח כטקסט תיאורי) מדגיש את הפקירות המסחריות המרכזיות:

  • (FLT:0) Thermal Hydrolysis:FLT:1 עלות הון גבוהה, ביצועים מצוינים (50–8 VSR, עלייה בוגיסה גבוהה), גידול ביוסולאידים, ביקוש באנרגיה גבוהה אך ניתן לשלב עם CHP הטוב ביותר עבור צמחים גדולים (וגיל; 20,000 tDS / yr).
  • (FLT:0)Ultrasound: 1FLT 1 עלות הון מתון, ביצועים טובים (20–40% עלייה בגז ביולוגי), אין כימיקלים, אך עוצמת אנרגיה גבוהה.
  • (FLT:0Chemical Pre Treatmentment: FLT:1) עלות הון נמוכה, ביצועים משתנים (10–50% עלייה בגז ביולוגי), עלות כימית וסיכון רעילות לטמפרטורה קטנה עד בינונית.
  • (FLT:0) יחס קדם אנזימי: FLT:1 אנרגיה נמוכה, מפרט גבוה, ביצועים בינוניים (15–30% עלייה בגז), עלות האנזים גבוהה כיום.

גישות היברידיות המשלבות שתי שיטות - כגון תרמיל בטמפרטורה נמוכה בתוספת אנזים, או אולטרסאונד בתוספת אלקליין - צוברות מתחים כי הם יכולים להשיג אפקטים סינרגטיים ללא החסרונות של שיטה אינטנסיבית אחת.מחקר מ (FLT:0IWAP של מדעי המים & טכנולוגיהFLT:1 מראה כי טיפול תרמו-alkalinement ב 70 מעלות צלזיוס יכול להפחית את האנרגיה הכימית והמתקבלת על ידי חצי מתאן.

היתרונות של שיטות טיפול מתקדמות

כאשר יישמו ביעילות, טיפול ב-Steudge מספק קזק של הטבות המשתרעות היטב מעבר לעיכול:

  • (FLT:0) ייצור ביוגז מבוזר: חומר אורגני נגיש יותר מניב תוכן מתאן גבוה יותר (55–70%) ונפח ביוגז הכולל.זה יכול להוריד 30–50% מביקוש לחשמל של הצמח כאשר נעשה שימוש במערכות חום ועוצמה משולבות (CHP).
  • (FLT:0) ,Reduced Sludge Volume for Disposal:cioFLT (הההרס של צמיגים ואטרקטיביים) של 50–80% בהשוואה ל-40–50% ב- AD קונבנציונלי מתרגמת ישירות לכמויות ביוסולניות נמוכות יותר עבור הובלת, יישום קרקע או אי-החיסוס, חיתוך עלויות ב- 25–0%.
  • (FLT:0) תהליך יציב: FIRLT:1 [Preטיפול בגניבה ולהפחית את ריכוז תרכובות מעכבות (למשל, אמוניה, sulfide), המוביל לעיכול יציב יותר, פחות אירועים קצף, ולהפחית את הצורך בתוספים כימיים כמו ברזל עבור H2S שליטה.
  • (FLT:0) שיפור של ה-Dewaterability:FreaLT:1) טיפולים רבים לשבור את ה-EPS כי מלכודות מים ב- ריצוף סלחה.התוצאה היא עוגה קשה יותר (28–35% לעומת 20-25% ללא טיפול), אשר מפחיתה את נפח ועלויות של סילוק סופי תוך הגדלת הערך הקלורי לחיסון.
  • (FLT:0)Pathogen Reduction: FLT:1 , טיפול הידרוליזה והאלקלי (pH >12) להרוג פתוגנים, לייצר Class A biosolids שעומדים ב EPA 40 CFR חלק 503 סטנדרטים עבור יישום קרקע בלתי מוגבלת.זה פותח שוקי ערך גבוהים יותר עבור ביוסולנים כמו דשן או תיקון קרקע.
  • (FLT:0)Lower Carbon Footprint: FLT:1evolved על ידי הגדלת ייצור אנרגיה מתחדשת וצמצום הפעוט הכרוך בהובלת, טיפול מתקדם יכול להוריד את פליטת גזי החממה נטו של הצמח ב -30-50%.

אתגרים ומגבלות

למרות היתרונות ברורים, אימוץ נרחב של טיפול לפני החתיכה עומד בפני כמה מכשולים:

  • (FLT:0) צריכת האנרגיה הגבוהה: 1FLT:1 הידרוליזה ואולטרסאונד הם אנרגיה אינטנסיבית.למרות מערכות מודרניות להתאושש חום, מאזן האנרגיה החשמלי הנקי עדיין יכול להיות שלילי ללא שילוב תהליך זהיר. צמחים חייבים להעריך עלויות אנרגיה מקומיות ותמריצים.
  • (FLT:0) Capital Costscio:FLT:1 ,ה הידרוליזה הירומלית דורש כלי לחץ, מחליפי חום וטנקים פלאש, עם עלויות הון החל מ-2 עד 5 מיליון דולר עבור צמח בגודל בינוני.
  • (FLT:0Chemical Costs and Safety: FIRLT:1) אלקלן ו pre Treatmentments חמצון דורשים טיפול בכימיקלים מסוכנים, אחסון, וציוד חומרים.
  • (FLT:0) החלפת חום ותחזוקה: 1FLT:1ir חילופי חום הידרוליזה תרמי הם נוטה להרעיש ממשקעים חלבון. ⁇ אולטרהסאונד דורשים ניקוי תקופתי. Enzymes רגישים ל decordtion וצריכים אחסון מבוקר.
  • (FLT:0Variable Sludge: FLT:1 וריאציות עונתיות ודילוליות במאפיינים של גילוח יכול להשפיע על ביצועי טיפול מראש. שיטה שעובדת טוב עבור פסולת סלשן מופעלת עשוי להיות פחות יעיל על הפעוט הראשוני.
  • (FLT:0) ,regulatory Barriers:FLT:1eurs; חלק מהסמכות השיפוטיות עדיין לא עודכנו תקנות ביוסולאידים כדי להגדיל את הייצור של A מעמד, או שהם כופים מגבלות מחמירות על שאריות כימיות ביוסולידים הקרקעיים.

עמדות עתידיות וגישות היברידיות

הדור הבא של טיפול מוקדם עובר לעבר פתרונות משולבים, אנרגיה נמוכה, ומיקרוסקופיים.

  • (FLT:0) Hybrid Pre Treatmentment Systems: ההרחבה 1 (בשילוב מתון (60-90 ° C) עם כימיקלים או אנזימים נמוכים יכולים להשיג 80% מהביצועים של טמפרטורה גבוהה במחצית העלות האנרגיה. לדוגמה, FLT:2thermosonicationFLT 3 (התחממות + אולטרסאונד) הראו השפעות סינרגיות במבחנים בקנה מידה גדול.
  • (FLT:0) חידוש של אינטגרציה אנרגיה:FLT:1ár אספנים תרמיים סולריים או חום פסולת ממנועי CHP יכול לספק חום נמוך עבור טיפול תרמי, צמצום הסתמכות דלק מאובנים.
  • (FLT:0) מתקדם בקרת תהליכים: אלגוריתמי למידת מכונה 1 פותחים כדי לחזות עיכול פענוח וייעל את עוצמת הטיפול בזמן אמת על בסיס תכונות להאכיל.
  • (FLT:0) Resource Recovery in Parallel:FLT:1 כמה preטיפולים נועדו לחלץ מוצרים יקר לפני העיכול.לדוגמה, טיפול עצמי אלקליין יכול לשחרר חומצות שומן תנודתיות (VFAs) אשר לאחר מכן התאוששו כמקור פחמן להסרת חומרים מזינים ביולוגיים, בעוד התוספת הנותרים הולך ל- AD.
  • (FLT:0Microalgae ו- Co-digestion Pre Treatmentment:Fillo 1:0Microalgae או מזון פסולת כדי להשתחוות לפני הטיפול יכול להתאים את יחס C /N ולהגביר את התשואות ביוגז.טיפול של co-substrates עצמם (למשל, הידרוליזה תרמית של פסולת) הוא תחום פעיל של מחקר.

פרויקטים של טייס בסקנדלנביה וצפון אמריקה כבר מפגינים תאימות טכנית ותשואות כלכליות.כפי שמגזר המים דוחף לעבר אנרגיה ושיקום משאבים נטו אפס, טיפול בזייף ימלא תפקיד חיוני - לא כפתרון עמידה אלא כחלק מרכבת משולבת, משולבת ותהליךיתונה.

מסקנה

חידושים בטיפול ב-Selpha הפכו לעיכול אנירובי מטיפול פסולת הכרחי לתוך מרכז עבור ייצור אנרגיה מתחדשת ושיקום משאבים.ה הידרוליזה הירומית, אולטרסאונד, כימי, ושיטות האנזימטיות כל אחד מציע יתרונות נפרדים ומסחריים, אבל המגמה ממשיכה בבירור לעבר מערכות משאבים היברידיות אשר משלבות את נקודות החוזק של גישות מרובות תוך הקטנת מתקני הפחתת גזי החממה שלהם, אשר משקיעים במהירויות גבוהות יותר, ולהפחית את רמת יעילות גבוהה יותר של תהליך הפחתת יעילות של אנרגיה, אשר מגבירה, רק כדי שיפור יעילות גבוהה יותר, ולהפחית את רמת הפחתת יעילות של אנרגיה גבוהה יותר, אשר מסייעות, וחיסכון התפעולית כוחן של אנרגיה גבוהה יותר, אשר משפרת של פעילות גופנית, אשר משפרת, אשר משפרת כוחן של אנרגיה גבוהה יותר, אשר משפרת את רמת יעילות גבוהה יותר, ולהפחית את רמת הפחתת יעילות גבוהה יותר, אשר מסייעות, אשר משפרת של מערכות הפעלה גבוהה יותר, רק עבור מערכות הפעלה גבוהה יותר, אשר משפרת כוחן של מערכות הפעלה גבוהה יותר, אשר משפרת כוחן של אנרגיה גבוהה יותר, אשר משפרת כוחן של מערכות הפעלה מהירה יותר, אשר משפרת את רמת פחמן, אשר משפרת כוחן של אנרגיה גבוהה יותר, אשר משפר