השגת מסנן הטריק המסורתי של עבודה של הסרת אורגני גדול לכלי דיוק עבור מנטה מתפתחת (EC) מיזיגה דורש תגמול מכוון של העיצוב שלה ולוגיקה תפעולית.מזהמים אלה ברמת העקב, החל מתרופות ומוצרי טיפול אישיים כדי להשיג כימיקלים תעשייתיים כגון PFAS, להציג אתגר מובהק כי הם נמשכים דרך טיפול ביולוגי קונבנציונלי.

הבנת האתגר הקוננטימי: מעבר ל Parameters

המונח "מעודדים את הזיהום" כולל קבוצה מגוונת מבחינה כימית של חומרים שאינם במעקב שגרתי בפסולת מים, אך קשורה יותר ויותר לחששות סביבתיות אקולוגיות וציבוריות.סוכנות הגנת הסביבה של ארה"ב (EPA) באופן רשמי מקטנת את אלה כקונקטנטים של דאגה מתפתחת (CECs), מדגיש את הצורך בהערכה וניהול אסטרטגיות על פני מערכות מפתח כוללות:

  • (FLT:0)Pharm ואינטגרלי תרופות אינטגרטיביות (APIs): irFLT:1 Analgesics, אנטיביוטיקה, נוגדי דיכאון והורמונים שנועדו לפעילות ביולוגית בריכוזים נמוכים.
  • (FLT:0) מוצרים אישיים (PCPs): «FIRLT:1 ; Antimicrobials (למשל, triclosan), musks סינתטיים, ופילטרים UV.
  • (FLT:0) Endocrine-Disrupting Chemicals (EDCs): FLT:1 סטרואידים טבעיים וסינטטיים (estrone, 17β-estradiol), bisphenol A ו-phthalates.
  • (FLT:0) Per-and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS): פיתחו 1 תרכובות תעשייתיות מתמשך מאוד הידועות עבור התכונות הגולשות שלהם ואת הניידות הסביבתית.

עיצוב סינון פילטרים, מותאם היסטורית לביקוש לחמצן ביוכימי (BOD) ובסיסים מושעה (TSS) להסרת, לעתים קרובות אינו מספיק עבור תרכובות אלה של EC אפקטיבי דורש עיצוב תהליך המעודד פונקציות ביולוגיות ספציפיות, כגון הדבקה ואינטראקציות גביעיות מורחבות, ולא רק ממקסמים באמצעות חישוב הידראולי.

(ב) [13] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מינוף של ביולוגיה ביופיל: מכניזם של Trace Contaminant Removalal Removal

ההסרה הביולוגית של ECs במסנן מסובך אינה תהליך יחיד אלא שילוב של חלוקה פיזית, טרנספורמציה ביוטית ואינטראקציות ברמה טרופית.הטבע הסרטני של מסנן הטריק הוא ייחודי מתאים לתמיכה באורגניזמים מגוונים, איטיים הדרושים לטרנספורמציות מורכבות אלה.

מלכודות ונחישות פיזית

הידרופובי וספורטי המפיץ מתפצלות בקלות לתוך החומרים הפולימרים הארוכים (EPS) של הביופילם או הסרט האורגני כי הוא מדביק את אמצעי המסנן. קומפלקסוסאן, לאylphenol, ושרירים סינתטיים רבים למעשה הוסרו מן השלב האקומי באמצעות מנגנון זה.

Oxidation: The Role of Nitrifiers

הרבה אורגנים של עקבות נוכחים ריכוזים נמוכים מדי כדי לקיים אוכלוסייה מיקרוביאלית ייעודית.ההשפלה שלהם מסתמכת על הדבקה של מזהמים, שבו אנזימים שאינם ספציפיים המושרה על ידי חילוף החומרים של תת-קרקעית ראשונית (ammonia או BOD) באופן מותאם אישית להסרת חנקן (Loln-Amonia-Oxidizing) הם חזקים במיוחד בהקשר זה.

Redox Gradients ו-Trphic Cascades

עובי של סרטני סינון פילטר יוצר אזורי Redox פנימיים.השכבות החיצוניות הן אירוביות, תמיכה בנשימה מהירה ו nitrification. Deeper בתוך הביופילם, בתנאים aoxic ו anaerobic השוררים.מבנה זה מאפשר להורדת quential Disconsoations, לדוגמה, קליפות חיצוניות יכולות להפחתת ביצועים יציבים בקלות, בעוד השכבות הפנימיות להקל על הפחתת חומרים רעילים של פעילות גופנית מסוימת, או חומרים מסוימים (מטבולית) או גרורה יותר מאשר גרורה (מסוגים) או חומרים biopropera) או חומרים נוגדי חמצון (מדומים יותר.

Redesigning Core Parameters for Enhanced EC Performance

משוואות עיצוב סינון סטנדרטיות (למשל, NRC, שולזה) מוכוות להסרת BOD. כדי לכוון את ECs, מהנדס העיצוב חייב לעבור להתמקד פרמטרים השולטים SRT, עובי ביופיל, והעברה המונית של תת-סטריטים דילול.

בחירת מדיה: מקסים Stable biomass

התקשורת היא המרכיב הפיזי החשוב ביותר להסרת EC.המטרה היא למקסם את המסה של biomass פעיל בבואטולציה המתקיים בתוך המערכת.FLT:0 ספציפי-surface-area (HSSA) בנוי מספיק מגנטיות פלסטיק (HSSA) בנוי שטח 1D) הוא תקן עבור מערכת זו צלב-זרימה, עם הערוצים שלה ויחס גבוה (ply) מוגבל ל- CD2 מ"מ"מ"מ) עם סיכון ביולוגי (R) נמוך יותר ויותר נמוך יותר) ו- 2, 000 מ"מ- 2, 000 מ"מ) אינו יכול להיות שטח D2 מ"מ) נמוך יותר עבור שטח D2 מ"מ"מ) אינו יכול להיות שטח D2 מ"מ"מ) באופן חריג עבור מדיה מגנטי (מ) נמוך יותר עבור מדיה מגנטי (מ) נמוך יותר עבור שטח D2 מ"מ) ו- 3.

עומס אורגני וhydrulic: Defining the Biological Environment

הפעלת מסנן טריק עבור EC הסרה לעתים קרובות דורש הפעלה בקצה התחתון של ספקטרום טעינה אורגנית. מסנן סטנדרטי גבוה קצבה גבוהה עשוי לפעול ב OLR של 0.5-1.0 ק"ג BOD / m3d. עבור עיצוב המתמקד ב nitrification ו- Cometabolism, ניטראט LLR צריך להיות מופחת לטווח של 0.1-0.4 ק"ג / m3d זה מזון נמוך יותר למיקרואורגניזמים (Hol) נמוך יותר של טיפול מופחתת) ו-HCM) נמוך יותר של צריכת יתר לחץ דם נמוך יותר (R) נמוך יותר של רמת תחזוקה נמוכה יותר של רמת תחזוקה נמוכה יותר של C2xccccccccligcligcligine) ו-Hol) הוא נמוך יותר של צריכת יתר של צריכת גבוהה יותר של צריכת יתר לחץ דם נמוך יותר של רמת תחזוקה נמוכה יותר של רמת תחזוקה נמוכה יותר של צריכת יתר של חלבון (R.

פעילות וחמצן: פעילות אירובית

עמוק ביו-סרטים ושיעורי הסרת BOD יוצרים דרישה משמעותית לחמצן.החמצן אינו מספק מוביל לתנאי אנירובי התומכים בהפחתה ובדור ריח, והוא מגביל באופן חמור את נתיבי הבאטביים האירוביים הדרושים להסרת תרופות.טיומנט טבעי של הסרת חמצן נוזלי, המונע על ידי הטמפרטורה שונה בין האוויר המטבולי לבין המים, נפוץ אך אינו אמין עבור ביצועים גבוהים, 2 ליטרה של ויטמין 2 ליטרה / 4 ליטרה, 000 חזק, תמיכה בטמפרטורה גבוהה.

אסטרטגיות עיצוב ממוקדות עבור כיתות ספציפיות

הגישה העיצובית חייבת להיות מותאמת לתכונות הפיזיות-כימיות של ה-ECs. לא כל המזהמים מגיבים באותה מידה לטיפול ביולוגי, ולכן נדרשת אסטרטגיה מנוחתת.

תרופות ו הורמונים סטריסטרואידים

APIs רבים ו- EDCs הם ממונעים היטב על ידי מסנן מזרז באופן פעיל ניטרינג.עקרון העיצוב המרכזי הוא למקסם את האוכלוסייה של AOB ו החיידק heterotrophic עם רחב-ספקטרום חמצן.זה מושג על ידי שמירה על SRT ארוך, אשר מושגת על ידי שימוש ב- HSSA ו- OLR נמוך. זה עיצוב ספציפי מטרות לבואודי של השפלה כמו 17 β-Fed; IFed ו-i-D.

(FLT:0)External Linkeur 2:FLT:1 מחקר שפורסם ב -5FLT:2Environmental Science & TechnologycioFLT 3: תיעד באופן נרחב את התפקיד של חיידקים ממאוניה-חמצן בביופורמולציה של חנקן של עקבות של contaminants אורגני. a ספציפי על ההשפלה של הורמונים ותרופות על ידי AB יכול להימצא בכתב העת של ארכיון ההדגמה והההההההה קריטית בין הניקודמת קישורים קריטיים.

מוצרים אישיים ואנטימיקרוביאלים

קומפלקסים כמו triclosan ו triclocarban הם הידרופוביים מאוד נוטה sorb חזק חומר אורגני ו biofilm EPS. בעוד הסרת משמעותי מן המבול יכול להיות מושג (לעתים קרובות >80%), תוצאות אלה חלוקת לתוך הצטברות הפסולת ולא להשלים מינרליזציה. עבור תרכובות אלה, העיצוב חייב לשקול את גורלם של biosolids, פעיל ביו-סרטנים (טרנטימיים) ולהפחית זמן רב יותר גבוה יותר על ידי Hproed) ולהפחית את הפחתת זמן גבוה יותר ויותר גבוה יותר ויותר גבוה יותר ויותר רעילים (R) על ידי Hpropered) על ידי Hpropered) על ידי מינרלים (Red) על ידי מינרלים ביולוגיים TER) על ידי מינרלים (Red) על ידי TERRed) על ידי TERRed) על ידי מינרלים.

Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS)

PFAS מייצג את המעמד המאתגר ביותר של ECs. Complete הביולוגי של תרכובות PFAS יציבות (במיוחד PFAS שרשרת ארוכה כמו PFOA ו PFOS) במסנן מסובך אינו נחשב מנגנון להסרת עיקרי ברמת ריכוז נוכחית ועומס, עם פילטרים מתקדמים יותר, לעומת זאת, הפונקציה הקשה של פחמן-מסלול נמוך יותר (FLT:0pre-טיפול מוקדם יותר).

(הפסקה:0) קישור חיצוני 3:FLT:1 ההשפעה היחסית של הביולוגי בהשוואה להסרת פיזית ניתן להקשר על ידי סקירה של ניתוח ללא כוונת רווח זה של FLT:2PFAS בטיפול במים FLT 3: 3, אשר מדגיש את ההסתמכות על הפרדה פיזית לעומת טרנספורמציה ביולוגית.

פיקוח תפעולי ועיבוד תהליכים עבור EC Reduction

תכנון הכור הוא רק חצי האתגר.שמירה על הסרת EC יציבה, ברמה גבוהה דורש שליטה מבצעית קפדנית ושינויים כיצד מתבצע מעקב.

סליחות ובגידה

Recirculation הוא לא רק לשליטה הידראולית.הוא מספק בידוד קבוע של biofilm עם חיידקים מיוחדים מאזורי מטה הזרם.זה גם תרכובות מעכבות מלוטשות נוכחות ב יחס הפחתה גבוהה (למשל, 1:1 עד 4:1) הוא סטנדרטי עבור עיצובים ממוקדים EC, חלק החוצה ריכוזים של תרופות רעילות או כימיקלים תעשייתיים שיכולים אחרת את הזעזועים הביופילמטיים.

pH, אלקליניות ו-Predator Control

(ה) Nitrification צורכת אלקליניות ויכול לדכא את ה- pH עבור פעילות אופטימלית AOB, ה- pH במסנן הטקטיבית יש לשמור בין 6.8 ל-7.5.אם המים השפכים חסרים אלקיליות, מינון משלים (למשל, חסימת כלי דם חסימתיים וסולם דו-קרב) הוא הכרחי נוסף, כמו snailsnails (למשל, LTFread) ו-Freave (D) LT2 (מנקה) .

עקבו אחרי Surrogate Parameters

מעקב אחר ECs ספציפיים באמצעות LC-MS /MS הוא יקר ואט. תפעול חייב להסתמך על הפרמטרים הפונדקאית עבור שליטה בזמן אמת.FLT:0 Nitrification יעילותFLT:1 (המרכז NH3-N ריכוז) הוא פרוקסי מצוין לבריאות AOB ופוטנציאל באטיות כללי.FLT:2UVance סופג ב 254nm (Vir) של תרכובת ריכוז של תרכובת אורנטית, אשר עשויה להפחית את הפוטנציאל ה-Omm.

Integrating the Trickling Filter in a Multi-Barrier Advanced Treatment Train

עבור דרישות השחרור המחמירות ביותר או תוכניות שימוש ברסן, מסנן הטריק יש לראות בשלב ביולוגי חזק בתוך רכבת טיפול גדולה יותר.תפקידו הוא להסיר ביעילות וחסכונית את עיקר ה- ECs בר-הדרגתי, ובכך להפחית את העומס על שלבים מלוטשים הבאים.

  • (FLT:0)Pre-Treatment:FLT:1 clarifier ראשוני עם coagulation כימי (למשל, אלומיניום או ferric chloride) יכול להסיר חלק של חטיבות חלקיקים, הידרופוביות (למשל, חלק PFAS, phthalates) לפני שהם מגיעים לשלב הביולוגי, להפחית את העומס הרעיל.
  • (FLT:0)Post-Treatment: FLT:1 בעקבות סינון מסנן ומבהירות משנית, תהליך חמצון מתקדם (AOP) כגון UV / H2O2O2 או או או או אוזון יכול להיות מיושם. כי הסרט הביולוגי כבר הסיר אורגנים עתירי פחמן מתקדמים ושבריר משמעותית של המדבקות, האוזון או לכל תביעה הוא עושה פחות יעיל עבור חומר הידרו-אווירה יעיל יותר פעיל (Grantual) הוא יעיל יותר עבור חומר אלקטרו-אווירה יעיל יותר פעיל יותר פעיל יותר.

(FLT:0)External Link 4:FLT:1 הפדרציה הסביבתית של המים (WEF) מספקת הדרכה עיצובית נרחבת על קידוד משולב של סרט קבוע מופעל (IFAS) ותהליכי סינון מטריקים, אשר חל ישירות על אופטימיזציה של מערכות אלה עבור הסרת מעקב מתקדם.

עיצובים עתידיים: הסתגלות וחוסנות

רשימת המאגדים המפוקחים ימשיכו לגדול. מסנן מעוצב היטב מספק עמידות טחולה טבועה כנגד האתגרים העתידיים הללו.הביומסה יציבה ויציבה ו-SRT גבוהים יוצרים רשת ביטחון ביולוגית שיכולה להתאים לתרכובות חדשות.מעצבים צריכים לציין עומק תקשורתי של לפחות 4-6 מטרים כדי לספק אזורי הגנה חד-קיימא ואקוגניים עבור אקולוגיה מגוונת, כולל יכולת הפעלה של אמצעית לטווח ארוך (R) להחלפת דלקה).

לסיכום, העיצוב של מסנן מזרז להסרת יעיל של contaminants מתפתח הוא תרגיל מכוון בהנדסה ביולוגית. על ידי עדיפויות SRT, ביומסה הרכב, ובריאות המערכת האקולוגית על יעילות הידראולית פשוטה, ועל ידי שילוב זה בצורה חכמה עם טכנולוגיות טיפול אחרות, מסנן הטריק יכול להפוך למחסום יעיל ותפעולי מאוד נגד המזויפות המאתגרות ביותר של זמננו.