عملية التهوية الجهازي الاضطراري لمشروع معالجة المياه المسالة في مدافن النفايات

• تحدي التسرب:مياه الصرف الصحي في مدافن النفايات سامة للغاية، غنية بالمعادن الثقيلة والأحماض العضوية، ومتطلبات الأكسجين الكيميائية القصوى (COD) ، والتي تتطلب معالجة سابقة بيولوجية وفيزيائية متقدمة.

• الهضم الجهازي (AD):بمثابة المرحلة البيولوجية المثلى، تحلل المواد العضوية المعقدة إلى الميثان (CH4) و ثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون) مع استهلاك طاقة منخفض ومعدل هبوط الحمأة الحد الأدنى

• تكنولوجيا المفاعلUpflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) and Continuous Stirred-Tank Reactors (CSTR) constructed with highly resilient Glass-Fused-to-Steel (GFS) panels offer the ideal corrosion-resistant container solution.

• استرداد الموارد:أنظمة إدارة الغاز الفعالة تحول المسؤولية البيئية الخطرة إلى أصل طاقة نظيفة من خلال احتواء الغاز الحيوي، مما يعوض تكاليف تشغيل المنشأة.

يشكّل رذاذ المكبّات ‬السيّل الملوّث بشدة والذي يختفي من خلال رواسب النفايات الصلبة البلدية‬تهديدًا خطيرًا للأراضي المحيطة والمياه الجوفية والنظم الإيكولوجية المحلية.يحتوي على خليط معقد من المواد العضوية القابلة للتحلل الحيوي والقابلة للحريق، والأملاح غير العضوية، والمعادن الثقيلة، وتركيزات عالية من الأمونيا النيتروجين ($NH_4^+-N$)

بسبب تركيزها الكيميائي الشديد، العلاج البدني أو الهوائي وحده غالبا ما يكون غير قابلة للحياة من الناحية الاقتصادية.الهضم الجهازي (AD)يوفر مرحلة بيولوجية عالية الكفاءة وفعالة من حيث التكلفة

من خلال العمل في بيئة منخفضة الأكسجين ، تقوم مجموعات الاختصاصية الحساسة (بما في ذلك الأكسيدوجينز والأسيتوجينز والميثانوجينز) بتمثيل تركيزات عالية من المواد العضوية القابلة للتحلل البيولوجي.هذه العملية تقلل بشكل كبير من COD مع إنتاج تيار قيم من الغاز الحيوي.

إن تصميم جهاز هضم لاستيعاب هوائي للغازات المتسربة من مدافن النفايات يتطلب التحكم الدقيق في المعايير البيئية والتشغيلية.كفاءة التدهور البيولوجي حساسة للغاية لتقلبات في تكوين النزيف.

معدل الحمل العضوي يحدد القدرة الغذائية البيولوجية للنظام اللاهوائي. يتم تعريفه رياضياً على النحو التالي:

حيث:

• $\text{OLR}$هو معدل التحميل العضوي$\text{kgCOD}/(\text{m}^3 \cdot \text{day}) $.

• $\text{COD}_{\text{in}}$هو الطلب الكيميائي على الأكسجين من الملوثات المتدفقة ($\text{kg/m}^3$)

• $Q$هو معدل تدفق الحجم اليومي ($\text{m}^3/\text{day}$)

• $V_R$هو حجم السائل النشط للمفاعل اللاهوائي ($\text{m}^3$)

يمكن أن يؤدي تجاوز OLR الأمثل إلى "تحمر المفاعل" ، حيث يفوق إنتاج الأحماض الدهنية المتطايرة (VFA) الاستهلاك الميثانوجيني ، مما يسبب انخفاضًا سريعًا في درجة الحموضة.

تنشط الكائنات الدقيقة اللاهوائية بشكل مثالي في كل من الميزوفيليات ($35^\circ\text{C}$إلى$38^\circ\text{C}$) أو الحرارية ($50^\circ\text{C}$إلى$55^\circ\text{C}$لأن درجة حرارة المياه الخام في مدافن النفايات تتقلب بشكل ديناميكي مع الطقس الموسمي ، فإن دمج مبادلات الحرارة وعزل الخزان أمر بالغ الأهمية لمنع غسل البكتيريا.

يحتوي المسالك القديمة الناضجة في مدافن النفايات على أمونيا مركزة للغاية ($NH_4^+-N$), في بعض الأحيان تتجاوز3000$ \text{ مل / لتر}$مستويات عالية من الأمونيا الحرة سامة للغاية للميثانوجينات.أو استراتيجيات تخفيف للحفاظ على تركيزات الأمونيا تحت الحدود المثبطة (عادة$< 1500 \text{ mg/L}$داخل المفاعل).

تتطلب مشاريع معالجة المواد المسالجة المختلفة تكنولوجيات مفاعلات مصممة خصيصًا اعتماداً على عمر مكب النفايات وقابلية التحلل الحيوي للمواد المسالجة (ال$\text{BOD}/\text{COD}$النسبة).

يحتوي على الأحماض العضوية المتطايرة، وتركيزات الكلوريد المرتفعة، والمواد الصلبة المتعلقة القطع، و كبريتات الهيدروجين التي تآكل بشدة (-أجل.في هذه الظروف ، تكون خزانات الخرسانة القياسية أو الصلب الكربوني المطاوئ عرضة للغاية للتدهور الكيميائي والشقوق الهيكلية والتآكل المحلي.

للمشاريع الحديثة لمعالجة السائل المسال،الزجاج المذاب إلى الصلب (GFS)الخزانات المعدنية هي معيار الصناعة.

عن طريق دمج حرارية من زجاج السيليكا الفريت إلى ألواح الفولاذ الكربوني في درجات حرارة ما بين$820^\circ\text{C}$و$930^\circ\text{C}$، يصنع المصنعون مادة مركبة مادية. يقدم قلب الفولاذ قوة سحب مادية متميزة ، في حين أن طبقة الزجاج توفر مقاومة كيميائية كاملة.

• معدل التسامح مع الحموضة الكبيرة:تم تصميم طلاءات GFS المتخصصة لتحمل قيم pH متطرفة تتراوح من 1 إلى 14 ، وتتعامل بشكل مثالي مع المراحل الحمضية من السائل الشباب.

• تجميع وحدات:يتم تجميع ألواح GFS المشددة في الموقع باستخدام المراوح المتخصصة. هذا يلغي الحاجة إلى العمل الساخن (التلحيم) والرافعات الثقيلة ، مما يقلل من وقت البناء إلى جزء صغير من صب الخرسانة.

• صفر تسرب هيكلي:تم تصميم أغلفة الماستيك والاتصالات المشددة عالية الجاذبية لمنع التسرب السام من التسرب إلى التربة المحلية أو المياه الجوفية أثناء المعالجة.

أ:عادة ما يحتوي الصرف الخام على حمولة عضوية عالية للغاية (COD$> 10000 \text{ mg/L}$معالجة هذه الهوائية تتطلب إدخالات الطاقة الضخمة للتهوية المستمرة وتوليد كميات هائلة من الوحل البيولوجي الذي يتطلب التخلص منه.الهضم اللاهوائي يتعامل مع الأحمال العضوية العالية مع طاقة الهواء الصفرية، وتوليد الحد الأدنى من الحمأة النفايات، وتنتج غاز الميثان المتجدد.

أ:المكبّرات "الشابة" (أقل من 5 سنوات) تنتج غبارًا غنيًا بالأحماض الدهنية المتطايرة (VFAs) ، مما يؤدي إلى$\text{BOD}/\text{COD}$نسبة ($>0.5$), والتي هي قابلة للتحلل الحيوي للغاية ومثالية للهضم الاطفالية.$\text{BOD}/\text{COD}$النسب ($<0.1$), تحتوي على الأحماض الحمضية والفولفية الصلبة.يتطلب السائل الناضج معالجة متقدمة فيزيائية كيميائية (مثل أكسدة فينتون أو تصفية الغشاء) جنبا إلى جنب مع الهضم البيولوجي أو قبل ذلك.

أ:فاصل ثلاثي المراحل هو مكون داخلي حاسم يقع في الجزء العلوي من مفاعل UASB.والوحل النشط الحجري اللاهوائي النشطهذا الفصل يضمن أن الكتلة الحيوية الحرجة تستقر مرة أخرى في سرير المفاعل بدلاً من غسلها مع مياه الصرف الصحي المعالجة.

أ:تتراكم مساحات الرؤوس في جهاز الهضم اللاهوائي مستويات عالية من كبريتيد الهيدروجين الرطب-أجل.) و ثاني أكسيد الكربون ($CO_2$في حين أن المعادن القياسية تتآكل بسرعة في هذه البيئة الرطبة الحمضية،الطلاء الزجاجي الخامل لألواح GFS مقاوم تمامًا للتآكل الحمضي الغازي، والحفاظ على سلامة الهيكل لأكثر من 30 عاما.