Athróidh an Córas MABR is Mó seo do Thuiscint ar Phróiseas Aeraithe!
Faoi láthair, i bhformhór na ngléasraí cóireála fuíolluisce traidisiúnta, is ionann tomhaltas fuinnimh an phróisis aeraithe agus níos mó ná 50% d'úsáid fuinnimh iomlán an ghléasra, rud a fhágann go bhfuil acmhainneacht mhór coigilte fuinnimh ann. Mar theicneolaíocht cóireála fuíolluisce membrane bitheolaíoch a úsáideann tarchur ocsaigine roghnach trí seicní chun ocsaigin a sholáthar agus fónamh mar iompróir bithscannáin, is féidir le teicneolaíocht MABR tomhaltas fuinnimh cóireála fuíolluisce a laghdú go héifeachtach, ualach saoráide a mhéadú, agus deireadh a chur le cothaithigh nítrigine agus fosfar a fheabhsú. Tá buntáistí teicniúla suntasacha aige maidir le fuíolluisce ard-éileamh ocsaigine a chóireáil, fuíolluisce comhdhúile so-ghalaithe orgánacha, agus fuíolluisce ard amóinia-nítrigine.
Gléasra Fuíolluisce Hespeler: An Córas MABR Limistéar Dromchla Scannáin is Mó ar domhan
Lonnaithe i Cambridge, Ontario, Ceanada, tá Ionad Cóireála Fuíolluisce Hespeler ar cheann de thrí mhonarcha déag a fhreastalaíonn ar dhaonra réigiún Waterloo de níos mó ná 600,000 duine.
Tógadh an gléasra ar dtús i 1973, uasghrádaíodh an gléasra i 1988 agus 1992, ach níor leor na huasghráduithe seo chun freastal ar éileamh méadaitheach an daonra agus riachtanais éifeachtúlachta cóireála fuíolluisce ag ardú. Mar sin, chinn Rialtas Réigiúnach Waterloo athchóiriú a dhéanamh ar an bpróiseas cóireála tánaisteach ag gléasra Hespeler.
Gléasra Cóireála Fuíolluisce Hespeler
In 2017 agus 2018, rinne an rialtas réigiúnach imscrúdú ar an bplean deartha, ar fheidhmíocht fhadtéarmach, agus ar an bhféidearthacht eacnamaíoch a bhaineann le teicneolaíocht MABR a shuiteáil, cinneadh ar deireadh thiar a chóras sloda aeróbach gníomhachtaithe a uasghrádú go córas próisis chomhcheangailte MABR/AO (anocsa-ocsach). Nuair a chuaigh an tionscadal beo in 2021, rinneadh é ar an gcóras MABR is mó ar domhan i dtéarmaí achar dromchla membrane.
Bhí an cinneadh maidir le teicneolaíocht MABR a roghnú don ghléasra Hespeler an-tairbheach.
1. Ó thaobh coigilte fuinnimh:
Maidir leis an modh sloda gníomhachtaithe aeróbach bunaidh ag Hespeler, d'ídigh an chuid seo 60% den fhuinneamh iomlán toisc go raibh gá le ocsaigin ó aeraithe micrea-bhoilgeog. Le linn an uasghrádú, tháinig laghdú 40% ar thomhaltas fuinnimh bithcheimiceach an ghléasra.
I ngléasra cóireála fuíolluisce tipiciúil, úsáideann an modh aeraithe traidisiúnta séidire nó aerú meicniúil ina gcuirtear aer nó ocsaigin íon go meicniúil isteach san fhuíolluisce. Cé go bhfuil na modhanna seo éifeachtach agus éasca le rialú, tá go leor míbhuntáistí acu: Táirgeann an líon mór aeraithe boilgeoga tomhaltas ardfhuinnimh, costas oibriúcháin agus éifeachtacht íseal aistrithe ocsaigine.
I gcodarsnacht leis an teicneolaíocht MABR, tá ábhar ocsaigine sa membrane snáithín tiomáinte ag an difríocht idir ábhar ocsaigin laistigh agus lasmuigh tar éis tosú aeraithe. Déanann an t-ábhar membrane ocsaigin a thuaslagadh agus a idirleathadh mar mhóilín amháin ionas gur féidir leis idirleathadh tríd an scannán. I gcomparáid le modhanna aeraithe traidisiúnta, tá roinnt buntáistí ag MABR:
Mar sin féin, is féidir ocsaigin a sheachadadh go díreach chuig an bithscannán, rud a d'fhéadfadh friotaíocht aistrithe ocsaigine a laghdú go mór tríd an gcéim leachtach agus clúdaíonn sé úsáid ocsaigine níos mó ná 100%. Trí úsáid a bhaint as modhanna traidisiúnta, ní shroicheann éifeachtacht aistrithe ocsaigine ach 1.5 kg/(kW·h), ach is féidir léi dul suas go dtí 6 kg/(kW·h).
◎ Is timpeallacht chobhsaí é d'fhás agus atáirgeadh miocróbach. Tá déine aeraithe MABR éadrom, rud a tháirgeann beagnach aon damáiste do na miocrorgánaigh a ghabhann leis na snáithíní membrane, rud a chobhsaigh fás miocróbach.
◎ Tá an t-aerú seo saor ó mboilgeog, rud a chuireann cosc ar chomhpháirteanna so-ghalaithe a iompar isteach san aer de ghnáth trí boilgeoga chun truailliú tánaisteach a sheachaint. Thairis sin, seachnaíonn sé giniúint cúr ó mheitibileacht mhiocróbach.
◎ Tríd an soláthar ocsaigine a choigeartú go héasca, seachnaítear dramhaíl gáis a eascraíonn as an éileamh íosta ocsaigine ar imoibriú.
2. Ó thaobh leathnú acmhainne:
Ba é cumas próiseála bunaidh an ghléasra Hespeler ná 6,600 m3 in aghaidh an lae. Tar éis an uasghrádú, mhéadaigh an cumas cóireála go 9,320 m3 in aghaidh an lae, méadú 40%.
Tá trealamh MABR dlúth, ag áitiú beagán spáis, agus is féidir é a shuiteáil go díreach in umair atá ann cheana féin. Tarchuirtear ocsaigin go roghnach tríd an scannán le haghaidh aeraithe gan mboilgeog, le héifeachtacht aistrithe ocsaigine ard. Úsáideann an biofilm an ocsaigin a sholáthraítear go hiomlán, rud a fhágann go n-úsáidtear ard ocsaigine agus go n-ardóidh sé go mór bithmhais an chórais, ag baint amach leathnú cumas plandaí gan leathnú fisiceach.
Féadfaidh uasghrádú MABR ualach na n-ionad cóireála fuíolluisce atá ann cheana féin a mhéadú 20%-40%, nó níos airde fós.
Tá an treo aistrithe ocsaigine i MABR frithshrutha leis an treo aistrithe amóinia nítrigine agus ábhar orgánach. Cruthaíonn baictéir nítriúcháin fás ceannasach in aice leis an dromchla membrane agus tá siad cosanta ag an biofilm seachtrach, rud a ardaíonn ní hamháin an ráta nítriúcháin ach freisin a áirithíonn cobhsaíocht nítriúcháin. Tá an buntáiste seo soiléir go háirithe faoi ualaí turrainge nó le linn míonna fuar an gheimhridh.
Roimh an uasghrádú, sháraigh an nítrigin amóinia eisilteach geimhridh (le teocht an uisce íosta de 10 céim ) an caighdeán urscaoilte 5 mg/L; tar éis an uasghrádaithe, chomhlíon an t-eisilteach an caighdeán (teorainn scaoilte geimhridh < 5 mg/L, teorainn an tsamhraidh < 2 mg/L).
Ina theannta sin, trí imoibreoirí MABR a shuiteáil in umair anaeróbacha nó ainéiseacha is féidir nítriú agus dínitriú comhuaineach. Faoi na coinníollacha nítrigine iomlán eisilteach céanna, i gcomparáid le próisis eile a bhaint nítrigine mar A2O, laghdaíonn sé cóimheasa athchúrsála inmheánacha, feabhas a chur ar éifeachtúlacht dínitriúcháin agus foinsí carbóin agus fuinnimh a shábháil.
Trí Eochair Fhachtóirí Tionchair d'Imoibreoir Bithscannáin Aeraithe Scannáin (MABR)
1. Brú Aeraithe
Ós rud é go gcaithfidh an brú oibriúcháin i MABR fanacht faoi phointe mboilgeog an scannáin, faighimid aeráil gan mboilgeog.
◎ Ag brú ró-íseal, ní bheidh go leor ocsaigin tuaslagtha sa bithscannán istigh, agus mar sin beidh gníomhaíocht na baictéir nítríneacha aeróbach agus heterotrófacha ag fulaingt.
◎ Ag brú an-ard, beidh an bithscannán iomlán aeróbach, rud a spreagfaidh baictéir dínitríneacha anaeróbach agus anaeróbanna eile gan fás agus tionchar diúltach a imirt ar an bpróiseas dínitriúcháin.
Go deimhin, ba cheart an éifeacht cóireála a bhaint amach go praiticiúil faoi dhianú cáilíochta uisce cuí de réir cháilíocht uisce ar leith.
2. Treoluas Sreabhadh Uisce
Ag an gcéim ceangail mhiocróbach, cuirfidh an treoluas sreafa iomarcach bac ar fhás miocróbach agus greamaitheacht, dá bhrí sin, níl an ráta sreafa ró-ard ag an gcéim seo.
Nuair a bhíonn an biofilm déanta, laghdaítear tiús ciseal teorann an leachta de bharr méadú ar threoluas sreafa an uisce. De réir mar a chobhsaíonn an tiús biofilm le linn oibriú cobhsaí, laghdaíonn an treoluas sreafa a mhéadú tiús ciseal teorann de chéim leachtach agus cuireann sé athnuachan biofilm chun cinn, rud a laghdaíonn an tiús bithscannán ró-mhór, ag méadú an ocsaigin agus an éifeachtúlacht aistrithe truailleán.
Tá treoluas sreafa eisiltigh ar cheann de na fachtóirí a dhéanann difear d’fhás miocróbach agus tiús bithscannáin, de réir an taighde.
◎ Is é an níos tanaí an ciseal teorann mar gheall ar an treoluas sreafa níos airde agus an tiús bithscannáin chobhsaí comhfhreagrach.
◎ Éilíonn méadú ar an ráta díghrádaithe truailleán go laghdófar treoluas an tsreafa, bithscannán cobhsaí níos tiús, agus bithscannán cobhsaí níos tiús ag treoluas sreafa níos ísle.
3. Cóimheas Carbóin, Nítrigine, agus Fosfar i Fuíolluisce
Cuireann cóimheas oiriúnach C:N:P fás miocróbach chun cinn sa bhithscannán MABR, rud a éascaíonn nítriú agus dínitriú comhuaineach san imoibreoir.
◎ I gcásanna ina bhfuil cóimheas íseal C:N ann, níl an tiúchan carbóin orgánach leordhóthanach chun freastal ar éileamh an fhoinse carbóin ar dhínitriú, rud a chuireann isteach ar éifeachtúlacht bhaint iomlán nítrigine.
◎ Nuair a bhíonn an cóimheas C:N ró-ard, méadóidh baictéir heitotrófacha aeróbach agus ídíonn siad cuid mhór ocsaigine, ag laghdú an tiúchan ocsaigine tuaslagtha agus ag cur bac ar nítriú.
Ceithre Chásanna Feidhme Coiteann d’Imoibreoir Bithscannáin Aeraithe Scannáin (MABR)
- Cóireáil fuíolluisce ard amóinia-nítrigine
- Feistí comhtháite do chóireáil séarachais baile tuaithe
- Athchóiriú bitheolaíoch ar uiscí abhann uirbeach
- Gléasraí cóireála fuíolluisce a uasghrádú le haghaidh feidhmíochta níos fearr
Go deimhin, le blianta beaga anuas, tá MABR i bhfeidhm níos mó i ngléasraí cóireála fuíolluisce ar fud an domhain.
Mar shampla, ag Gléasra Cóireála Fuíolluisce YBSD in Illinois, SAM, uasghrádaíodh 10 mbith-imoibreoir aeróbach bunaidh go 2 umar anaeróbach, 2 umar anocsacha MABR, agus 6 umar aeróbach, le 12 modúl MABR suiteáilte sna umair anocsa. Thiontaigh sé seo an próiseas aeróbach roimhe seo ina phróiseas a bhaint nítrigine agus fosfar, ag baint amach an sprioc chun cumas cóireála a mhéadú agus ag an am céanna feabhas a chur ar bhaint bitheolaíoch nítrigine agus fosfar.
Ní raibh ach 3 seachtaine i dtréimhse teannta bithscannáin an chórais MABR, agus tar éis don chóras cóireála fuíolluisce a bheith ag feidhmiú go hiomlán, mhéadaigh an t-ualach BOD5 go dtí 0.60 kg/(m3·lá), méadú 47% i gcomparáid le réamh- leibhéil uasghrádú.
Chomhlíon eisilteach deiridh an ghléasra gach ionchas dearaidh, le BOD eisilteach5<10 mg/L, total suspended solids (TSS) < 10 mg/L, NH3-N < 1.5 mg/L, and TP < 1.0 mg/L. The average oxygen transfer rate (OTR) and oxygen transfer efficiency (OTE) were 10.8 g/(m2·day) and 33.3%, respectively.
Léirigh anailís ar an daonra miocróbach ar an mbithscannán gurbh ionann baictéir amóinia-ocsaídeacha (AOB) agus baictéir nítrít-ocsaídeacha (NOB) do 40% den daonra miocróbach, níos mó ná ceithre huaire níos airde ná mar a bhí i ngnáthphróisis sloda gníomhachtaithe.
Ina theannta sin, i gcomparáid leis an bpróiseas CAS do ghléasra den scála céanna (le costas infheistíochta de $25 milliún agus am tógála de 2.5 bliana), ní raibh ach costas infheistíochta de $5 milliún ag próiseas MABR agus tréimhse tógála 1 bhliain, costais agus am tógála a laghdú go suntasach.