Alaus gamintojams išskirtinė alaus kokybė yra tokia pat svarbi, kaip tvari ir aplinką tausojanti veikla. Atsižvelgiant į didelės-koncentracijos, lengvai svyruojančias gamybos nuotekas, labai svarbu pasirinkti efektyvią, stabilią ir ekonomišką{2}}valymo technologiją. Šiame straipsnyje aiškinamasi, kaip „Moving Bed Biofilm Reactor“ (MBBR) tapo pageidaujamu sprendimu daugeliui geriausių alaus daryklų visame pasaulyje, padedant įmonėms pasiekti dvejopų tikslų – atitikti aplinkosaugos standartus ir sumažinti išlaidas, kartu didinant efektyvumą.
Alaus gaminimo procese - nuo košės, fermentacijos iki užpildymo ir valymo (CIP) - susidaro daug organinių nuotekų, kuriose gausu cukrų, krakmolo, alkoholio ir mielių. Nors šios nuotekos pasižymi geru biologiniu skaidymu, dėl jų savybių, tokių kaip didelė ChDS/BOD koncentracija, dideli vandens kokybės ir kiekio svyravimai bei nesubalansuotos maistinės medžiagos, kyla rimtų iššūkių tradiciniams nuotekų valymo procesams, dėl kurių dažnai kyla problemų, tokių kaip nestabilus valymas, dumblo kaupimasis ir didelės eksploatacijos išlaidos.
Kodėl MBBR puikiai tinka alaus daryklų nuotekoms?
MBBR yra fiksuotas{0}}auginimo procesas, pagrįstas bioplėvelės metodu, kurio esmė yra daugybės suspenduotų ir tekančių inertiškų biologinių užpildų įdėjimas į reaktorių.
Darbo principas: These fillers have an enormous specific surface area (typically >800 m²/m³), yra nešiklis mikroorganizmams pritvirtinti ir augti. Veikiant aeracijai (aerobiniam) arba maišant (anoksiniam/anaerobiniam), užpildai laisvai juda reaktoriuje, nuolat kontaktuodami su nuotekomis, oru ir mikroorganizmais, taip efektyviai skaidydami teršalus.
Išsami{0}}pagrindinių pranašumų analizė:
Itin didelis biomasės tankis: užpildų paviršius ir vidinės poros gali prisitvirtinti daug bioplėvelės, todėl biomasės koncentracija reaktoriuje pasiekia 30000-40000 mg/l, o tai yra maždaug 10 kartų didesnė už tradicinį aktyvuoto dumblo procesą (2000-4000 mg/l). Tai tiesiogiai reiškia itin didelę tūrinę apkrovą, o tai reiškia, kad tokio paties tūrio ir kokybės nuotekoms valyti MBBR reikia mažesnio rezervuaro tūrio, o tai žymiai sumažina grindų plotą.
Būdingas atsparumo smūgiams mechanizmas:
Fizinė apsauga: Mikroorganizmai auga bioplėvelės viduje, o išorinis plėvelės sluoksnis sudaro natūralų fizinį barjerą vidiniam mikroorganizmų sluoksniui, kuris gali veiksmingai apsaugoti nuo vandens kokybės pokyčių (tokių kaip staigūs pH ir temperatūros pokyčiai, kuriuos sukelia CIP nuotekos) ir toksinių medžiagų.
Gyventojų stabilumas:Bioplėvelė gali sudaryti įvairią mikroaplinką nuo aerobinės, anoksinės iki anaerobinės, praturtindama mikrobų populiacijų įvairovę. Didelės-apkrovos smūgių metu plėvelėje esančios bakterijos ir anaerobinės bakterijos vis tiek gali veikti, o sistema nėra linkusi žlugti. Po smūgio sistema atsistato daug greičiau nei aktyviojo dumblo procesas.
Reikšmingas dumblo mažinimo efektas:
Ilgas dumblo sulaikymo laikas (SRT):Mikrobų dumblo amžius bioplėvelėje yra labai ilgas, o mikroorganizmai yra endogeninio kvėpavimo stadijoje, vyksta savaime{0}}oksidacijai ir skaidymui. Tai reiškia, kad daugiau organinių medžiagų visiškai oksiduojasi į CO₂ ir H₂O, o ne susintetina į naujas ląsteles (dumblą). MBBR likutinio dumblo išeiga gali būti 20–40% mažesnė nei aktyviojo dumblo proceso, o tai tiesiogiai sumažina dumblo apdorojimo išlaidas nuo šaltinio.
Paprastas veikimas ir stabilus veikimas:
Nėra dumblo recirkuliacijos:Nereikia kompleksinės dumblo recirkuliacijos sistemos (RAS), kuri supaprastina procesą ir sumažina investicijas į įrangą bei gedimo taškus.
Be dumblo sumaišymo:Bioplėvelės metodas iš esmės išsprendžia prasto dumblo nusėdimo problemą, kurią sukelia per didelis siūlinių bakterijų dauginimasis, užtikrinant kietojo{0}}skysčio atskyrimo nuo sedimentacijos rezervuaro efektą ir nuotekų kokybę.
Lankstus azoto šalinimo pajėgumas: nustatydamas anoksines ir aerobines zonas arba panaudodamas anoksinę zoną bioplėvelės viduje viename reaktoriuje, MBBR gali lengvai pasiekti vienu metu vykstančią nitrifikaciją ir denitrifikaciją (SND), efektyviai pašalindamas azotą ir pašalindamas BDS, kad atitiktų griežtesnius išleidimo standartus.
Geriausios praktikos derinys:Didelėms alaus darykloms „UASB (anaerobinis) + MBBR (aerobinis)“ procesas yra auksinis derinys. UASB pirmiausia pašalina 80%-90% organinių medžiagų ir generuoja biodujas energijai gauti; Tada MBBR atlieka pažangų valymą, kad užtikrintų stabilų nuotekų išleidimą iki standarto. Šiuo deriniu pasiekiamas galutinis energijos atgavimo + pažangus gydymas + minimalios veiklos sąnaudos tikslas.
Atvejo analizė ir IG
Atvejis:Didelė alaus darykla, kurios metinė produkcija siekia 1 milijoną kilolitrų
Originalios problemos:Naudojant aktyviojo dumblo procesą, CIP valymo metu dažnai pasitaikydavo smūgių, dėl kurių ištekėjo nekokybiškos nuotekos; dideli dumblo kiekiai lėmė dideles šalinimo išlaidas; nepakankamas valymo pajėgumas plečiant vasarą gamybą.
Rekonstrukcijos planas:Konkrečių MBBR{0}}pakabinamų užpildų pridėjimas prie originalaus aerobinio bako, vėdinimo sistemos atnaujinimas ir perėjimas prie MBBR proceso.
Rezultatai:
Padidėjęs gydymo pajėgumas:Nepridėjus naujo rezervuaro tūrio, valymo pajėgumai padidėjo 50%, patenkinant gamybos plėtros poreikį.
Stabilios nuotekos iki standarto:ChDS stabiliai išliko žemiau 80 mg/l, sėkmingai susidorodamas su visais gamybos svyravimais.
Ekonominė nauda:Kasmet buvo sutaupyta apie 1,2 mln. RMB dumblo šalinimo išlaidų; sutaupytus eksploatavimo ir dumblo sąnaudas, rekonstrukcijos investicijos atsipirko per 2 metus.
Išvada
MBBR nėra „vieno dydžio-tinka-visiems“ technologija, tačiau jos techninės charakteristikos puikiai papildo pagrindinius alaus daryklos nuotekų-skausmo taškus, kurių intensyvumas ir didelis nepastovumas. Dėl bioplėvelės šerdies jis užtikrina atsparumą smūgiams, didelį-apkrovos kompaktiškumą, mažą-dumblo ekonomiją ir paprastą naudojimą bei valdymą.
Alaus daryklų sprendimus priimantiems{0}}MBBR pasirinkimas reiškia:
Atitikties aplinkai garantija: Užtikrinamas stabilus išleidimas pagal standartą ir išvengiama rizikos aplinkai.
Didesnė ekonominė nauda: sumažinamas grindų plotas, dumblo šalinimas ir ilgalaikės{0}} eksploatacijos išlaidos.
Lankstumas būsimai plėtrai: paprastas ir nebrangus{0}}naujovinimo būdas gamybos pajėgumams išplėsti.
Todėl MBBR neabejotinai yra vienas geriausių ir patikrintų techninių pasirinkimų alaus daryklų nuotekų valymui, tiek naujiems projektams, tiek esamų įrenginių atnaujinimui.