1. Egwyddorion Proses Adweithydd UASB ac IC
1.1 Adweithydd UASB
1.1.1 Cyflwyniad i UASB
Mae’r adweithydd blanced slwtsh anaerobig i fyny (UASB) yn ddull biolegol anaerobig ar gyfer trin dŵr gwastraff, a elwir hefyd yn adweithydd blanced slwtsh anaerobig i fyny-lif, a ddyfeisiwyd gan yr Athro Lettinga o’r Iseldiroedd ym 1977.
Mae dŵr gwastraff yn llifo o'r gwaelod i'r brig trwy'r UASB. Ar waelod yr adweithydd mae gwely llaid hynod o grynodiad, lle mae'r rhan fwyaf o lygryddion organig yn y dŵr gwastraff yn cael eu eplesu'n anaerobig a'u diraddio'n fethan a charbon deuocsid. Oherwydd cynnwrf llif dŵr a swigod aer, mae haen ataliad llaid yn ffurfio uwchben y gwely llaid. Mae gwahanydd tri cham yn cael ei osod ar ben yr adweithydd i wahanu nwy treuliwr, hylif treuliwr, a gronynnau llaid. Mae nwy treuliwr yn cael ei ollwng o ben yr adweithydd; mae gronynnau llaid yn llithro i lawr yn awtomatig ac yn setlo i'r gwely llaid ar waelod yr adweithydd; hylif treuliwr yn cael ei ollwng o'r parth eglurhad.
Mae gan UASB gynhwysedd llwytho uchel ac mae'n addas ar gyfer trin dŵr gwastraff organig crynodiad uchel. Mae UASB (Ultra{3}}Byncer Llaid Anaerobig) sy'n gweithio'n dda yn arddangos cyfradd tynnu llygryddion organig uchel, nid oes angen ei droi, a gall addasu i siociau llwyth sylweddol, tymheredd, a newidiadau pH.
1.1.2 Strwythur UASB
Nodweddir yr UASB gan ei system adwaith biolegol a gwaddodiad integredig, sy'n ei gwneud yn adweithydd anaerobig cryno. Mae'r adweithydd yn bennaf yn cynnwys system ddosbarthu mewnlif, parth adwaith, gwahanydd tri cham, siambr nwy, a system gollwng dŵr wedi'i drin.
1.1.3 Egwyddor Weithio UASB
Mae'r broses adwaith anaerobig yn yr adweithydd UASB yn debyg i brosesau trin biolegol anaerobig eraill, gan gynnwys hydrolysis, asideiddio, cynhyrchu asid asetig, a methanogenesis. Mae gwahanol ficro-organebau yn cymryd rhan yn y broses drawsnewid swbstrad, gan drosi'r swbstrad yn gynhyrchion terfynol-bio-nwy, dŵr, a sylweddau anorganig eraill.
Mae'r UASB yn cynnwys tair rhan: parth adweithio llaid, gwahanydd nwy(hylif-gwahanydd cyfnod tri(gan gynnwys parth gwaddodiad), a siambr nwy. Mae llawer iawn o slwtsh anaerobig yn parhau i fod yn y parth adwaith gwaelod, ac mae'r llaid ag eiddo gwaddodi a flocculation da yn ffurfio haen llaid ar y gwaelod. Mae dŵr gwastraff sydd i'w drin yn llifo i waelod y gwely llaid anaerobig ac yn cymysgu â'r llaid yn yr haen llaid. Mae micro-organebau yn y llaid yn dadelfennu'r mater organig yn y dŵr gwastraff, gan ei drawsnewid yn fio-nwy. Mae'r bionwy yn cael ei ryddhau'n barhaus ar ffurf swigod bach. Wrth i'r swigod hyn godi, maen nhw'n uno, gan ffurfio swigod mwy yn raddol. Ar ben y gwely llaid, mae'r bio-nwy yn cynhyrfu'r llaid, gan greu cymysgedd dŵr llaid cymharol wanedig sy'n codi ynghyd â'r dŵr i mewn i'r gwahanydd tri cham. Pan fydd y bio-nwy yn dod ar draws y plât adlewyrchydd ar waelod y gwahanydd, caiff ei wyro o amgylch y plât ac yna'n mynd trwy'r haen ddŵr i'r siambr nwy, lle mae wedi'i grynhoi. Yna mae'r bionwy yn cael ei ollwng trwy gyfrwng cwndid. Mae'r cymysgedd solid-hylif, ar ôl adlewyrchiad, yn mynd i mewn i barth gwaddodiad y gwahanydd tri cham. Mae'r llaid yn y dŵr gwastraff yn fflocynnu, mae'r gronynnau'n cynyddu'n raddol mewn maint, ac yn setlo o dan ddisgyrchiant. Mae'r llaid sy'n setlo ar y wal ar oledd yn llithro'n ôl i'r parth adwaith anaerobig, gan achosi crynhoad mawr o slwtsh yn y parth adwaith. Mae'r elifiant wedi'i drin, sydd wedi'i wahanu o'r llaid, yn gorlifo o ben uchaf cored gorlif y parth gwaddodi ac yna'n cael ei ollwng o'r gwely llaid.
1.2 Adweithydd IC
1.2.1 Cyflwyniad i IC
Gyda'r gwrthddywediadau cynyddol rhwng datblygiad cynhyrchu a ffactorau megis cyfalaf, defnydd o ynni, a defnydd tir, rhaid i weithwyr trin dŵr ymdrechu i ddod o hyd i brosesau anaerobig sydd wedi'u optimeiddio'n fwy technegol ac economaidd, yn enwedig wrth ddelio â'r crynodiad uchel o ddŵr gwastraff organig newydd a gynhyrchir gan ddatblygiad cynhyrchu. Mae'r adweithydd anaerobig cylchrediad mewnol (IC) yn fath newydd o adweithydd a ddaeth i'r amlwg o dan y cefndir hwn. Mae'n gynnyrch y cyfuniad o theori trin dŵr gwastraff anaerobig ac ymarfer peirianneg, gan adlewyrchu gofynion datblygu prosesau anaerobig eu hunain. Ym 1985, sefydlodd y cwmni o'r Iseldiroedd PAQUES yr adweithydd graddfa IC peilot cyntaf, ac ym 1988, rhoddwyd yr adweithydd graddfa IC cynhyrchu cyntaf ar waith. Ar hyn o bryd, mae adweithyddion IC wedi'u cymhwyso'n llwyddiannus i drin dŵr gwastraff diwydiannol mewn diwydiannau megis cynhyrchu cwrw a phrosesu bwyd. Oherwydd ei allu trin uchel, buddsoddiad isel, ôl troed bach, a gweithrediad sefydlog, mae wedi denu sylw personél trin dŵr ledled y byd, ac mae rhai yn ei ystyried yn un o dechnolegau cynrychioliadol y drydedd genhedlaeth o adweithyddion biolegol anaerobig. Mae ymchwil a datblygiad pellach o adweithyddion IC a hyrwyddo eu cymhwysiad wedi dod yn un o'r pynciau llosg mewn trin dŵr gwastraff anaerobig.
1.2.2 Strwythur IC
Mae'r adweithydd IC yn cynnwys dau adweithydd UASB wedi'u pentyrru'n fertigol mewn cyfres, sy'n cyrraedd uchder o 16–25 m gyda chymhareb uchder-i-yn nodweddiadol rhwng 4 ac 8. Mae'n cynnwys pum rhan sylfaenol: parth cymysgu, parth gwely estynedig slwtsh gronynnog, parth gorffen, system gylchrediad mewnol, a pharth elifiant. Y system gylchrediad mewnol yw strwythur craidd y broses IC, sy'n cynnwys gwahanydd tri cham cynradd, codwr bio-nwy, gwahanydd hylif nwy, a downcomer llaid.
1.2.3 Egwyddor Weithio IC
Mae'r dŵr gwastraff cynhyrchu, ar ôl addasiadau pH a thymheredd, yn mynd i mewn i'r parth cymysgu ar waelod yr adweithydd yn gyntaf. Yno, caiff ei gymysgu'n drylwyr â'r cymysgedd dŵr llaid a gylchredir yn fewnol o'r downcomer cyn mynd i mewn i'r gwely ehangedig slwtsh gronynnog ar gyfer diraddio biocemegol COD. Mae'r llwyth cyfeintiol COD yn uchel iawn yma, gyda'r rhan fwyaf o'r COD dylanwadol yn cael ei ddiraddio, gan gynhyrchu llawer iawn o fio-nwy. Cesglir y bionwy gan y gwahanydd tri cham cynradd. Mae'r gwaith ehangu a wneir ar yr hylif wrth ffurfio swigen bio-nwy yn creu effaith codi nwy, gan achosi i'r cymysgedd o fio-nwy, llaid, a dŵr godi ar hyd y bibell codi bio-nwy i'r gwahanydd hylif nwy ar frig yr adweithydd. Yma, mae'r bio-nwy yn gwahanu oddi wrth y llaid a'r dŵr ac yn cael ei ollwng o'r system drin. Yna mae'r cymysgedd dŵr llaid yn mynd i mewn i'r parth cymysgu ar waelod yr adweithydd ar hyd y downcomer llaid, lle mae'n cymysgu'n drylwyr â'r mewnlifiad cyn mynd i mewn i'r parth gwely ehangu llaid, gan ffurfio'r cylchrediad mewnol a elwir. Yn dibynnu ar y llwyth COD dylanwadol a strwythur yr adweithydd, gall y gyfradd llif cylchrediad mewnol gyrraedd 0.5 i 5 gwaith y gyfradd llif dylanwadol. Ar ôl triniaeth gan y gwely ehangedig, mae cyfran o'r dŵr gwastraff yn cymryd rhan yn y cylchrediad mewnol; mae'r dŵr gwastraff sy'n weddill yn mynd trwy wahanydd tri cham sylfaenol ac yn mynd i mewn i barth gwely llaid gronynnog yr ardal trin mân ar gyfer diraddio COD gweddilliol a chynhyrchu bio-nwy, gan wella a sicrhau ansawdd elifiant. Oherwydd bod y rhan fwyaf o'r COD wedi'i ddiraddio, mae'r llwyth COD yn yr ardal driniaeth ddirwy yn isel, ac mae'r cynhyrchiad bio-nwy hefyd yn fach. Mae'r bio-nwy a gynhyrchir yma yn cael ei gasglu gan wahanydd tri cham eilaidd, yn mynd i mewn i'r gwahanydd hylif nwy trwy bibell casglu nwy, ac yn cael ei ollwng o'r system drin. Ar ôl ei drin yn y parth trin mân, mae'r dŵr gwastraff yn mynd trwy wahanydd dau gam tri. Mae'r supernatant yn cael ei ollwng trwy'r parth elifiant, tra bod y llaid gronynnog yn cael ei ddychwelyd i'r gwely llaid yn y parth trin mân.
2. Crynodeb ac Outlook
O'u cymharu ag adweithyddion anaerobig ail-genhedlaeth megis UASB, mae gan adweithyddion IC y manteision canlynol:<1>Cyfradd llwytho organig uchel ac amser cadw hydrolig byr;<2>Cymhareb uchder mawr-i-ddiamedr, ôl troed bach, a buddsoddiad is mewn seilwaith;<3>Elifiant sefydlog ac ymwrthedd cryf i lwythi sioc. Mae mwy a mwy o weithgynhyrchwyr yn Tsieina bellach yn defnyddio adweithyddion IC, ac mae eu gwerth adfer a defnyddio bio-nwy hefyd yn arwyddocaol. Nodwedd fwyaf adweithyddion IC yw bod ganddynt ddwy siambr adwaith anaerobig, sy'n galluogi cylchrediad y cymysgedd dŵr llaid o fewn yr adweithydd. Mae hyn yn datrys effaith negyddol cyswllt dŵr annigonol llaid mewn adweithyddion UASB, sy'n gwanhau gallu trin biocemegol llaid gronynnog.
Felly, mae adweithyddion IC yn ddatblygiad arloesol mewn adweithyddion anaerobig modern ac mae ganddynt ragolygon datblygu eang mewn trin dŵr gwastraff diwydiannol o lygryddion organig. Byddant yn disodli adweithyddion UASB yn gynyddol ac yn haeddu ymchwil, datblygiad a hyrwyddiad pellach.