مدل سازی نیاز به انرژی بیوراکتورهای غشایی بی هوازی و هوازی برای تصفیه فاضلاب

قیمت: 40,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

مدل سازی نیاز به انرژی بیوراکتورهای غشایی بی هوازی و هوازی برای تصفیه فاضلاب

عنوان لاتین

Modelling the energy demands of aerobic and anaerobic membrane bioreactors for wastewater treatment

برای مقایسه کردن دو فناوری بی هوازی و هوازی تصفیه فاضلاب در یک مطالعه مدل سازی نیاز به انرژی بیوراکتورهای غشایی بی هوازی و هوازی ارزیابی شدند. این مدل فرآیند هوادهی مورد نیاز برای اکسایش بیولوژیک در MBR های هوازی ، بازیابی انرژی از تولید متان در MBR بی هوازی و نیاز به انرژی ساختارهای غشای غوطه ور و کنار جریان را مورد ملاحظه قرار داد. نیاز به انرژی هوادهی و غشا بر اساس مطالعات قبلی مدل سازی براورد شدند و از داده های عملیاتی به دست آمده از مقالات منتشر شده استفاده شده است. با توجه به تفاوت در تولید لجن بین سیستم های هوازی و بی هوازی ، این مدل با فرض این که در هر دو فناوری زمان بازداری لجن طولانی بوده است سنجش شده است. آنالیز تولید بیوگاز در AnMBRs نشان می دهد که حرارت مورد نیاز برای رسیدن به دماهای متوسط (35 درجه ) در راکتور تنها با قدرت های سیال ورودی بالاتر از L -1 4–5 g COD امکان پذیر است. روند کلی ساختار غوطه ور که نسبت به ساختار کنار جریان در سیست های بی هوازی پر مصرف تر است به دلیل تنوع گسترده ی نیاز به گاز مورد استفاده در سیستم های بی هوازی در AnMBRs مشاهده نشد. در مقایسه با AeMBR که به 2 kWh m-3 انرژی نیاز دارند (سیال ورودی با قدرت 1 g COD L-1) نیاز انرژی مربوط به کنترل رسوب گیری در AnMBRs کمتر می باشد (0.80 kWh m-3 برای سیال ورودی 1.14g COD L-1) اگرچه به دلیل شارهای پایین که در مقالات گزارش شدند هزینه های سرمایه ای مربوط به مواد سازنده ی غشا 3 برابر بیشتر از آن است.

A modelling study has been developed in which the energy requirements of aerobic and anaerobic membrane bioreactors (MBRs) are assessed in order to compare these two wastewater treatment technologies. The model took into consideration the aeration required for biological oxidation in aerobic MBRs (AeMBRs), the energy recovery from methane production in anaerobic MBRs (AnMBRs) and the energy demands of operating submerged and sidestream membrane configurations. Aeration and membrane energy demands were estimated based on previously developed modelling studies populated with operational data from the literature. Given the difference in sludge production between aerobic and anaerobic systems, the model was benchmarked by assuming high sludge retention times or complete retention of solids in both AeMBRs and AnMBRs. Analysis of biogas production in AnMBRs revealed that the heat required to achieve mesophilic temperatures (35°C) in the reactor was only possible with influent wastewater strengths above 4–5 g COD L−1. The general trend of the submerged configuration, which is less energy intensive than the sidestream configuration in aerobic systems, was not observed in AnMBRs, mainly due to the wide variation in gas demand utilized in anaerobic systems. Compared to AeMBRs, for which the energy requirements were estimated to approach 2 kWh m−3 (influent up to 1 g COD L−1), the energy demands associated with fouling control in AnMBRs were lower (0.80 kWh m−3 for influent of 1.14 g COD L−1), although due to the low fluxes reported in the literature capital costs associated with membrane material would be three times higher than this.