הכור האנאירובי IC הוא טכנולוגיית טיפול אנאירובי-יעילה ביותר. הליבה שלו טמונה בהשגת עומס נפח גבוה, עמידות חזקה בפני זעזועים ושפכים יציבים באמצעות מערכת זרימה פנימית. הוא נמצא בשימוש נרחב בטיפול בשפכים אורגניים בריכוז גבוה- מתעשיות כגון בירה, עמילן, ייצור נייר ותרופות.
הכור האנאירובי IC (Internal Circulation) הוא כור אנאירובי-שליש-ביעילות גבוהה-שפותח על ידי חברת PAQUES ההולנדית באמצע-1980 על בסיס UASB. הוא משלב את המבנה הסדרתי של שני UASBs ומנגנון זרימה פנימי המונע מעצמו, המשפר משמעותית את יעילות העברת המסה ויכולת הסרת החומרים האורגניים, ויש לו יתרונות בולטים בטיפול בשפכים תעשייתיים.
סקירת עקרונות הליבה
פעולתו של מגדל ה-IC מבוססת על מנגנון "המחזור הפנימי": שפכים נכנסים לקרקעית ומתערבבים עם בוצה גרגירית, שם הם מתכלים בתא התגובה הראשון לייצור כמות גדולה של ביוגז; הביוגז נושא את הנוזל המעורב במעלה העלייה אל מפריד הנוזלים-הגז העליון, שם הגז נפרק והנוזל חוזר לתחתית דרך קו ההחזרה, ויוצר מחזור פנימי רציף. תהליך זה מגביר את העברת המסה ומשפר את יעילות התגובה.
בכור ה-IC, היצור וההפרדה של ביו-גז מתרחשים באופן הבא:
יצירת ביוגז: בחדרי התגובה הראשון והשני של הכור, מיקרואורגניזמים אנאירוביים מפרקים חומר אורגני כדי לייצר ביוגז (בעיקר מתאן ופחמן דו חמצני) ונוזל תגובה. כשהביו-גז עולה, הוא מעלה את הנוזל המעורב בתא התגובה הראשון למפריד הנוזלים העליון של הגז- של הכור.
הפרדת גז-נוזלים: לאחר הכניסה למפריד הנוזלים הגז-, הביוגז, עקב ההבדל בצפיפות בין גז לנוזל, נע כלפי מעלה, בעוד נוזל התגובה זורם כלפי מטה. מפריד הנוזלים של הגז- מתוכנן עם מכסה מנוע לאיסוף גז וצינור פריקת ביו-גז. הביוגז מופרד ונכנס למפריד הנוזלים-של הגז דרך צינור איסוף הגז, ובסופו של דבר נשפך דרך צינור פריקת הביוגז העליון.
החזרת נוזלים: נוזל התגובה המופרד זורם החוצה מתחתית -מפריד הנוזלים של הגז ונכנס שוב- לחלק התחתון של הכור כדי להשתתף בתהליך התגובה האנאירובית שלאחר מכן.
טבלת פרמטרים של כור אנאירובי IC
|
ממד פרמטר |
כור אנאירובי IC ערכים/מאפיינים אופייניים |
התייחסות להשוואה (למשל UASB) |
|
עומס עוצמת הקול |
15-30 ק"גCOD/(m³·d), עד 35-50 kgCOD/(m³·d) בעומסים גבוהים |
UASB הוא בדרך כלל 5-10 kgCOD/(m³·d) |
|
זמן שמירה הידראולי (HRT) |
2-6 שעות (תלוי באיכות המים) |
UASB דורש בדרך כלל 10-24 שעות |
|
בַּקָלָה שיעור הסרה |
75%-80% או יותר (תלוי בריכוז ההשפעה) |
מעט גבוה יותר בתנאים דומים אך עם פעולה יציבה יותר ב-UASB |
|
זרימת מחזור פנימית |
דרג פי 2-3 את ההשפעה (לריכוזים נמוכים), עד פי 10-20 (לריכוזים גבוהים) |
נדרשת זרימת משאבה חיצונית, עם צריכת אנרגיה גבוהה יותר |
|
מהירות זרימה מעלה |
עד פי 16-20 מזה של UASB |
נמוך יותר ב-UASB רגיל |
|
גובה-ל-יחס קוטר |
בדרך כלל 4-8, עם גובה של עד 20 מ' |
בדרך כלל קצר ורחב יותר, תופס יותר מקום |
|
טווח בקרת pH |
מומלץ 6.5-7.5 עבור משפיע |
סטייה מטווח זה משפיעה על פעילות החיידקים המתנוגנים |
|
טמפרטורת הפעלה |
בטמפרטורת הסביבה (20-25 מעלות) או מזופילית (35-38 מעלות) |
Mesophilic הוא המצב העיקרי, רגיש לטמפרטורה |
|
ריכוז בוצה |
בוצה גבוהה במיוחד, בעיקר גרגירית, זרימה פנימית מקדמת היווצרות |
ריכוז נמוך יותר, נוטה לאובדן |
|
שטח קומה |
רק 1/4-1/3 של UASB |
תופס יותר מקום |
תרחישי יישום של כור אנאירובי IC
טיפול בשפכים בתעשיית הבירה והמשקאות
כור אנאירובי IC מתפקד היטב בטיפול בשפכים מייצור בירה ומשקאות. הוא יכול להתמודד עם שפכים ממעיכת בירה ותסיסה. באמצעות שני תאי תגובה-, הוא מפרק חומרים אורגניים כגון סוכרים וחלבונים, ומשיג שיעור הסרת COD של 85% עד 90%. בנוסף, הביוגז המוחזר יכול לשמש לחימום הדוד, מה שמפחית את עלויות האנרגיה.
טיפול בשפכים בעיבוד עמילן ומוצרי חלב
בתעשיית עיבוד העמילן והחלב, כור אנאירובי IC יכול להתמודד עם שפכים מייצור עמילן תירס ומי גבינה (עשיר בלקטוז וחלבון). על ידי דילול-מוצקים מרחפים בריכוז גבוה (SS) באמצעות מחזור פנימי, הוא יכול למנוע התנפחות בוצה ויש לו קצב טעינה נפחי של עד 20-30 ק"ג COD/m³·d.
טיפול בשפכים בעיבוד בשר ופירות/ירקות
כור אנאירובי IC מתאים גם לטיפול בשפכים משחיטת בשר (המכיל שומן ודם) וכבישת פירות/ירקות (עתירי מלח). זה יכול לשבור ביעילות חומרים אורגניים מורכבים בשפכים אלה, ולשפר את יעילות הטיפול.
טיפול בשפכים בייצור נייר ותעשיית עיסת
ליקר שחור לייצור נייר ושפכי עיסת מכילים ליגנין, תאית וחומרים עקשנים אחרים, ולשיטות טיפול מסורתיות יש יעילות נמוכה. כור אנאירובי IC פועל בטמפרטורות גבוהות (55-65 מעלות) כדי לשפר את הפירוק, ולהפחית COD מתחת ל-500 מ"ג/ליטר לאחר הטיפול. ניתן לעשות שימוש חוזר במים המטופלים בייצור.
טיפול בשפכים בתעשייה הכימית
כור אנאירובי IC מתאים לטיפול בשפכים אורגניים מהתעשייה הכימית, כגון מחית פסולת זיקוק אלכוהול ושפכי תסיסה של חומצת לימון. מי שפכים אלה מכילים ריכוזים גבוהים של חומרים אורגניים, וכור אנאירובי IC יכול לפרק אותם ביעילות, ועומד בתקני הפרשות סביבתיות.
טיפול בשפכים בציפוי אלקטרוניקה, צביעה ושטיפת הטמנה
עבור ציפוי אלקטרולי וצביעת שפכים ושטיפת פסולת, כור אנאירובי IC מאמץ לעתים קרובות את התהליך המשולב IC +-חתך קצר, ומשיג שיעור סילוק חנקן של למעלה מ-90%. תהליך משולב זה יכול להסיר ביעילות חנקן וזרחן ומזהמים אחרים מהשפכים, ולשפר את יעילות הטיפול.
מאפיינים של כור אנאירובי IC
לכור האנאירובי IC יש ריכוז בוצה גבוה וכמות גדולה של מיקרואורגניזמים. הוא כולל גם זרימת דם פנימית, המבטיחה העברת מסה טובה. קצב ההעמסה האורגני של השפע יכול להיות גבוה עד פי שלושה. בדרך כלל, קצב הטעינה הנפחי הוא 10 עד 18 ק"ג COD/m³/d, ועבור מותגים מסוימים, הוא עשוי להיות אפילו גבוה יותר.
קצב הטעינה הנפחי של כור ה-IC הוא בערך פי שלושה מזה של כור ה-UASB הרגיל, ונפחו הוא כ-רבע מזה של הכור הרגיל. לכן, הוא תופס פחות מקום ומתאים מאוד למפעלי תעשייה וכרייה עם זמינות קרקע מוגבלת.
כור ה-IC יכול לדלל אוטומטית את ההשפעה באמצעות זרימה פנימית, ולשמור ביעילות על יציבות ריכוז ההשפעה בתא התגובה הראשון.
השפעת הטמפרטורה על העיכול האנאירובי נעוצה בעיקר בהשפעתה על קצב העיכול. בשל הכמות הגדולה של מיקרואורגניזמים בכור ה-IC, השפעת הטמפרטורה על העיכול האנאירובי כבר אינה בולטת או חמורה. ככלל, עיכול אנאירובי בכור ה-IC יכול להתבצע בטמפרטורות רגילות (20 עד 25 מעלות), מה שמפחית את הקושי בשמירה על טמפרטורת העיכול וחיסכון באנרגיה.
הריפלוקס בכורים אנאירוביים קונבנציונליים מושגת באמצעות לחץ חיצוני, בעוד שכור ה-IC משתמש בביו-גז שהוא מייצר ככוח ההרמה כדי להשיג סירקולציה פנימית של הנוזל המעורב, מה שמבטל את הצורך במשאבה כדי לאלץ מחזור וחיסכון בצריכת החשמל.
תגיות פופולריות: כור אנאירובי ic, יצרנים, ספקים, מפעל כור אנאירובי ic ic
