Calitatea efluentului
1. Excesul de materie organică
Factorii care afectează în principal eficiența tratării materiei organice includ:
(1) Nutrienți
În general, nutrienții precum azotul și fosforul din apele uzate sunt suficiente pentru nevoile microbiene și adesea în exces. Cu toate acestea, atunci când proporția de ape uzate industriale este relativ mare, raportul carbon-azot-fosfor trebuie verificat pentru a se asigura că îndeplinește standardul de 100:5:1.
● Dacă azotul este deficitar, de obicei se adaugă săruri de amoniu.
● Dacă fosforul este deficitar, se adaugă de obicei acid fosforic sau fosfați.
(2) pH
pH-ul apei uzate este de obicei neutru, variind de la 6,5 la 7,5. O scădere ușoară a pH-ului poate fi cauzată de fermentația anaerobă în conducta de canalizare. Scăderile semnificative ale pH-ului în timpul sezonului ploios se datorează adesea ploilor acide urbane, în special în sistemele de canalizare combinate.
O schimbare bruscă și mare a pH-ului, fie o creștere sau o scădere, este de obicei cauzată de deversarea mare de ape uzate industriale. Ajustarea pH-ului apei uzate implică de obicei adăugarea de hidroxid de sodiu sau acid sulfuric, dar acest lucru crește semnificativ costurile de tratare.
(3) Uleiuri și grăsimi
Când conținutul de substanțe uleioase din apele uzate este mare, eficiența de aerare a echipamentului de aerare va scădea. Fără creșterea aerării, eficiența tratamentului va scădea, dar creșterea aerării crește inevitabil costurile de operare.
Conținutul ridicat de ulei reduce, de asemenea, performanța de decantare a nămolului activat și, în cazuri severe, poate cauza înmulțirea nămolului, ducând la depășirea standardelor de solide în suspensie (SS) în efluent. Pentru afluentul cu conținut ridicat de ulei, echipamentul de îndepărtare a uleiului trebuie adăugat în etapa de pretratare.
(4) Temperatura
Temperatura are o gamă largă de efecte asupra procesului de nămol activ.
● În primul rând, afectează activitatea microbiană. Iarna, dacă nu se iau măsuri de control, eficiența tratamentului va scădea.
● În al doilea rând, afectează performanța de separare în rezervoarele secundare de sedimentare; de exemplu, schimbările de temperatură pot provoca curenți de densitate și scurt{0}}circuit; temperaturile scăzute cresc vâscozitatea nămolului și reduc performanța de decantare.
● În al treilea rând, temperatura afectează eficiența aerării. Vara, temperaturile mai ridicate scad saturația de oxigen dizolvat, făcând transferul de oxigen mai dificil și reducând eficiența aerării. De asemenea, scade densitatea aerului, astfel încât pentru a menține aceeași alimentare cu aer, volumul de aer trebuie crescut.
2.TP (fosfor total) depășește standardele
Eliminarea biologică a fosforului se bazează pe organisme care acumulează-polifosfat (PAO) care eliberează fosfor în condiții anaerobe și absoarbe excesul de fosfor în condiții aerobe. Fosforul este îndepărtat prin descărcarea excesului de nămol-bogat în fosfor. Cauzele pentru care TP efluent depășește standardele includ:
(1) Temperatura
Temperatura afectează îndepărtarea fosforului mai puțin evident decât îndepărtarea biologică a azotului. Într-un anumit interval, îndepărtarea biologică a fosforului funcționează cu succes în ciuda schimbărilor moderate de temperatură. Experimentele arată că îndepărtarea fosforului este de preferat la temperaturi peste 10 grade, deoarece PAO cresc mai lent la temperaturi scăzute.
(2) Valoarea pH-ului
Între pH 6,5 și 8,0, conținutul de fosfor și rata de absorbție a microorganismelor polifosfatice rămân stabile. Când pH-ul scade sub 6,5, absorbția de fosfor scade brusc. Scăderile bruște ale pH-ului provoacă creșteri rapide ale concentrației de fosfor atât în zonele aerobe, cât și în cele anaerobe; cu cât scăderea pH-ului este mai mare, cu atât se eliberează mai mult fosfor. Această eliberare nu este un răspuns fiziologic sau biochimic al PAO, ci un efect pur chimic de „dizolvare a acidului”. O eliberare anaerobă mai mare de fosfor din cauza scăderii pH-ului are ca rezultat o absorbție mai scăzută a fosforului aerob, indicând că eliberarea este distructivă și ineficientă. O ușoară absorbție de fosfor apare atunci când pH-ul crește.
(3) Oxigen dizolvat (DO)
Fiecare mg de oxigen molecular poate consuma 1,14 mg de COD biodegradabil, inhibând creșterea PAO și împiedicând eliminarea fosforului. Zona anaerobă ar trebui să mențină un DO scăzut pentru a favoriza fermentația acidă de către anaerobi, promovând eliberarea de fosfor de către PAO și pentru a reduce consumul de materie organică biodegradabilă, permițând PAO să sintetizeze mai mult PHB. În schimb, zona aerobă necesită un DO mai mare pentru a sprijini PAO în degradarea PHB stocat pentru a obține energie pentru absorbția fosfatului dizolvat din ape uzate și pentru sinteza polifosfatului intracelular. DO ar trebui controlat sub 0,3 mg/L în zonele anaerobe și peste 2 mg/L în zonele aerobe pentru a asigura eliberarea eficientă a fosforului anaerob și absorbția aerobă.
(4) Azot azotat în rezervor anaerob
Azotul nitrat din zona anaerobă consumă substraturi organice, inhibând eliberarea de fosfor de către PAO și afectând astfel absorbția de fosfor în condiții aerobe. De asemenea, azotul nitrat este folosit de bacteriile denitrificatoare ca acceptoare de electroni pentru denitrificare, ceea ce interferează cu procesele de fermentație producând acizi necesari pentru metabolismul fosforului PAO, suprimând eliberarea, absorbția și sinteza PHB de fosfor PAO. Fiecare mg de azot azotat consumă 2,86 mg de COD biodegradabil, suprimând eliberarea anaerobă de fosfor. În mod obișnuit, azotul azotat este controlat sub 1,5 mg/L.
(5) Epoca nămolului
Îndepărtarea fosforului se realizează în principal prin evacuarea nămolului în exces; astfel, cantitatea de nămol în exces determină eficiența de îndepărtare. Vârsta nămolului afectează direct volumul de descărcare a nămolului și absorbția de fosfor. Vârsta mai scăzută a nămolului îmbunătățește eliminarea fosforului prin creșterea debitului de nămol în exces și eliminarea fosforului din sistem, reducând fosforul din efluentul de sedimentare secundară. Cu toate acestea, îndepărtarea biologică a azotului și a fosforului necesită o vârstă suficientă a nămolului pentru creșterea bacteriilor de nitrificare și denitrificare, făcând adesea eliminarea fosforului nesatisfăcătoare. În general, vârsta nămolului în sistemele de îndepărtare a fosforului este controlată între 3,5 și 7 zile.
(6) Raportul COD/TP
În îndepărtarea biologică a fosforului, tipul și cantitatea de substraturi organice în stadiul anaerob și raportul dintre nutrienții necesari microbilor și fosforul din canalizare afectează în mod critic eficiența eliminării. Substraturile diferite induc eliberarea și absorbția variate de fosfor. Substanțele organice cu greutate moleculară mică, ușor degradabile (de exemplu, acizi grași volatili) sunt ușor utilizate de către PAO pentru a elibera polifosfatul stocat și pentru a induce puternic eliberarea de fosfor. Substanțele organice cu greutate moleculară mare, greu-de-degradabile induc o eliberare mai slabă de fosfor. Cu cât eliberarea de fosfor este mai completă în mod anaerob, cu atât este mai mare absorbția de fosfor în mod aerob. PAO utilizează energia din eliberarea anaerobă de fosfor pentru a absorbi substanțele organice cu molecularitate scăzută pentru a supraviețui în condiții anaerobe. Prin urmare, suficientă materie organică (COD/TP > 15) este esențială pentru supraviețuirea PAO și eliminarea ideală a fosforului.
(7) COD ușor biodegradabil (RBCOD)
Studiile arată că substraturile precum acidul acetic, propionic și formic duc la rate ridicate de eliberare a fosforului, care depind de concentrația nămolului activat și de compoziția microbiană, nu de concentrația substratului. O astfel de eliberare de fosfor urmează cinetica de ordinul zero. Alte substanțe organice trebuie convertite în aceste molecule mici înainte ca PAO să le poată metaboliza.
(8) Glicogen
Glicogenul este o polizaharidă ramificată mare compusă din unități de glucoză și servește ca stocare intracelulară a energiei. În PAO, glicogenul se formează în medii aerobe, stocând energia metabolizată în condiții anaerobe pentru a produce NADH (un precursor pentru sinteza PHA), furnizând energie metabolică. Aerarea excesivă sau supra-oxidarea reduce glicogenul în PAO, provocând deficit de NADH în condiții anaerobe și eliminare slabă a fosforului.
(9) Timp de retenție hidraulică (HRT)
În sistemele municipale de îndepărtare a azotului și fosforului biologic bine operate-, eliberarea și absorbția fosforului necesită de obicei 1,5–2,5 ore și, respectiv, 2,0–3,0 ore. Eliberarea de fosfor este oarecum mai critică; astfel, HRT anaerobă este monitorizată îndeaproape. HRT anaerobă prea scurtă previne eliberarea suficientă de fosfor și degradarea materiei organice în acizi grași cu conținut scăzut; prea mult timp crește costul și efectele secundare. Eliberarea și absorbția de fosfor sunt interdependente: o eliberare anaerobă suficientă îmbunătățește absorbția aerobă și invers, creând un ciclu pozitiv. Datele operaționale indică HRT adecvate ca 1h15m–1h45m anaerobe și 2h–3h10m aerobe.
(10) Raportul de retur (R)
În procesele A/O (anaerobe/aerobe), este esențial să se mențină suficient oxigen dizolvat în nămolul activat care se întoarce din rezervorul de aerare în rezervorul de sedimentare secundar pentru a preveni eliberarea anaerobă de fosfor în acesta din urmă. Fără îndepărtarea rapidă a nămolului, straturile groase de nămol provoacă eliberare anaerobă de fosfor, în ciuda DO ridicată. Astfel, rapoartele de retur nu trebuie să fie prea mici, asigurând evacuarea rapidă a nămolului din rezervoarele de sedimentare. Rapoartele de retur excesiv de mari cresc consumul de energie și reduc timpul de reținere a nămolului în rezervorul de aerare, afectând eliminarea BOD5 și a fosforului. Ratele optime de rentabilitate variază între 50% și 70%.
3.Echipamente mecanice și electrice
Funcționarea stabilă a epurării apelor uzate și a nămolului depinde de echipamente mecanice și electrice fiabile, care afectează și consumul de energie al instalației.
(1) Mașină cu ecran bar
Primul pas în tratare, predispus la defecțiuni care pot opri fluxul de canalizare. Probleme comune:
Blocaj din cauza uzurii rulmentului sau a unei defecțiuni mecanice. Necesită lubrifiere și inspecție regulată.
Blocaj de fibre, pungi de plastic care provoacă debit redus și preaplin. Necesită upgrade tehnice sau curățare manuală.
(2) Pompe de ridicare
În mare parte pompe submersibile. Rotorul pompei și golurile inelului de etanșare pot fi înfundate de resturi, reducând etanșarea și eficiența, provocând defecțiunea motorului. Se recomandă inspecția regulată, rotația pompei și funcționarea îmbunătățită a ecranului cu bară.
Proiectarea sistemului de colectare și debit variabil necesită pompe dispuse în gradienți cu pompe cu viteză fixă-și cu viteză-fixă pentru a gestiona fluctuațiile în mod eficient.
(3) Suflante
Echipamente cu cheie și{0}}intensive energie. Parametrii includ debitul de aer, presiunea, consumul de energie și zgomotul. Suflante centrifuge utilizate în mod obișnuit cu avantaje față de suflantele Roots în ceea ce privește eficiența, durata de viață, zgomot și stabilitate. Controlul frecvenței variabile și configurațiile multiple ale suflantei optimizează utilizarea energiei.
Întreținerea regulată a răcitorilor de ulei, filtrelor și asigurarea calității corespunzătoare a uleiului este necesară pentru a preveni emulsionarea și supraîncălzirea.
(4) Capete de aerare
Preponderent membrane microporoase (disc, dom, placă, tipuri de tuburi). Colmatarea și îmbătrânirea cauciucului reduc eficiența transferului de oxigen. Este necesară curățarea regulată cu acid formic sau cu aer de înaltă presiune-, cu măsuri de siguranță. Supapele de evacuare trebuie deschise în mod regulat pentru a elimina condensul. Difuzoarele foarte înfundate sau deteriorate trebuie înlocuite.
(5) Echipamente de îndepărtare a nămolului
Unele procese nu au rezervoare secundare de sedimentare (de exemplu, SBR, UNITANK), determinând canalizarea stratului de nămol și descărcarea insuficientă a nămolului, crescând consumul de energie și chimic. Se recomandă evacuarea intermitentă sau în mai multe puncte-de nămol. Este necesară întreținerea regulată a dispozitivelor de raclere și de aspirație din rezervoarele de sedimentare.
(6) Mașini de deshidratare
Două tipuri principale: centrifugă și filtru presă cu bandă.
4. Centrifuga:
Luați în considerare concentrația nămolului, viteza de alimentare, diferența de viteză, dozarea polimerului pe solidele de turtă, filtratul SS și recuperarea.
Diferența de viteză mai mare scurtează reținerea nămolului, crescând conținutul de umiditate și solidele filtrate.
Diferența mai mică îmbunătățește separarea, dar riscă înfundarea.
Ajustați doza de polimer și viteza de alimentare pentru a optimiza.
Probleme comune:alarme datorate spălării inadecvate, supraîncălzirea rulmentului din blocarea lubrifierii, alarmele motorului de la convertizorul de frecvență și nămolul nedescărcat din cauza flocurilor mici de nămol, mai ales în sezonul ploios. Ajustați parametrii operaționali pentru a atenua.
Presă cu filtru cu bandă:
Nămolul comprimat și forfecat între două curele care trec peste role pentru a îndepărta apa.
Punctele operaționale și de întreținere includ distribuția uniformă a nămolului, raclete moi, sisteme de curățare a duzelor, urmărire automată a curelei și protecții de interblocare.
Probleme obișnuite: alunecarea curelei, deviația curelei, înfundarea și scăderea solidelor de turtă, în principal din cauza supraîncărcării, tensiunii necorespunzătoare, rolelor deteriorate și excesul de polimer. Reglarea și curățarea regulată sunt esențiale.
Instrumente de monitorizare
Impuritatea ridicată și mediul dur provoacă erori frecvente de măsurare sau deteriorarea analizoarelor online, impactând controlul și automatizarea.
Sunt necesare unități adecvate de pretratare a probei de apă și analizoare adaptate la intervalele de concentrație. Echipamentele mari ar trebui să aibă sisteme de control compatibile cu automatizarea fabricii pentru a reduce costurile de comunicare.
Procedurile de întreținere includ piesele de schimb planificate, calibrarea regulată, curățarea și înlocuirea consumabilelor.
Protecția împotriva trăsnetului este crucială pentru dispozitivele de exterior datorită loviturilor frecvente de trăsnet la stațiile de canalizare. Lipsa protecției duce la costuri mari de reparații și riscuri operaționale.