Ποιότητα εκροών
1. Περίσσεια οργανικής ύλης
Οι παράγοντες που επηρεάζουν κυρίως την αποτελεσματικότητα επεξεργασίας της οργανικής ύλης περιλαμβάνουν:
(1) Θρεπτικά συστατικά
Γενικά, τα θρεπτικά συστατικά όπως το άζωτο και ο φώσφορος στα λύματα επαρκούν για τις μικροβιακές ανάγκες και συχνά σε περίσσεια. Ωστόσο, όταν η αναλογία των βιομηχανικών λυμάτων είναι σχετικά υψηλή, η αναλογία άνθρακα-αζώτου-του φωσφόρου θα πρέπει να ελέγχεται για να διασφαλιστεί ότι πληροί το πρότυπο 100:5:1.
● Εάν υπάρχει έλλειψη αζώτου, συνήθως προστίθενται άλατα αμμωνίου.
● Εάν υπάρχει έλλειψη φωσφόρου, συνήθως προστίθεται φωσφορικό οξύ ή φωσφορικά άλατα.
(2) pH
Το pH των λυμάτων είναι συνήθως ουδέτερο και κυμαίνεται από 6,5 έως 7,5. Μια ελαφρά μείωση του pH μπορεί να προκληθεί από αναερόβια ζύμωση στον αγωγό λυμάτων. Οι σημαντικές πτώσεις του pH κατά τη διάρκεια της περιόδου των βροχών οφείλονται συχνά στην όξινη βροχή των πόλεων, ειδικά σε συνδυασμένα συστήματα αποχέτευσης.
Μια ξαφνική και μεγάλη αλλαγή στο pH, είτε αύξηση είτε μείωση, προκαλείται συνήθως από τη μεγάλη απόρριψη βιομηχανικών λυμάτων. Η ρύθμιση του pH των λυμάτων συνήθως περιλαμβάνει την προσθήκη υδροξειδίου του νατρίου ή θειικού οξέος, αλλά αυτό αυξάνει σημαντικά το κόστος επεξεργασίας.
(3) Λάδια και γράσο
Όταν η περιεκτικότητα σε ελαιώδεις ουσίες στα λύματα είναι υψηλή, η απόδοση αερισμού του εξοπλισμού αερισμού θα μειωθεί. Χωρίς αύξηση του αερισμού, η αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας θα μειωθεί, αλλά η αύξηση του αερισμού αναπόφευκτα αυξάνει το λειτουργικό κόστος.
Η υψηλή περιεκτικότητα σε λάδι μειώνει επίσης την απόδοση καθίζησης της ενεργοποιημένης λάσπης και σε σοβαρές περιπτώσεις μπορεί να προκαλέσει διόγκωση της ιλύος, οδηγώντας σε αιωρούμενα στερεά (SS) στα απόβλητα που υπερβαίνουν τα πρότυπα. Για εισροή με υψηλή περιεκτικότητα σε λάδι, θα πρέπει να προστεθεί εξοπλισμός αφαίρεσης λαδιού στο στάδιο της προεπεξεργασίας.
(4) Θερμοκρασία
Η θερμοκρασία έχει ένα ευρύ φάσμα επιδράσεων στη διαδικασία της ενεργοποιημένης ιλύος.
● Πρώτον, επηρεάζει τη μικροβιακή δραστηριότητα. Το χειμώνα, εάν δεν ληφθούν μέτρα ελέγχου, η αποτελεσματικότητα της θεραπείας θα μειωθεί.
● Δεύτερον, επηρεάζει την απόδοση διαχωρισμού σε δεξαμενές δευτερεύουσας καθίζησης. Για παράδειγμα, οι αλλαγές θερμοκρασίας μπορεί να προκαλέσουν ρεύματα πυκνότητας και βραχυκύκλωμα-. οι χαμηλές θερμοκρασίες αυξάνουν το ιξώδες της λάσπης και μειώνουν την απόδοση καθίζησης.
● Τρίτον, η θερμοκρασία επηρεάζει την απόδοση αερισμού. Το καλοκαίρι, οι υψηλότερες θερμοκρασίες μειώνουν τον κορεσμό του διαλυμένου οξυγόνου, καθιστώντας τη μεταφορά οξυγόνου πιο δύσκολη και μειώνοντας την απόδοση του αερισμού. Μειώνει επίσης την πυκνότητα του αέρα, επομένως για να διατηρηθεί η ίδια παροχή αέρα, πρέπει να αυξηθεί ο όγκος του αέρα.
2.TP (Total Phosphorus) Υπέρβαση των Προτύπων
Η βιολογική απομάκρυνση του φωσφόρου βασίζεται σε οργανισμούς που συσσωρεύουν πολυφωσφορικά-(PAO) που απελευθερώνουν φώσφορο υπό αναερόβιες συνθήκες και απορροφούν την περίσσεια του φωσφόρου υπό αερόβιες συνθήκες. Ο φώσφορος απομακρύνεται με την εκκένωση-πλούσιας περίσσειας λάσπης φωσφόρου. Οι αιτίες για την υπέρβαση των προτύπων TP απόβλητων περιλαμβάνουν:
(1) Θερμοκρασία
Η θερμοκρασία επηρεάζει την απομάκρυνση του φωσφόρου λιγότερο εμφανώς από τη βιολογική απομάκρυνση του αζώτου. Εντός ενός ορισμένου εύρους, η βιολογική απομάκρυνση του φωσφόρου λειτουργεί με επιτυχία παρά τις μέτριες αλλαγές θερμοκρασίας. Τα πειράματα δείχνουν ότι η απομάκρυνση του φωσφόρου είναι προτιμότερη σε θερμοκρασίες άνω των 10 βαθμών, καθώς τα PAO αναπτύσσονται πιο αργά σε χαμηλές θερμοκρασίες.
(2) Τιμή pH
Μεταξύ pH 6,5 και 8,0, η περιεκτικότητα σε φώσφορο και ο ρυθμός πρόσληψης πολυφωσφορικών μικροοργανισμών παραμένουν σταθεροί. Όταν το pH πέσει κάτω από 6,5, η πρόσληψη φωσφόρου μειώνεται απότομα. Οι ξαφνικές πτώσεις του pH προκαλούν γρήγορες αυξήσεις στη συγκέντρωση του φωσφόρου τόσο στην αερόβια όσο και στην αναερόβια ζώνη. Όσο μεγαλύτερη είναι η πτώση του pH, τόσο περισσότερος φώσφορος απελευθερώνεται. Αυτή η απελευθέρωση δεν είναι μια φυσιολογική ή βιοχημική απόκριση των PAOs αλλά μια καθαρά χημική επίδραση «διάλυσης οξέος». Η μεγαλύτερη αναερόβια απελευθέρωση φωσφόρου λόγω της πτώσης του pH έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη αερόβια πρόσληψη φωσφόρου, υποδεικνύοντας ότι η απελευθέρωση είναι καταστροφική και αναποτελεσματική. Η ελαφρά πρόσληψη φωσφόρου συμβαίνει όταν το pH αυξάνεται.
(3) Διαλυμένο οξυγόνο (DO)
Κάθε mg μοριακού οξυγόνου μπορεί να καταναλώσει 1,14 mg βιοαποικοδομήσιμου COD, αναστέλλοντας την ανάπτυξη PAO και εμποδίζοντας την απομάκρυνση του φωσφόρου. Η αναερόβια ζώνη θα πρέπει να διατηρεί χαμηλό DO για να ευνοεί την όξινη ζύμωση από αναερόβια, προάγοντας την απελευθέρωση φωσφόρου από τα PAO και να μειώνει την κατανάλωση βιοαποδομήσιμης οργανικής ύλης, επιτρέποντας στα PAO να συνθέτουν περισσότερο PHB. Αντίθετα, η αερόβια ζώνη απαιτεί υψηλότερο DO για να υποστηρίξει τα PAO στην αποικοδόμηση του αποθηκευμένου PHB για να ληφθεί ενέργεια για την απορρόφηση διαλυμένων φωσφορικών από τα λύματα και τη σύνθεση ενδοκυτταρικού πολυφωσφορικού. Το DO πρέπει να ελέγχεται κάτω από 0,3 mg/L σε αναερόβιες ζώνες και πάνω από 2 mg/L σε αερόβιες ζώνες για να διασφαλιστεί η αποτελεσματική αναερόβια απελευθέρωση φωσφόρου και αερόβια πρόσληψη.
(4) Νιτρικό άζωτο σε αναερόβια δεξαμενή
Το νιτρικό άζωτο στην αναερόβια ζώνη καταναλώνει οργανικά υποστρώματα, αναστέλλοντας την απελευθέρωση φωσφόρου των PAO και επηρεάζοντας έτσι την πρόσληψη φωσφόρου υπό αερόβιες συνθήκες. Επίσης, το νιτρικό άζωτο χρησιμοποιείται απονιτροποιώντας βακτήρια ως δέκτες ηλεκτρονίων για απονιτροποίηση, η οποία παρεμβαίνει στις διαδικασίες ζύμωσης παράγοντας οξέα που απαιτούνται για το μεταβολισμό του φωσφόρου PAO, καταστέλλοντας την απελευθέρωση, την πρόσληψη και τη σύνθεση PHB φωσφόρου PAO. Κάθε mg νιτρικού αζώτου καταναλώνει 2,86 mg βιοαποικοδομήσιμου COD, καταστέλλοντας την αναερόβια απελευθέρωση φωσφόρου. Τυπικά, το νιτρικό άζωτο ελέγχεται κάτω από 1,5 mg/L.
(5) Εποχή λάσπης
Η απομάκρυνση του φωσφόρου επιτυγχάνεται κυρίως με την απόρριψη περίσσειας ιλύος. Έτσι, η ποσότητα της περίσσειας λάσπης καθορίζει την αποτελεσματικότητα απομάκρυνσης. Η ηλικία της ιλύος επηρεάζει άμεσα τον όγκο εκκένωσης της ιλύος και την πρόσληψη φωσφόρου. Η χαμηλότερη ηλικία λάσπης βελτιώνει την απομάκρυνση του φωσφόρου αυξάνοντας την περίσσεια εκκένωσης λάσπης και την απομάκρυνση του φωσφόρου από το σύστημα, μειώνοντας τον φώσφορο στα απόβλητα δευτερογενούς καθίζησης. Ωστόσο, η βιολογική απομάκρυνση του αζώτου και του φωσφόρου απαιτεί επαρκή ηλικία λάσπης για νιτροποίηση και απονιτροποίηση της ανάπτυξης βακτηρίων, καθιστώντας συχνά την απομάκρυνση του φωσφόρου μη ικανοποιητική. Γενικά, η ηλικία της λάσπης στα συστήματα αφαίρεσης φωσφόρου ελέγχεται μεταξύ 3,5 και 7 ημερών.
(6) Αναλογία COD/TP
Στη βιολογική απομάκρυνση του φωσφόρου, ο τύπος και η ποσότητα των οργανικών υποστρωμάτων στο αναερόβιο στάδιο και η αναλογία των θρεπτικών ουσιών που χρειάζονται τα μικρόβια προς τον φώσφορο στα λύματα, επηρεάζουν κρίσιμα την αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσης. Διαφορετικά υποστρώματα προκαλούν ποικίλη απελευθέρωση και πρόσληψη φωσφόρου. Χαμηλού μοριακού βάρους, εύκολα αποικοδομήσιμα οργανικά (π.χ. πτητικά λιπαρά οξέα) χρησιμοποιούνται εύκολα από τα PAO για να απελευθερώσουν αποθηκευμένα πολυφωσφορικά και να προκαλέσουν ισχυρή απελευθέρωση φωσφόρου. Το υψηλό μοριακό βάρος, τα σκληρά-να-αποδομούμενα οργανικά προκαλούν ασθενέστερη απελευθέρωση φωσφόρου. Όσο πληρέστερη είναι η αναερόβια απελευθέρωση φωσφόρου, τόσο μεγαλύτερη είναι η αερόβια πρόσληψη φωσφόρου. Τα PAO χρησιμοποιούν ενέργεια από αναερόβια απελευθέρωση φωσφόρου για να απορροφήσουν οργανικά με χαμηλά μοριακά στοιχεία για επιβίωση υπό αναερόβιες συνθήκες. Ως εκ τούτου, επαρκής οργανική ύλη (COD/TP > 15) είναι απαραίτητη για την επιβίωση του PAO και την ιδανική απομάκρυνση του φωσφόρου.
(7) Εύκολα βιοαποδομήσιμο COD (RBCOD)
Μελέτες δείχνουν ότι υποστρώματα όπως το οξικό, το προπιονικό και το μυρμηκικό οξύ οδηγούν σε υψηλούς ρυθμούς απελευθέρωσης φωσφόρου, οι οποίοι εξαρτώνται από τη συγκέντρωση της ενεργοποιημένης ιλύος και τη μικροβιακή σύνθεση και όχι από τη συγκέντρωση του υποστρώματος. Αυτή η απελευθέρωση φωσφόρου ακολουθεί κινητικές μηδενικής-τάξης. Άλλα οργανικά πρέπει να μετατραπούν σε αυτά τα μικρά μόρια πριν τα PAO μπορούν να τα μεταβολίσουν.
(8) Γλυκογόνο
Το γλυκογόνο είναι ένας μεγάλος διακλαδισμένος πολυσακχαρίτης που αποτελείται από μονάδες γλυκόζης και χρησιμεύει ως ενδοκυτταρική αποθήκευση ενέργειας. Στα PAO, το γλυκογόνο σχηματίζεται σε αερόβια περιβάλλοντα, αποθηκεύοντας ενέργεια που μεταβολίζεται υπό αναερόβιες συνθήκες για να παράγει NADH (πρόδρομο για τη σύνθεση PHA), παρέχοντας μεταβολική ενέργεια. Ο υπερβολικός αερισμός ή η υπερβολική-οξείδωση μειώνει το γλυκογόνο στα PAO, προκαλώντας ανεπάρκεια NADH σε αναερόβιες συνθήκες και κακή απομάκρυνση του φωσφόρου.
(9) Υδραυλικός χρόνος συγκράτησης (HRT)
Σε καλά λειτουργούμενα δημοτικά συστήματα απομάκρυνσης βιολογικού αζώτου και φωσφόρου, η απελευθέρωση και η πρόσληψη φωσφόρου συνήθως απαιτούν 1,5–2,5 ώρες και 2,0–3,0 ώρες, αντίστοιχα. Η απελευθέρωση φωσφόρου είναι κάπως πιο κρίσιμη. Έτσι, η αναερόβια HRT παρακολουθείται στενά. Η πολύ σύντομη αναερόβια HRT εμποδίζει την επαρκή απελευθέρωση φωσφόρου και τη διάσπαση της οργανικής ύλης σε χαμηλά λιπαρά οξέα. υπερβολικά μεγάλο χρονικό διάστημα αυξάνει το κόστος και τις παρενέργειες. Η απελευθέρωση και η πρόσληψη φωσφόρου είναι αλληλένδετες: η επαρκής αναερόβια απελευθέρωση βελτιώνει την αερόβια πρόσληψη και αντίστροφα, δημιουργώντας έναν θετικό κύκλο. Τα λειτουργικά δεδομένα υποδεικνύουν κατάλληλα HRT ως 1h15m–1h45m αναερόβια και 2h–3h10m αερόβια.
(10) Αναλογία επιστροφής (R)
Στις διεργασίες A/O (αναερόβιες/αερόβιες), είναι σημαντικό να διατηρείται αρκετό διαλυμένο οξυγόνο στην ενεργοποιημένη λάσπη που επιστρέφει από τη δεξαμενή αερισμού στη δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης για να αποτραπεί η αναερόβια απελευθέρωση φωσφόρου στη δεύτερη. Χωρίς γρήγορη απομάκρυνση της λάσπης, τα παχιά στρώματα λάσπης προκαλούν αναερόβια απελευθέρωση φωσφόρου παρά το υψηλό DO. Έτσι, οι αναλογίες επιστροφής δεν πρέπει να είναι πολύ χαμηλές, διασφαλίζοντας γρήγορη εκκένωση της λάσπης από τις δεξαμενές καθίζησης. Οι υπερβολικά υψηλοί λόγοι επιστροφής αυξάνουν την κατανάλωση ενέργειας και μειώνουν τον χρόνο συγκράτησης της λάσπης στη δεξαμενή αερισμού, μειώνοντας την απομάκρυνση του BOD5 και του φωσφόρου. Οι βέλτιστες αναλογίες απόδοσης κυμαίνονται μεταξύ 50% και 70%.
3.Μηχανολογικός και Ηλεκτρικός Εξοπλισμός
Η σταθερή λειτουργία της επεξεργασίας λυμάτων και ιλύος εξαρτάται από αξιόπιστο μηχανολογικό και ηλεκτρικό εξοπλισμό, ο οποίος επηρεάζει επίσης την κατανάλωση ενέργειας των εγκαταστάσεων.
(1) Μηχάνημα οθόνης μπαρ
Το πρώτο βήμα επεξεργασίας, επιρρεπές σε σφάλματα που μπορούν να σταματήσουν την εισροή λυμάτων. Κοινά ζητήματα:
Μπλοκάρισμα λόγω φθοράς ρουλεμάν ή μηχανικής βλάβης. Απαιτεί τακτική λίπανση και επιθεώρηση.
Μπλοκάρισμα από ίνες, πλαστικές σακούλες που προκαλούν μειωμένη ροή και υπερχείλιση. Απαιτεί τεχνικές αναβαθμίσεις ή χειροκίνητο καθαρισμό.
(2) Αντλίες ανύψωσης
Κυρίως υποβρύχιες αντλίες. Τα κενά της πτερωτής αντλίας και του δακτυλίου στεγανοποίησης μπορεί να φράξουν από υπολείμματα, μειώνοντας τη στεγανοποίηση και την απόδοση, προκαλώντας αστοχία του κινητήρα. Συνιστάται η τακτική επιθεώρηση, η περιστροφή της αντλίας και η βελτιωμένη λειτουργία της οθόνης μπάρας.
Ο σχεδιασμός του συστήματος μεταβλητής εισροής και συλλογής απαιτεί αντλίες διατεταγμένες σε κλίσεις με αντλίες σταθερής-ταχύτητας και μεταβλητής-ταχύτητας για να χειρίζονται αποτελεσματικά τις διακυμάνσεις.
(3) Φυσητήρες
Εξοπλισμός-εντατικού κλειδιού και ενέργειας. Οι παράμετροι περιλαμβάνουν ροή αέρα, πίεση, κατανάλωση ενέργειας και θόρυβο. Φυγοκεντρικοί φυσητήρες που χρησιμοποιούνται συνήθως με πλεονεκτήματα σε σχέση με τους φυσητήρες Roots σε απόδοση, διάρκεια ζωής, θόρυβο και σταθερότητα. Ο έλεγχος μεταβλητής συχνότητας και οι πολλαπλές διαμορφώσεις ανεμιστήρα βελτιστοποιούν τη χρήση ενέργειας.
Η τακτική συντήρηση των ψυγείων λαδιού, των φίλτρων και η διασφάλιση της σωστής ποιότητας λαδιού είναι απαραίτητη για την αποφυγή γαλακτωματοποίησης και υπερθέρμανσης.
(4) Κεφαλές Αερισμού
Κυρίως μικροπορώδεις μεμβράνες (τύποι δίσκου, θόλου, πλάκας, σωλήνων). Η απόφραξη και η γήρανση του καουτσούκ μειώνουν την απόδοση μεταφοράς οξυγόνου. Απαιτείται τακτικός καθαρισμός με μυρμηκικό οξύ ή αέρα υψηλής-πίεσης, με προφυλάξεις ασφαλείας. Οι βαλβίδες αποστράγγισης θα πρέπει να ανοίγουν τακτικά για την απομάκρυνση του συμπυκνώματος. Θα πρέπει να αντικατασταθούν οι πολύ βουλωμένοι ή κατεστραμμένοι διαχυτές.
(5) Εξοπλισμός απομάκρυνσης λάσπης
Ορισμένες διεργασίες δεν διαθέτουν δευτερεύουσες δεξαμενές καθίζησης (π.χ. SBR, UNITANK), προκαλώντας διοχέτευση του στρώματος ιλύος και ανεπαρκή εκκένωση λάσπης, αυξάνοντας την κατανάλωση ενέργειας και χημικών. Συνιστάται διακοπτόμενη ή πολλών{3}}σημείων εκκένωσης λάσπης. Είναι απαραίτητη η τακτική συντήρηση των συσκευών απόξεσης και αναρρόφησης σε δεξαμενές καθίζησης.
(6) Μηχανήματα Αφυδάτωσης
Δύο κύριοι τύποι: φυγόκεντρος και ιμάντα φίλτρου.
4. Φυγόκεντρος:
Εξετάστε τη συγκέντρωση ιλύος, τον ρυθμό τροφοδοσίας, τη διαφορά ταχύτητας, τη δόση πολυμερούς στα στερεά κέικ, το διήθημα SS και την ανάκτηση.
Η μεγαλύτερη διαφορά ταχύτητας μειώνει την κατακράτηση της λάσπης, αυξάνοντας την περιεκτικότητα σε υγρασία και τα στερεά διηθήματος.
Το μικρότερο διαφορικό βελτιώνει τον διαχωρισμό αλλά κινδυνεύει να φράξει.
Προσαρμόστε τη δόση του πολυμερούς και τον ρυθμό τροφοδοσίας για βελτιστοποίηση.
Κοινά ζητήματα:συναγερμοί λόγω ανεπαρκούς πλύσης, υπερθέρμανσης ρουλεμάν από μπλοκάρισμα λίπανσης, συναγερμοί κινητήρα από μετατροπέα συχνότητας και λάσπη που δεν εκκενώνεται λόγω μικρών κροκίδων λάσπης, ειδικά κατά τις περιόδους βροχών. Προσαρμόστε τις λειτουργικές παραμέτρους για μετριασμό.
Πρέσα φίλτρου ζώνης:
Η λάσπη συμπιέζεται και κόβεται ανάμεσα σε δύο ιμάντες που περνούν πάνω από κυλίνδρους για την απομάκρυνση του νερού.
Τα σημεία λειτουργίας και συντήρησης περιλαμβάνουν ομοιόμορφη κατανομή λάσπης, μαλακές ξύστρες, συστήματα καθαρισμού ακροφυσίων, αυτόματη ανίχνευση ιμάντα και ασφάλειες ασφάλισης.
Συνήθη προβλήματα: ολίσθηση, απόκλιση ιμάντα, απόφραξη και τα στερεά του κέικ μειώνονται κυρίως λόγω υπερφόρτωσης, ακατάλληλης τάσης, κατεστραμμένων κυλίνδρων και περίσσειας πολυμερούς. Η τακτική ρύθμιση και ο καθαρισμός είναι απαραίτητα.
Όργανα παρακολούθησης
Η υψηλή ακαθαρσία και το σκληρό περιβάλλον προκαλούν συχνά σφάλματα μέτρησης ή ζημιά στους διαδικτυακούς αναλυτές, επηρεάζοντας τον έλεγχο και την αυτοματοποίηση.
Απαιτούνται κατάλληλες μονάδες προεπεξεργασίας δειγμάτων νερού και αναλυτές που να ταιριάζουν με το εύρος συγκεντρώσεων. Ο μεγάλος εξοπλισμός θα πρέπει να διαθέτει συστήματα ελέγχου συμβατά με αυτοματισμούς εγκαταστάσεων για μείωση του κόστους επικοινωνίας.
Οι διαδικασίες συντήρησης περιλαμβάνουν προγραμματισμένα ανταλλακτικά, τακτική βαθμονόμηση, καθαρισμό και αντικατάσταση αναλώσιμων.
Η αντικεραυνική προστασία είναι ζωτικής σημασίας για συσκευές εξωτερικού χώρου λόγω συχνών κεραυνών σε εγκαταστάσεις αποχέτευσης. Η έλλειψη προστασίας οδηγεί σε υψηλό κόστος επισκευής και λειτουργικούς κινδύνους.