Kvalitet otpadnih voda
1. Višak organske materije
Faktori koji uglavnom utiču na efikasnost tretmana organske materije su:
(1) Hranljive materije
Općenito, nutrijenti kao što su dušik i fosfor u otpadnim vodama su dovoljni za potrebe mikroba, a često i u višku. Međutim, kada je udio industrijskih otpadnih voda relativno visok, treba provjeriti omjer ugljika-azota-fosfora kako bi se osiguralo da zadovoljava standard od 100:5:1.
● Ako azota nedostaje, obično se dodaju amonijumove soli.
● Ako fosfora nedostaje, obično se dodaje fosforna kiselina ili fosfati.
(2) pH
pH otpadne vode je obično neutralan, u rasponu od 6,5 do 7,5. Blago smanjenje pH može biti uzrokovano anaerobnom fermentacijom u kanalizacijskom cjevovodu. Značajni pad pH tokom kišne sezone često je posledica kiselih kiša u urbanim sredinama, posebno u kombinovanim kanalizacionim sistemima.
Iznenadna i velika promjena pH vrijednosti, bilo povećanje ili smanjenje, obično je uzrokovana velikim ispuštanjem industrijske otpadne vode. Podešavanje pH otpadne vode obično uključuje dodavanje natrijum hidroksida ili sumporne kiseline, ali to značajno povećava troškove tretmana.
(3) Ulja i masti
Kada je sadržaj uljastih materija u otpadnoj vodi visok, efikasnost aeracije opreme za aeraciju će se smanjiti. Bez povećanja aeracije, efikasnost tretmana će pasti, ali povećanje aeracije neizbježno povećava operativne troškove.
Visok sadržaj ulja također smanjuje učinak taloženja aktivnog mulja, a u teškim slučajevima može uzrokovati nakupljanje mulja, što dovodi do toga da suspendirane krute tvari (SS) u efluentu premašuju standarde. Za influence sa visokim sadržajem ulja, opremu za uklanjanje ulja treba dodati u fazi prethodnog tretmana.
(4) Temperatura
Temperatura ima širok spektar efekata na proces aktivnog mulja.
● Prvo, utiče na aktivnost mikroba. Zimi, ako se ne preduzmu mjere kontrole, efikasnost tretmana će se smanjiti.
● Drugo, utiče na performanse separacije u sekundarnim taložnicima; na primjer, promjene temperature mogu uzrokovati strujanja gustine i kratko{0}}spajanje; niske temperature povećavaju viskozitet mulja i smanjuju učinak taloženja.
● Treće, temperatura utiče na efikasnost aeracije. Ljeti, više temperature smanjuju zasićenost rastvorenim kiseonikom, što otežava prenos kiseonika i smanjuje efikasnost aeracije. Takođe smanjuje gustinu vazduha, tako da se za održavanje iste količine vazduha mora povećati zapremina vazduha.
2.TP (ukupni fosfor) premašuje standarde
Biološko uklanjanje fosfora se oslanja na organizme koji akumuliraju polifosfat- (PAO) koji oslobađaju fosfor u anaerobnim uvjetima i apsorbiraju višak fosfora u aerobnim uvjetima. Fosfor se uklanja ispuštanjem viška mulja bogatog fosforom-. Uzroci za prekoračenje standarda TP otpadnih voda uključuju:
(1) Temperatura
Temperatura utječe na uklanjanje fosfora manje očito nego biološko uklanjanje dušika. Unutar određenog raspona, biološko uklanjanje fosfora uspješno djeluje uprkos umjerenim promjenama temperature. Eksperimenti pokazuju da je uklanjanje fosfora poželjno na temperaturama iznad 10 stepeni, jer PAO rastu sporije na niskim temperaturama.
(2) pH vrijednost
Između pH 6,5 i 8,0, sadržaj fosfora i brzina unosa polifosfatnih mikroorganizama ostaju stabilni. Kada pH padne ispod 6,5, unos fosfora naglo opada. Nagli padovi pH uzrokuju brzo povećanje koncentracije fosfora u aerobnim i anaerobnim zonama; što je veći pad pH, oslobađa se više fosfora. Ovo oslobađanje nije fiziološki ili biohemijski odgovor PAO-a, već čisto hemijski efekat "otapanja kiseline". Veće anaerobno oslobađanje fosfora zbog pada pH rezultira manjim unosom aerobnog fosfora, što ukazuje da je oslobađanje destruktivno i neučinkovito. Kada se pH poveća, dolazi do blagog unosa fosfora.
(3) Otopljeni kisik (DO)
Svaki mg molekularnog kiseonika može potrošiti 1,14 mg biorazgradivog COD-a, inhibirajući rast PAO i ometajući uklanjanje fosfora. Anaerobna zona bi trebala održavati nizak DO kako bi se favorizirala kisela fermentacija od strane anaerobnih, promovirajući oslobađanje fosfora od strane PAO i kako bi se smanjila potrošnja biorazgradivih organskih tvari, omogućavajući PAO-ima da sintetiziraju više PHB. Suprotno tome, aerobna zona zahtijeva veći DO da podrži PAO u razgradnji uskladištenog PHB-a kako bi se dobila energija za apsorpciju otopljenog fosfata iz kanalizacije i sintetiziranje intracelularnog polifosfata. DO treba kontrolisati ispod 0,3 mg/L u anaerobnim zonama i iznad 2 mg/L u aerobnim zonama kako bi se osiguralo efikasno anaerobno oslobađanje fosfora i aerobno uzimanje.
(4) Nitratni azot u anaerobnom rezervoaru
Nitratni azot u anaerobnoj zoni troši organske supstrate, inhibirajući oslobađanje fosfora iz PAO-a i na taj način utiče na unos fosfora u aerobnim uslovima. Također, nitratni dušik se koristi od strane denitrifikujućih bakterija kao akceptora elektrona za denitrifikaciju, što ometa procese fermentacije proizvodeći kiseline potrebne za metabolizam PAO fosfora, potiskujući oslobađanje PAO fosfora, unos i sintezu PHB. Svaki mg nitratnog dušika troši 2,86 mg biorazgradivog COD-a, potiskujući anaerobno oslobađanje fosfora. Tipično, nitratni dušik se kontrolira ispod 1,5 mg/L.
(5) Starost mulja
Uklanjanje fosfora se uglavnom postiže ispuštanjem viška mulja; prema tome, količina viška mulja određuje efikasnost uklanjanja. Starost mulja direktno utiče na zapreminu ispuštanja mulja i unos fosfora. Niža starost mulja poboljšava uklanjanje fosfora povećanjem ispuštanja viška mulja i uklanjanjem fosfora iz sistema, smanjujući fosfor u efluentu sekundarne sedimentacije. Međutim, biološko uklanjanje dušika i fosfora zahtijeva dovoljnu starost mulja za rast nitrifikujućih i denitrifikujućih bakterija, što često čini uklanjanje fosfora nezadovoljavajućim. Generalno, starost mulja u sistemima za uklanjanje fosfora kontroliše se između 3,5 i 7 dana.
(6) Odnos COD/TP
U biološkom uklanjanju fosfora, vrsta i količina organskih supstrata u anaerobnoj fazi, te omjer nutrijenata potrebnih mikrobima i fosfora u kanalizaciji, kritično utiču na efikasnost uklanjanja. Različiti supstrati induciraju različito oslobađanje i unos fosfora. PAO-i lako koriste niske molekularne težine, lako razgradive organske tvari (npr. hlapljive masne kiseline) za oslobađanje uskladištenog polifosfata i snažno induciranje oslobađanja fosfora. Visoka molekularna težina, organski-teško-razgradivi organizmi izazivaju slabije oslobađanje fosfora. Što se anaerobno oslobađanje fosfora potpunije, to je veći unos fosfora aerobno. PAO koriste energiju iz anaerobnog oslobađanja fosfora kako bi apsorbirali niskomolekularne organske tvari za preživljavanje u anaerobnim uvjetima. Stoga je dovoljna količina organske tvari (COD/TP > 15) neophodna za preživljavanje PAO i idealno uklanjanje fosfora.
(7) Lako biorazgradiv COD (RBCOD)
Studije pokazuju da supstrati poput octene, propionske i mravlje kiseline dovode do visokih stopa oslobađanja fosfora, koje zavise od koncentracije aktivnog mulja i mikrobnog sastava, a ne koncentracije supstrata. Takvo oslobađanje fosfora slijedi kinetiku nultog{1}} reda. Ostale organske tvari moraju se pretvoriti u ove male molekule prije nego što ih PAO mogu metabolizirati.
(8) Glikogen
Glikogen je veliki razgranati polisaharid sastavljen od jedinica glukoze i služi kao intracelularno skladište energije. U PAOs, glikogen se formira u aerobnom okruženju, pohranjujući energiju metaboliziranu u anaerobnim uvjetima za proizvodnju NADH (prekursora za PHA sintezu), osiguravajući metaboličku energiju. Pretjerana aeracija ili prekomjerna-oksidacija smanjuje glikogen u PAO, uzrokujući nedostatak NADH u anaerobnim uvjetima i slabo uklanjanje fosfora.
(9) Hidraulično vrijeme zadržavanja (HRT)
U -opštinskim biološkim sistemima za uklanjanje azota i fosfora koji dobro funkcioniraju, oslobađanje i unos fosfora obično zahtijevaju 1,5–2,5 sata, odnosno 2,0–3,0 sata. Oslobađanje fosfora je nešto kritičnije; stoga se anaerobna HNL pomno prati. Prekratka anaerobna HNL sprečava dovoljno oslobađanje fosfora i razgradnju organske materije do niskih masnih kiselina; predugo povećava troškove i nuspojave. Oslobađanje i unos fosfora su međusobno povezani: dovoljno anaerobnog oslobađanja poboljšava aerobno usvajanje i obrnuto, stvarajući pozitivan ciklus. Operativni podaci ukazuju na prikladne HRT-ove kao 1h15m–1h45m anaerobne i 2h–3h10m aerobne.
(10) Omjer povrata (R)
U A/O (anaerobnim/aerobnim) procesima, ključno je održavati dovoljno rastvorenog kiseonika u aktivnom mulju koji se vraća iz rezervoara za aeraciju u sekundarni taložnik kako bi se sprečilo anaerobno oslobađanje fosfora u potonjem. Bez brzog uklanjanja mulja, debeli slojevi mulja uzrokuju anaerobno oslobađanje fosfora uprkos visokom DO. Dakle, omjer povrata ne bi trebao biti prenizak, osiguravajući brzo ispuštanje mulja iz taložnika. Previše visoki omjeri povrata povećavaju potrošnju energije i smanjuju vrijeme zadržavanja mulja u rezervoaru za aeraciju, smanjujući uklanjanje BPK5 i fosfora. Optimalni omjeri povrata kreću se između 50% i 70%.
3.Mašinska i električna oprema
Stabilan rad tretmana otpadnih voda i mulja zavisi od pouzdane mehaničke i električne opreme, što takođe utiče na potrošnju energije postrojenja.
(1) Mašina za sito šipke
Prvi korak u tretmanu, sklon kvarovima koji mogu zaustaviti dotok kanalizacije. Uobičajeni problemi:
Zaglavljivanje zbog habanja ležaja ili mehaničkog kvara. Zahtijeva redovno podmazivanje i pregled.
Začepljenje vlaknima, plastičnim vrećicama koje uzrokuju smanjen protok i prelijevanje. Zahtijeva tehničku nadogradnju ili ručno čišćenje.
(2) Podizne pumpe
Uglavnom potopljene pumpe. Zazori radnog kola pumpe i zaptivnog prstena mogu biti začepljeni krhotinama, smanjujući zaptivanje i efikasnost, uzrokujući kvar motora. Preporučuje se redovna inspekcija, rotacija pumpe i poboljšani rad sita.
Dizajn varijabilnog dotoka i sabirnog sistema zahtijeva pumpe raspoređene u gradijente sa pumpama fiksne{0}}brzine i promjenjive{1}}brzine kako bi se efikasno nosile sa fluktuacijama.
(3) Duvaljke
Ključna i energetski{0}}oprema. Parametri uključuju protok vazduha, pritisak, potrošnju energije i buku. Centrifugalni puhači koji se obično koriste sa prednostima u odnosu na Roots duvaljke u pogledu efikasnosti, životnog veka, buke i stabilnosti. Kontrola promjenjive frekvencije i višestruke konfiguracije ventilatora optimiziraju korištenje energije.
Redovno održavanje hladnjaka ulja, filtera i osiguranje odgovarajućeg kvaliteta ulja je neophodno kako bi se spriječilo emulgiranje i pregrijavanje.
(4) Glave za aeraciju
Uglavnom mikroporozne membrane (tipovi diskova, kupola, ploča, cijevi). Začepljenje i starenje gume smanjuju efikasnost prenosa kiseonika. Potrebno je redovno čišćenje mravljom kiselinom ili zrakom pod visokim-pritiskom, uz mjere opreza. Odvodne ventile treba redovno otvarati kako bi se uklonio kondenzat. Jako začepljene ili oštećene difuzore treba zamijeniti.
(5) Oprema za uklanjanje mulja
Nekim procesima nedostaju sekundarni taložnici (npr. SBR, UNITANK), što dovodi do slijeganja sloja mulja i nedovoljnog pražnjenja mulja, povećavajući potrošnju energije i kemikalija. Preporučuje se ispuštanje mulja s prekidima ili više-tačaka. Potrebno je redovno održavanje strugača i usisnih uređaja u taložnicima.
(6) Mašine za odvodnjavanje
Dva glavna tipa: centrifuga i trakasta filter presa.
4.Centrifuga:
Uzmite u obzir koncentraciju mulja, brzinu dodavanja, diferencijalnu brzinu, doziranje polimera na čvrstim supstancama u kolaču, filtrat SS i oporavak.
Veći diferencijal brzina skraćuje zadržavanje mulja, povećavajući sadržaj vlage i filtrat čvrstih čestica.
Manji diferencijal poboljšava odvajanje, ali rizikuje začepljenje.
Podesite dozu polimera i brzinu dodavanja radi optimizacije.
Uobičajeni problemi:alarmi zbog neadekvatnog pranja, pregrijavanje ležajeva zbog blokade podmazivanja, alarmi motora od frekventnog pretvarača i mulj koji se ne ispušta zbog malih nakupina mulja, posebno tokom kišnih sezona. Prilagodite operativne parametre za ublažavanje.
Remena filter presa:
Mulj komprimiran i rezan između dvije trake koje prolaze preko valjaka kako bi se uklonila voda.
Točke rada i održavanja uključuju ravnomjernu distribuciju mulja, mekane strugače, sisteme za čišćenje mlaznica, automatsko praćenje trake i zaštitu od blokade.
Uobičajeni problemi: klizanje remena, devijacija remena, začepljenje i opadanje čvrstih materija uglavnom zbog preopterećenja, nepravilne napetosti, oštećenih valjaka i viška polimera. Redovno podešavanje i čišćenje su neophodni.
Instrumenti za nadzor
Visoka nečistoća i surovo okruženje uzrokuju česte greške u mjerenju ili oštećenja online analizatora, utičući na kontrolu i automatizaciju.
Neophodne su odgovarajuće jedinice za predtretman uzoraka vode i analizatori usklađeni s rasponima koncentracije. Velika oprema treba da ima kontrolne sisteme kompatibilne sa automatizacijom postrojenja kako bi se smanjili troškovi komunikacije.
Procedure održavanja uključuju planirane rezervne dijelove, redovnu kalibraciju, čišćenje i zamjenu potrošnog materijala.
Zaštita od groma je ključna za vanjske uređaje zbog čestih udara groma u kanalizacijske postrojenja. Nedostatak zaštite dovodi do visokih troškova popravke i operativnih rizika.