Качество на отпадъчните води
1. Излишна органична материя
Факторите, които влияят главно върху ефективността на обработката на органичната материя, включват:
(1) Хранителни вещества
Като цяло, хранителни вещества като азот и фосфор в отпадъчните води са достатъчни за нуждите на микробите и често са в излишък. Въпреки това, когато делът на промишлените отпадъчни води е относително висок, трябва да се провери съотношението въглерод-азот-фосфор, за да се гарантира, че отговаря на стандарта от 100:5:1.
● При недостиг на азот обикновено се добавят амониеви соли.
● Ако има дефицит на фосфор, обикновено се добавят фосфорна киселина или фосфати.
(2) pH
pH на отпадъчните води обикновено е неутрално, вариращо от 6,5 до 7,5. Леко понижение на pH може да бъде причинено от анаеробна ферментация в канализационния тръбопровод. Значителни спадове на рН по време на дъждовния сезон често се дължат на градски киселинен дъжд, особено в комбинирани канализационни системи.
Внезапна и голяма промяна в pH, независимо дали е увеличение или намаление, обикновено се причинява от голямото изхвърляне на промишлени отпадъчни води. Регулирането на pH на отпадъчните води обикновено включва добавяне на натриев хидроксид или сярна киселина, но това значително увеличава разходите за пречистване.
(3) Масла и греси
Когато съдържанието на маслени вещества в отпадъчните води е високо, ефективността на аериране на оборудването за аериране ще намалее. Без увеличаване на аерацията, ефективността на обработката ще намалее, но увеличаването на аерацията неизбежно повишава оперативните разходи.
Високото съдържание на масло също намалява ефективността на утаяване на активната утайка и в тежки случаи може да причини натрупване на утайка, което води до суспендирани твърди вещества (SS) в отпадъчните води, надвишаващи стандартите. За приток с високо съдържание на масло трябва да се добави оборудване за отстраняване на масло в етапа на предварителна обработка.
(4) Температура
Температурата има широк спектър от ефекти върху процеса на активна утайка.
● Първо, засяга микробната активност. През зимата, ако не се вземат мерки за борба, ефективността на лечението ще намалее.
● Второ, влияе върху ефективността на разделяне във вторичните утаителни резервоари; например, температурните промени могат да причинят токове на плътност и късо-съединяване; ниските температури увеличават вискозитета на утайката и намаляват ефективността на утаяване.
● Трето, температурата влияе върху ефективността на аерацията. През лятото по-високите температури намаляват насищането с разтворен кислород, което прави преноса на кислород по-труден и намалява ефективността на аерацията. Той също така намалява плътността на въздуха, така че за да се поддържа същото подаване на въздух, обемът на въздуха трябва да се увеличи.
2.TP (общ фосфор) превишава стандартите
Биологичното отстраняване на фосфор разчита на полифосфат{0}}акумулиращи организми (PAO), които освобождават фосфор при анаеробни условия и абсорбират излишния фосфор при аеробни условия. Фосфорът се отстранява чрез изхвърляне-на богата на фосфор излишна утайка. Причините за превишаване на стандартите за TP на отпадъчните води включват:
(1) Температура
Температурата влияе по-малко очевидно върху отстраняването на фосфор, отколкото биологичното отстраняване на азот. В рамките на определен диапазон, биологичното отстраняване на фосфор работи успешно въпреки умерените температурни промени. Експериментите показват, че отстраняването на фосфор е за предпочитане при температури над 10 градуса, тъй като PAOs растат по-бавно при ниски температури.
(2) рН стойност
Между pH 6,5 и 8,0 съдържанието на фосфор и степента на усвояване на полифосфатните микроорганизми остават стабилни. Когато pH падне под 6,5, усвояването на фосфор рязко намалява. Внезапните спадове на pH причиняват бързо повишаване на концентрацията на фосфор както в аеробните, така и в анаеробните зони; колкото по-голям е спадът на pH, толкова повече фосфор се отделя. Това освобождаване не е физиологичен или биохимичен отговор на PAO, а чисто химичен ефект на "киселинно разтваряне". По-голямото анаеробно освобождаване на фосфор поради спад на pH води до по-ниско аеробно усвояване на фосфор, което показва, че освобождаването е разрушително и неефективно. Слабо усвояване на фосфор възниква, когато pH се повиши.
(3) Разтворен кислород (DO)
Всеки mg молекулярен кислород може да консумира 1,14 mg биоразградим COD, като инхибира растежа на PAO и затруднява отстраняването на фосфора. Анаеробната зона трябва да поддържа нисък DO, за да благоприятства киселинната ферментация от анаероби, насърчавайки освобождаването на фосфор от PAO и да намали консумацията на биоразградими органични вещества, позволявайки на PAO да синтезират повече PHB. Обратно, аеробната зона изисква по-висок DO, за да поддържа PAOs при разграждането на съхранявания PHB, за да получи енергия за абсорбиране на разтворен фосфат от канализацията и синтезиране на вътреклетъчен полифосфат. РК трябва да се контролира под 0,3 mg/L в анаеробните зони и над 2 mg/L в аеробните зони, за да се осигури ефективно анаеробно освобождаване на фосфор и аеробно усвояване.
(4) Нитратен азот в анаеробен резервоар
Нитратният азот в анаеробната зона консумира органични субстрати, инхибирайки освобождаването на фосфор от PAOs и по този начин засягайки усвояването на фосфор при аеробни условия. Също така нитратният азот се използва от денитрифициращи бактерии като акцептори на електрони за денитрификация, което пречи на ферментационните процеси, произвеждащи киселини, необходими за метаболизма на PAO фосфор, потискайки освобождаването, усвояването и синтеза на фосфор PAO. Всеки mg нитратен азот консумира 2,86 mg биоразградим COD, потискайки анаеробното освобождаване на фосфор. Обикновено нитратният азот се контролира под 1,5 mg/L.
(5) Възраст на утайката
Отстраняването на фосфор се постига главно чрез изхвърляне на излишната утайка; по този начин количеството излишна утайка определя ефективността на отстраняването. Възрастта на утайката пряко влияе върху обема на изхвърлянето на утайката и усвояването на фосфор. По-ниската възраст на утайката подобрява отстраняването на фосфора чрез увеличаване на изхвърлянето на излишната утайка и отстраняването на фосфор от системата, намалявайки фосфора във вторичния седиментационен отпадъчен поток. Въпреки това, биологичното отстраняване на азот и фосфор изисква достатъчна възраст на утайката за растеж на нитрифициращи и денитрифициращи бактерии, което често прави отстраняването на фосфор незадоволително. Обикновено възрастта на утайките в системите за отстраняване на фосфор се контролира между 3,5 и 7 дни.
(6) Съотношение COD/TP
При биологичното отстраняване на фосфор, видът и количеството на органичните субстрати в анаеробния стадий и съотношението на хранителните вещества, необходими на микробите към фосфора в канализацията, оказват критично влияние върху ефективността на отстраняване. Различните субстрати предизвикват различно освобождаване и усвояване на фосфор. Лесно разградимите органични вещества с ниско молекулно тегло (напр. летливи мастни киселини) се използват лесно от PAO за освобождаване на складирания полифосфат и индуциране на силно освобождаване на фосфор. Високото молекулно тегло, трудни-за-разграждане органични вещества предизвикват по-слабо освобождаване на фосфор. Колкото по-пълно е освобождаването на фосфор анаеробно, толкова по-голямо е усвояването на фосфора аеробно. PAO използват енергия от анаеробно освобождаване на фосфор, за да абсорбират нискомолекулни органични вещества за оцеляване при анаеробни условия. Следователно, достатъчно органична материя (COD/TP > 15) е от съществено значение за оцеляването на PAO и идеалното отстраняване на фосфора.
(7) Лесно биоразградим COD (RBCOD)
Проучванията показват, че субстрати като оцетна, пропионова и мравчена киселина водят до високи скорости на освобождаване на фосфор, които зависят от концентрацията на активната утайка и микробния състав, а не от концентрацията на субстрата. Такова освобождаване на фосфор следва кинетика от нулев-порядък. Други органични вещества трябва да бъдат превърнати в тези малки молекули, преди PAO да могат да ги метаболизират.
(8) Гликоген
Гликогенът е голям разклонен полизахарид, съставен от глюкозни единици и служи за вътреклетъчно съхранение на енергия. В PAO гликогенът се образува в аеробна среда, съхранявайки енергия, метаболизирана при анаеробни условия, за да се произведе NADH (прекурсор за синтеза на PHA), осигурявайки метаболитна енергия. Прекомерната аерация или свръх-окислението намалява гликогена в PAOs, причинявайки дефицит на NADH в анаеробни условия и лошо отстраняване на фосфора.
(9) Хидравлично време на задържане (HRT)
В-добре работещи общински биологични системи за отстраняване на азот и фосфор освобождаването и усвояването на фосфор обикновено изискват съответно 1,5–2,5 часа и 2,0–3,0 часа. Освобождаването на фосфор е малко по-критично; по този начин анаеробната ХЗТ се наблюдава внимателно. Твърде късата анаеробна ХЗТ предотвратява достатъчното освобождаване на фосфор и разграждането на органичните вещества до ниски мастни киселини; твърде дълго увеличава разходите и страничните ефекти. Освобождаването и усвояването на фосфор са взаимосвързани: достатъчното анаеробно освобождаване подобрява аеробното усвояване и обратно, създавайки положителен цикъл. Оперативните данни показват подходящи ХЗТ като 1h15m–1h45m анаеробни и 2h–3h10m аеробни.
(10) Коефициент на възвращаемост (R)
При A/O (анаеробни/аеробни) процеси е изключително важно да се поддържа достатъчно разтворен кислород в активната утайка, връщаща се от аерационния резервоар към вторичния утаителен резервоар, за да се предотврати анаеробно освобождаване на фосфор в последния. Без бързо отстраняване на утайката, дебелите слоеве утайка причиняват анаеробно освобождаване на фосфор въпреки високото DO. По този начин коефициентите на връщане не трябва да бъдат твърде ниски, осигурявайки бързо изхвърляне на утайката от утаителните резервоари. Твърде високите коефициенти на връщане увеличават консумацията на енергия и намаляват времето за задържане на утайката в аерационния резервоар, влошавайки БПК5 и отстраняването на фосфора. Оптималните коефициенти на възвращаемост варират между 50% и 70%.
3.Механично и електрическо оборудване
Стабилната работа на пречистването на отпадъчни води и утайки зависи от надеждното механично и електрическо оборудване, което също оказва влияние върху енергийната консумация на инсталацията.
(1) Машина с лентов екран
Първата стъпка в пречистването, предразположена към грешки, които могат да спрат притока на отпадни води. Често срещани проблеми:
Заклинване поради износване на лагера или механична повреда. Изисква редовно смазване и проверка.
Запушване от влакна, пластмасови торбички, причиняващи намален поток и преливане. Изисква технически надстройки или ръчно почистване.
(2) Подемни помпи
Предимно потопяеми помпи. Междините на работното колело на помпата и уплътнителния пръстен могат да бъдат запушени от отломки, намалявайки уплътнението и ефективността, причинявайки повреда на двигателя. Препоръчва се редовна проверка, завъртане на помпата и подобрена работа на лентата.
Дизайнът на променливата входяща и събирателна система изисква помпи, разположени в градиенти с помпи с фиксирана-скорост и помпи с променлива-скорост, за да се справят ефективно с флуктуациите.
(3) Вентилатори
Ключово и енергоемко -оборудване. Параметрите включват въздушен поток, налягане, консумация на енергия и шум. Често използвани центробежни вентилатори с предимства пред вентилаторите Roots по отношение на ефективност, продължителност на живота, шум и стабилност. Регулиране на променливата честота и множество конфигурации на вентилатора оптимизират използването на енергия.
Необходима е редовна поддръжка на охладителите на маслото, филтрите и осигуряването на подходящо качество на маслото, за да се предотврати емулгиране и прегряване.
(4) Аериращи глави
Предимно микропорести мембрани (тип диск, купол, плоча, тръба). Запушването и стареенето на гумата намаляват ефективността на преноса на кислород. Необходимо е редовно почистване с мравчена киселина или въздух под високо-налягане, като се спазват предпазните мерки. Дренажните вентили трябва редовно да се отварят, за да се отстрани кондензатът. Силно запушени или повредени дифузори трябва да се сменят.
(5) Оборудване за отстраняване на утайки
При някои процеси липсват резервоари за вторично утаяване (напр. SBR, UNITANK), което води до натрупване на слой утайка и недостатъчно изхвърляне на утайка, което увеличава потреблението на енергия и химикали. Препоръчва се периодично или много{3}}точково изхвърляне на утайки. Необходима е редовна поддръжка на скреперите и смукателните устройства в утаителните резервоари.
(6) Обезводняващи машини
Два основни вида: центрофуга и лентова филтър преса.
4. центрофуга:
Вземете предвид концентрацията на утайката, скоростта на подаване, диференциала на скоростта, дозировката на полимера върху твърдите частици на утайката, SS на филтрата и възстановяването.
По-голямата разлика в скоростта съкращава задържането на утайки, повишавайки съдържанието на влага и твърдите частици във филтрата.
По-малкият диференциал подобрява разделянето, но рискува запушване.
Регулирайте дозировката на полимера и скоростта на подаване, за да оптимизирате.
Често срещани проблеми:аларми, дължащи се на неадекватно измиване, прегряване на лагера от блокиране на смазването, аларми на двигателя от честотен преобразувател и утайка, която не се изхвърля поради малки утайки, особено през дъждовните сезони. Коригирайте оперативните параметри за смекчаване.
Лентова филтърна преса:
Утайка, компресирана и нарязана между два ремъка, преминаващи през ролки за отстраняване на водата.
Точките за експлоатация и поддръжка включват равномерно разпределение на утайката, меки стъргалки, системи за почистване на дюзите, автоматично проследяване на лентата и блокиращи защити.
Често срещани проблеми: приплъзване на ремъка, отклонение на ремъка, запушване и намаляване на твърдите частици на тортата най-вече поради претоварване, неправилно опъване, повредени ролки и излишен полимер. Редовното регулиране и почистване са от съществено значение.
Инструменти за наблюдение
Високите примеси и суровата среда причиняват чести грешки при измерването или повреда на онлайн анализаторите, което оказва влияние върху контрола и автоматизацията.
Необходими са подходящи единици за предварителна обработка на водни проби и анализатори, съответстващи на диапазоните на концентрация. Голямото оборудване трябва да има системи за управление, съвместими с автоматизацията на завода, за да се намалят комуникационните разходи.
Процедурите по поддръжка включват планирани резервни части, редовно калибриране, почистване и подмяна на консумативи.
Мълниезащитата е от решаващо значение за външните устройства поради честите удари на мълнии в канализационните станции. Липсата на защита води до високи разходи за ремонт и оперативни рискове.