Kakovost odplak
1. Odvečna organska snov
Dejavniki, ki v glavnem vplivajo na učinkovitost obdelave organskih snovi, so:
(1) Hranila
Na splošno hranila, kot sta dušik in fosfor, v odpadni vodi zadoščajo za potrebe mikrobov in so pogosto v presežku. Če pa je delež industrijske odpadne vode razmeroma visok, je treba preveriti razmerje med ogljikom-dušikom-fosforjem, da zagotovimo, da ustreza standardu 100:5:1.
● Če dušika primanjkuje, običajno dodamo amonijeve soli.
● Če fosforja primanjkuje, običajno dodamo fosforno kislino ali fosfate.
(2) pH
pH odpadne vode je običajno nevtralen in se giblje od 6,5 do 7,5. Rahlo znižanje pH je lahko posledica anaerobne fermentacije v kanalizacijskem cevovodu. Znatni padci pH v deževnem obdobju so pogosto posledica kislega dežja v mestih, zlasti v kombiniranih kanalizacijskih sistemih.
Nenadno in veliko spremembo pH, ne glede na to, ali se poveča ali zmanjša, običajno povzroči velik izpust industrijske odpadne vode. Uravnavanje pH odpadne vode običajno vključuje dodajanje natrijevega hidroksida ali žveplove kisline, vendar to znatno poveča stroške čiščenja.
(3) Olja in masti
Ko je vsebnost oljnih snovi v odpadni vodi visoka, se učinkovitost prezračevanja opreme za prezračevanje zmanjša. Brez povečanja prezračevanja bo učinkovitost obdelave padla, vendar povečanje prezračevanja neizogibno poveča obratovalne stroške.
Visoka vsebnost olja prav tako zmanjša zmogljivost usedanja aktivnega blata in v hudih primerih lahko povzroči nabiranje blata v prostornino, zaradi česar suspendirane trdne snovi (SS) v iztoku presegajo standarde. Za dotok z visoko vsebnostjo olja je treba v fazi predobdelave dodati opremo za odstranjevanje olja.
(4) Temperatura
Temperatura ima širok spekter učinkov na proces aktivnega blata.
● Prvič, vpliva na aktivnost mikrobov. Če pozimi ne sprejmemo nadzornih ukrepov, se učinkovitost zdravljenja zmanjša.
● Drugič, vpliva na učinkovitost ločevanja v sekundarnih usedalnikih; temperaturne spremembe lahko na primer povzročijo tokove gostote in kratek-stik; nizke temperature povečajo viskoznost blata in zmanjšajo zmogljivost usedanja.
● Tretjič, temperatura vpliva na učinkovitost prezračevanja. Poleti višje temperature znižajo nasičenost z raztopljenim kisikom, kar oteži prenos kisika in zmanjša učinkovitost prezračevanja. Zmanjša tudi gostoto zraka, zato je za ohranitev enakega dovoda zraka treba povečati količino zraka.
2.TP (skupni fosfor) presega standarde
Biološko odstranjevanje fosforja temelji na organizmih, ki kopičijo polifosfat (PAO), ki sproščajo fosfor v anaerobnih pogojih in absorbirajo presežek fosforja v aerobnih pogojih. Fosfor se odstrani z odvajanjem-odvečnega blata, bogatega s fosforjem. Vzroki za preseganje standardov TP v odpadnih vodah so:
(1) Temperatura
Temperatura manj očitno vpliva na odstranitev fosforja kot biološka odstranitev dušika. Znotraj določenega območja biološko odstranjevanje fosforja deluje uspešno kljub zmernim temperaturnim spremembam. Poskusi kažejo, da je odstranitev fosforja boljša pri temperaturah nad 10 stopinj, saj PAO pri nizkih temperaturah rastejo počasneje.
(2) pH vrednost
Med pH 6,5 in 8,0 ostaneta vsebnost fosforja in stopnja vnosa polifosfatnih mikroorganizmov stabilni. Ko pH pade pod 6,5, se absorpcija fosforja močno zmanjša. Nenaden padec pH povzroči hitro povečanje koncentracije fosforja v aerobnih in anaerobnih conah; večji kot je padec pH, več fosforja se sprosti. To sproščanje ni fiziološki ali biokemični odziv PAO, temveč čisto kemični učinek "raztapljanja kisline". Večje anaerobno sproščanje fosforja zaradi padca pH ima za posledico manjši aerobni vnos fosforja, kar kaže, da je sproščanje destruktivno in neučinkovito. Ko se pH poveča, pride do rahlega vnosa fosforja.
(3) Raztopljeni kisik (DO)
Vsak mg molekularnega kisika lahko porabi 1,14 mg biološko razgradljive COD, kar zavira rast PAO in ovira odstranjevanje fosforja. Anaerobno območje bi moralo vzdrževati nizek DO, da bi spodbudili kislo fermentacijo anaerobov, spodbujali sproščanje fosforja s strani PAO in zmanjšali porabo biološko razgradljive organske snovi, kar bi PAO omogočilo, da sintetizirajo več PHB. Nasprotno pa aerobna cona zahteva višji DO za podporo PAO pri razgradnji shranjenega PHB za pridobivanje energije za absorpcijo raztopljenega fosfata iz odplak in sintezo znotrajceličnega polifosfata. DO je treba nadzorovati pod 0,3 mg/L v anaerobnih območjih in nad 2 mg/L v aerobnih območjih, da se zagotovi učinkovito anaerobno sproščanje fosforja in aerobni vnos.
(4) Nitratni dušik v anaerobnem rezervoarju
Nitratni dušik v anaerobnem območju porablja organske substrate, zavira sproščanje fosforja PAO in tako vpliva na privzem fosforja v aerobnih pogojih. Tudi nitratni dušik uporabljajo denitrifikacijske bakterije kot akceptorje elektronov za denitrifikacijo, kar moti procese fermentacije, ki proizvajajo kisline, potrebne za presnovo fosforja PAO, zavirajo sproščanje, privzem in sintezo fosforja PAO. Vsak mg nitratnega dušika porabi 2,86 mg biološko razgradljive KPK, kar zavira anaerobno sproščanje fosforja. Običajno je nitratni dušik nadzorovan pod 1,5 mg/L.
(5) Starost blata
Odstranjevanje fosforja se v glavnem doseže z odvajanjem odvečnega blata; tako količina odvečnega blata določa učinkovitost odstranjevanja. Starost blata neposredno vpliva na količino izpusta blata in privzem fosforja. Nižja starost blata izboljša odstranjevanje fosforja s povečanjem odvečnega odvajanja blata in sistemskega odstranjevanja fosforja, kar zmanjša fosfor v iztoku sekundarne sedimentacije. Vendar biološko odstranjevanje dušika in fosforja zahteva zadostno starost blata za rast nitrifikacijskih in denitrifikacijskih bakterij, zaradi česar je odstranjevanje fosforja pogosto nezadovoljivo. Na splošno je starost blata v sistemih za odstranjevanje fosforja nadzorovana med 3,5 in 7 dnevi.
(6) Razmerje COD/TP
Pri biološkem odstranjevanju fosforja vrsta in količina organskih substratov v anaerobni fazi ter razmerje med hranili, ki jih mikrobi potrebujejo, in fosforjem v odplakah kritično vplivajo na učinkovitost odstranjevanja. Različni substrati povzročijo različno sproščanje in vnos fosforja. PAO zlahka uporabljajo organske snovi z nizko molekulsko maso, ki se zlahka razgradijo (npr. hlapne maščobne kisline), da sprostijo shranjen polifosfat in povzročijo močno sproščanje fosforja. Organske snovi z visoko molekulsko maso,--ki jih je težko razgraditi, povzročijo šibkejše sproščanje fosforja. Bolj kot je popolno anaerobno sproščanje fosforja, večji je aerobni vnos fosforja. PAO uporabljajo energijo iz anaerobnega sproščanja fosforja za absorpcijo nizkomolekularnih organskih snovi za preživetje v anaerobnih pogojih. Zato je dovolj organske snovi (COD/TP > 15) bistvenega pomena za preživetje PAO in idealno odstranjevanje fosforja.
(7) Hitro biološko razgradljiva KPK (RBCOD)
Študije kažejo, da substrati, kot so ocetna, propionska in mravljinčna kislina, povzročajo visoke stopnje sproščanja fosforja, ki so odvisne od koncentracije aktivnega blata in mikrobne sestave, ne pa od koncentracije substrata. Takšno sproščanje fosforja sledi kinetiki -ničelnega reda. Druge organske snovi je treba pretvoriti v te majhne molekule, preden jih lahko PAO presnavljajo.
(8) Glikogen
Glikogen je velik razvejan polisaharid, sestavljen iz enot glukoze in služi kot znotrajcelično skladišče energije. V PAO se glikogen tvori v aerobnih okoljih in shranjuje energijo, presnovljeno v anaerobnih pogojih za proizvodnjo NADH (prekurzorja za sintezo PHA), ki zagotavlja presnovno energijo. Prekomerno prezračevanje ali prekomerna -oksidacija zmanjšata količino glikogena v PAO, kar povzroči pomanjkanje NADH v anaerobnih pogojih in slabo odstranjevanje fosforja.
(9) Hidravlični zadrževalni čas (HRT)
V dobro- delujočih komunalnih bioloških sistemih za odstranjevanje dušika in fosforja sta sproščanje in prevzem fosforja običajno potrebni 1,5–2,5 ure oziroma 2,0–3,0 ure. Sproščanje fosforja je nekoliko bolj kritično; zato se anaerobno HNZ natančno spremlja. Prekratek anaerobni HRT preprečuje zadostno sproščanje fosforja in razgradnjo organskih snovi na malo maščobne kisline; predolgo poveča stroške in stranske učinke. Sproščanje in privzem fosforja sta medsebojno povezana: zadostno anaerobno sproščanje izboljša aerobni privzem in obratno, kar ustvarja pozitiven cikel. Operativni podatki kažejo, da je primerno HNZ 1h15m–1h45m anaerobno in 2h–3h10m aerobno.
(10) Razmerje donosa (R)
Pri A/O (anaerobnih/aerobnih) procesih je ključnega pomena vzdrževati dovolj raztopljenega kisika v aktivnem blatu, ki se vrača iz prezračevalne posode v sekundarno usedalno posodo, da preprečimo anaerobno sproščanje fosforja v slednjo. Brez hitre odstranitve blata debele plasti blata povzročajo anaerobno sproščanje fosforja kljub visokemu DO. Zato povratna razmerja ne smejo biti prenizka, kar zagotavlja hiter izpust blata iz usedalnikov. Preveč visoka povratna razmerja povečajo porabo energije in zmanjšajo čas zadrževanja blata v prezračevalni posodi, kar poslabša BPK5 in odstranitev fosforja. Optimalna donosnost se giblje med 50 % in 70 %.
3.Strojna in električna oprema
Stabilno delovanje čiščenja odplak in blata je odvisno od zanesljive mehanske in električne opreme, ki vpliva tudi na porabo energije naprave.
(1) Stroj za bar zaslon
Prvi korak v čiščenju, nagnjeni k napakam, ki lahko ustavijo dotok odplak. Pogoste težave:
Zatikanje zaradi obrabe ležaja ali mehanske okvare. Zahteva redno mazanje in pregled.
Blokada z vlakni, plastičnimi vrečkami, ki povzročajo zmanjšan pretok in prelivanje. Zahteva tehnične nadgradnje ali ročno čiščenje.
(2) Dvižne črpalke
Večinoma potopne črpalke. Vrzeli tekača črpalke in tesnilnih obročev so lahko zamašeni z odpadki, kar zmanjša tesnjenje in učinkovitost ter povzroči okvaro motorja. Priporočeno je redno preverjanje, vrtenje črpalke in izboljšano delovanje paličnega zaslona.
Zasnova spremenljivega dotoka in zbiralnega sistema zahteva črpalke, razporejene v vzponih s črpalkami s fiksno-hitrostjo in spremenljivo-hitrostjo za učinkovito obvladovanje nihanj.
(3) Puhala
Ključna in energijsko{0}}intenzivna oprema. Parametri vključujejo pretok zraka, tlak, porabo energije in hrup. Centrifugalni puhalnik, ki se običajno uporablja, ima prednosti pred puhalom Roots v učinkovitosti, življenjski dobi, hrupu in stabilnosti. Nadzor spremenljive frekvence in več konfiguracij puhal optimizirajo porabo energije.
Redno vzdrževanje oljnih hladilnikov, filtrov in zagotavljanje ustrezne kakovosti olja je potrebno za preprečitev emulgiranja in pregrevanja.
(4) Prezračevalne glave
Večinoma mikroporozne membrane (disk, kupola, plošča, cev). Zamašitev in staranje gume zmanjšata učinkovitost prenosa kisika. Potrebno je redno čiščenje z mravljinčno kislino ali zrakom pod visokim{2}}tlakom ob upoštevanju varnostnih ukrepov. Odtočne ventile je treba redno odpirati, da se odstrani kondenzat. Močno zamašene ali poškodovane difuzorje je treba zamenjati.
(5) Oprema za odstranjevanje blata
Nekateri procesi nimajo sekundarnih sedimentacijskih rezervoarjev (npr. SBR, UNITANK), kar povzroča lijakanje plasti blata in nezadostno odvajanje blata, kar povečuje porabo energije in kemikalij. Priporoča se občasno ali več{3}}točkovno odvajanje blata. Potrebno je redno vzdrževanje strgal in sesalnih naprav v usedalnikih.
(6) Stroji za odstranjevanje vode
Dve glavni vrsti: centrifuga in stiskalnica s tračnim filtrom.
4. Centrifuga:
Upoštevajte koncentracijo blata, hitrost dovajanja, razliko v hitrosti, odmerjanje polimera na trdne snovi pogače, SS filtrata in predelavo.
Večja razlika v hitrosti skrajša zadrževanje blata, poveča vsebnost vlage in trdne snovi filtrata.
Manjši diferencial izboljša ločevanje, vendar obstaja nevarnost zamašitve.
Prilagodite odmerek polimera in hitrost dovajanja za optimizacijo.
Pogoste težave:alarmi zaradi neustreznega pranja, pregrevanje ležaja zaradi blokade mazanja, alarmi motorja iz frekvenčnega pretvornika in blato, ki se ne izprazni zaradi majhnih kosmov blata, zlasti v deževnih obdobjih. Prilagodite operativne parametre za ublažitev.
Stiskalnica s tračnim filtrom:
Blato, stisnjeno in razrezano med dvema pasovoma, ki potekata čez valje, da se odstrani voda.
Delovne in vzdrževalne točke vključujejo enakomerno porazdelitev blata, mehka strgala, sisteme za čiščenje šob, samodejno sledenje traku in zaščitne zapore.
Pogoste težave: zdrs jermena, odstopanje jermena, zamašitev in upad trdne snovi v pogači večinoma zaradi preobremenitve, nepravilne napetosti, poškodovanih valjev in odvečnega polimera. Nujno je redno prilagajanje in čiščenje.
Instrumenti za spremljanje
Visoka nečistoča in surovo okolje povzročata pogoste napake pri merjenju ali poškodbe spletnih analizatorjev, kar vpliva na nadzor in avtomatizacijo.
Potrebne so ustrezne enote za predobdelavo vzorcev vode in analizatorji, ki ustrezajo razponom koncentracij. Velika oprema mora imeti nadzorne sisteme, združljive z avtomatizacijo obrata, da se zmanjšajo stroški komunikacije.
Vzdrževalni postopki vključujejo načrtovane rezervne dele, redno kalibracijo, čiščenje in zamenjavo potrošnega materiala.
Zaščita pred strelo je ključnega pomena pri zunanjih napravah zaradi pogostih udarov strele v čistilne naprave. Pomanjkanje zaščite vodi do visokih stroškov popravil in operativnih tveganj.