Prestandamätning och utvärdering av Fine Bubble Aeration System i AAO Process under sommar och vinter
De flesta kommunala avloppsreningsverk i Kina använder aeroba biologiska processer för att avlägsna organiskt material, kväve, fosfor och andra föroreningar från avloppsvattnet. Tillgången av löst syre (DO) i vatten är en förutsättning för att upprätthålla mikrobiell livsefterfrågan och behandlingseffektivitet i den aeroba biologiska processen. Följaktligen,luftningsenheten är kärnan i den aerobiska biologiska reningen av avloppsvatten. Samtidigt är luftningssystemet ocksåhuvudenergiförbrukande-enheti reningsverk, redovisning av45 % till 75 % av anläggningens totala energiförbrukning. Förutom driftsförhållanden påverkas luftningssystemets energiförbrukning av faktorer som avloppsvattenkvalitet och miljöförhållanden. De flesta regioner i Kina har distinkta fyra årstider, rikligt med nederbörd och betydande säsongsbetonade temperaturvariationer. Sommarens nederbörd späder ut koncentrationen av förorenande ämnen i reningsverk, medan låga vintertemperaturer påverkar mikrobiell aktivitet och därigenom påverkar avloppskvaliteten. Fluktuationer i inflytande flödeshastighet och kvalitet utgör också utmaningar för den exakta kontrollen av luftningssystemet i reningsverk. Utan tillräcklig förståelse för förändringarna i syreöverföringsprestanda för diffusorer med fina bubblor och deras underhåll under drift, kan fördelen med hög syreöverföringseffektivitet (OTE) hos luftningssystem med fina bubblor inte utnyttjas fullt ut, vilket leder till energislöseri.
Den mest använda typen för närvarande ärfin bubbelspridare, vars prestanda är direkt relaterad till den operativa energiförbrukningen för luftningssystemet. Metoder för att mäta syreöverföringsprestanda hos diffusorer med fina bubblor inkluderar statiska tester (som rentvattentestet) och dynamiska tester (som analysmetoden för av-gas). Forskning om statiska tester fokuserar mest på simuleringar i laboratorie-skala, medan dynamiska testmetoder sällan rapporteras på grund av faktorer som krav på testplats och begränsningar för fälttestning. För närvarande har Kina endast fastställt relevanta standarder för testmetoden för rent vatten. Under verklig drift påverkas diffusorernas syreöverföringsprestanda av faktorer som inflytande kvalitet, slamegenskaper, driftsförhållanden och diffusornedsmutsning. Den faktiska prestandan skiljer sig markant från testresultaten för rent vatten, vilket leder till avsevärda avvikelser vid användning av rentvattendata för att förutsäga det faktiska lufttillförselbehovet. Bristen på effektiva övervakningsmetoder för luftningssystemets energieffektivitetsprestanda i reningsverk leder till energislöseri. Därför är det nödvändigt att mäta och utvärdera diffusorernas syreöverföringsprestanda under faktisk drift för att vägleda snabba justeringar av luftningsstrategier och hjälpa till att uppnå energibesparingar och förbrukningsminskning i luftningssystem. Denna studie tarett kommunalt reningsverk i Shanghai som exempel. Genom fältmätningar av föroreningskoncentrationen i den aeroba tanken och variationsmönstren för OTE längs vägen för luftningssystemet med fina bubblor på sommaren och vintern, mättes och utvärderades systematiskt föroreningsavlägsnandet och luftningssystemets prestanda. Syftet är att utforska inverkan av säsongsmässiga förändringar på luftningssystemets syreöverföringsprestanda, vilket ger vägledning för exakt kontroll och energibesparande drift av luftningssystem vid rening av avloppsvatten.
1. Material och metoder
1.1 Driftöversikt av reningsverk
Shanghais kommunala reningsverk använder en processkombination avförbehandling + AAO-process + djupbäddsfiberfilter + UV-desinfektion. Debehandlingskapaciteten är 3,0×10⁵ m³/d. Huvudprocessflödet för avloppsreningsverket visas iBild 1. Den inflytande är i första handhushållsavlopp, och effluenten uppfyller klass A-standarden för "Utsläppsstandarden för föroreningar för kommunala avloppsvattenreningsverk" (GB 18918-2002) innan det släpps ut i Yangtzefloden. De hydrauliska retentionstiderna (HRT) för den anaeroba tanken, den anoxiska tanken och den aeroba tanken i den biologiska tanken i denna anläggning är 1,5 h, 2,7 h respektive 7,1 h. Det interna återflödesförhållandet och det externa återflödesförhållandet är båda 100 %. Slamåldern kontrolleras mellan 10-15 dagar. Anläggningen har totalt 8 aeroba tankar. En enkel aerob tank mäter 116,8 m × 75,1 m × 7,0 m (L × B × H), med en volym på 11 093 m³. Koncentrationen av blandad vätska suspenderade fasta ämnen (MLSS) kontrolleras till cirka 4 g/L. Botten är utrustad medUkrainska Ecopolemer polyeten rörformade fina bubbeldiffusorer, dimensionerad till 120 mm × 1 000 mm (D × L). Förhållandet luft-till-vatten är 5,7:1. Varje aerobictank består av 3 kanaler (zon 1, zon 2 och zon 3). Baserat på DO-koncentrationen uppmätt av gasflödesmätare i kanalerna, justeras ledskovlarna på enstegs centrifugalfläktar (4 i drift, 2 standby) för att hålla DO-koncentrationen i den aeroba tanken mellan 2-5 mg/L. Varje fläkt har ett nominellt luftflöde på 108 m³/min, ett tryck på 0,06 kPa och en effekt på 160 kW. Varje kanal styrs separat med hjälp av gasflödesmätare. I kombination med återkoppling av DO-avläsning styrs den faktiska lufttillförseln genom att justera ledskovlarna på enstegs centrifugalfläktarna för att hålla den genomsnittliga DO i den aeroba tanken mellan 2-5 mg/L. Anläggningens designade influens/avloppskvalitet och 2019 års influenskvalitet visas iTabell 1.
1.2 Testpunktslayout
Två tester av syreöverföringsprestanda för luftningssystemet med fina bubblor under faktiska driftsförhållanden utfördes i juli (sommar) och december (vinter). Längs flödesriktningen sattes 22 testpunkter upp i enlighet med placeringen av inspektionsportarna i den aeroba tanken. Avståndet mellan två intilliggande testpunkter var cirka 5 m, med 7, 7 och 8 testpunkter i zon 1, zon 2 respektive zon 3. Fördelningen av testpunkter visas iFigur 2. Den faktiska OTE för de fina bubbeldiffusorerna vid varje punkt beräknades genom att mäta syrehalten i den av- gas som flyr ut från vattenytan. Samtidigt mättes DO-koncentrationen och vattentemperaturen vid varje punkt med hjälp av en vattenkvalitetsmätare med flera -parameter (HQ 30d, Hach, USA), och föroreningskoncentrationen vid varje punkt mättes och analyserades för att erhålla dess variationsmönster längs vägen. För att förhindra CODCri proverna från att brytas ned under överföringen filtrerades prover tagna längs den aeroba tanken på -platsen före mätning.
1.3 Mätning av syreöverföringsprestanda för fina bubbelspridare under faktiska förhållanden
Mätningen av syreöverföringsprestanda för diffusorer med fina bubblor under faktiska förhållanden använde en av-gasanalysator som utvecklats oberoende av Shanghai University of Electric Power, bestående av ett gasuppsamlingssystem, gasanalyssystem och signalomvandlingssystem. Av-gas samlades upp med en gaspump (KVP15-KM-2-C-S, Karier, Kina) och en huv och levererades till en elektrokemisk syresensor (A-01, ITG, Tyskland) för analys. Signalomvandlingssystemet omvandlade sensorns utspänningssignal till syrepartialtrycket i gasen. Under avgasprovning mättes syrepartialtrycket i den omgivande luften först. Sedan fästes huven på vattenytan av den aeroba tanken för att samla upp avgas och mäta dess partialtryck av syre. Data registrerades efter att utgången stabiliserats under 5 minuter. Parametrar som erhållits via avgasanalysatorn inkluderade syrepartialtrycket i omgivande luft och avgas, från vilken procentandelen syre som överfördes från gasfasen till den blandade luten, dvs. OTE för den fina bubbeldiffusorn, beräknades som iEkvation (1).
Där:
Y(O₂,luft)- Andel syre i luft;
Y(O₂,av-gas)- Andel syre i avgasen-;
AOTE- Värde på OTE.
OTE som uppmättes med av-gasanalysatorn korrigerades för DO, temperatur och salthalt för att erhålla standard OTE (SOTE) för den fina bubbeldiffusorn i avloppsvatten under standardförhållanden, som iEkvation (2). Beräkningen av mättad DO i vatten visas iEkvation (3).
Där:
θ- Temperaturkorrigeringskoefficient, tagen som 1,024, dimensionslös;
ASOTE- Värde av SOTE;
- Salinitetskoefficient för den blandade luten (beräknad baserat på totalt lösta fasta ämnen i blandad vätska), dimensionslös, vanligtvis 0,99;
- Förhållandet mellan syreöverföringseffektiviteten hos diffusorn i avloppsvatten kontra rent vatten, dimensionslös;
C - DO-koncentration i vatten, mg/L;
CS,T- Mättad DO-koncentration i vatten vid temperatur T, mg/L;
CS,20- Mättad DO-koncentration i vatten vid 20 grader , mg/L;
T- Vattentemperatur, grad .
1.4 Beräkningsmetod för luftningssystemets energiförbrukning
Det teoretiska syrebehovet för den aeroba tanken beräknades enligt Activated Sludge Model (ASM). Syrebehovet beräknades utifrån CODCroch ammoniakkväveborttagningsresultat för att bestämma det totala syrebehovet (TOD) i den aeroba tanken, som iEkvation (4).
Där:
MTOD- Värde av TOD, kg O₂/h;
Q- Influent flöde, m³/d;
ΔCCODCr- Skillnad mellan COD Cr-koncentration i inflöde och avloppsvatten, mg/L;
ΔCAmmoniakkväve- Skillnad mellan ammoniakkvävekoncentration i inlopps- och avloppsvatten, mg/L; 4,57 är omvandlingsfaktorn för ammoniakkväve till NO₃⁻-N.
Syretillförselhastigheten för luftningssystemet med fina bubblor beräknas som iEkvation (5).
Där:
MOTR- Värde på faktisk syretillförselhastighet, kg O₂/d;
QAFR- Luftflöde, m³/h;
ŷO₂- Massfraktion av syre i luft, 0,276.
Fläkteffekten bestäms av den faktiska lufttillförselhastigheten för fläkten och utloppstrycket, vilket i sin tur bestäms av inloppstrycket, tryckförlusten av luft i rörledningen, tryckförlusten för själva den fina bubbelspridaren och det statiska vattentrycket 承受 vid tankens botten, som iEkvation (6).
Där:
ρluft- Luftdensitet, g/L, taget som 1,29 g/L;
N - Fläkteffekt, kW;
R- Universell gaskonstant, 8,314 J/(mol·K);
Tluft- Atmosfärstemperatur, grad ;
B- Blower-omvandlingskoefficient, tagen till 29,7;
- Specifikt värmeförhållande för gas, taget som konstant 0,283;
η- Kombinerad verkningsgrad för motor och fläkt, tagen som konstant 0,8;
Pi- Fläktintagstryck, Pa;
Z- Doppningsvattentryck på diffusorn, Pa;
Pförlust- Tryckförlust för själva diffusorn med fina bubblor, Pa;
hL- Tryckförlust av luft i rörledningen, Pa.
Under testförhållanden är mängden syre som överförs till vattnet per enhet elektrisk energi som förbrukas av diffusorn [kg/(kW·h)] Standard Aeration Efficiency (SAE), som iEkvation (7). SAE-värdet kan användas för att utvärdera den faktiska användningseffektiviteten för finbubbelspridaren.
Där:
ASAE- Värde på SAE.
1.5 Konventionella indikatormätmetoder
Blandade lutprover filtrerades genom kvalitativt filterpapper. Löslig CODCr(SCODCrammoniak, kväve, NO3--N och TP mättes med nationella standardmetoder.
2. Resultat och diskussion
2.1 Effektivitet för borttagning av föroreningar
Den inflytande kvaliteten på de viktigaste föroreningarna sommar och vinter vid reningsverket visas iFigur 3. De genomsnittliga reningsflödena sommar och vinter var 3,65×10⁵ m³/d respektive 3,13×10⁵ m³/d.Sommarens inflytande CODCroch ammoniakkvävekoncentrationerna var (188,38 ± 52,53) mg/L och (16,93 ± 5,10) mg/L, respektive.Den vinterinflytande CODCroch ammoniakkvävekoncentrationerna var (187,94 ± 28,26) mg/L och (17,91 ± 3,42) mg/L, respektive. Högre sommarnederbörd leder till att avloppsreningsverket arbetar i ett läge med "hög hydraulisk belastning - låg föroreningsbelastning". Ökningen av hydraulisk belastning förkortar systemets HRT, vilket minskar reaktionstiden i den biologiska tanken och påverkar avlägsnandet av föroreningar. Låg inflytande föroreningsbelastning i reningsverk kan lätt leda till för låg slambelastning, vilket orsakar överluftning och slamsönderdelning. Avloppsreningsverk bör i tid justera slambelastning och lufttillförselhastigheter för att mildra effekterna av drift med låg föroreningsbelastning.Sommarvattentemperaturen var (27,32 ± 1,34) grader, betydligt högre än vintertemperaturen på (17,39 ± 0,75) grader. Temperaturen är en av de viktiga faktorerna som påverkar systemets förmåga att avlägsna föroreningar. Toleransen för trådliknande bakterier är högre än för flockbildande bakterier, vilket gör dem benägna att föröka sig i miljöer med låga-temperaturer, vilket orsakar bulkbildning av slam. Lägre temperaturer minskar också enzymaktiviteten hos mikroorganismer i det aktiverade slammet, vilket minskar substratnedbrytningshastigheten och den endogena andningshastigheten, vilket leder till minskad effektivitet för borttagning av föroreningar. Avloppsreningsverk kan vidta åtgärder som att öka slamåldern och MLSS i den biologiska tanken för att lindra de negativa effekterna av låg temperatur på föroreningar. Eftersom den hydrauliska belastningen på vintern är lägre än på sommaren, förlängs HRT i den aeroba tanken något med tillräcklig luftning, vilket kompenserar den negativa inverkan av låg temperatur på nitrifikationen. Därför uppfyllde avloppskvaliteten både sommar och vinter Grade A-standarden GB 18918-2002.
2.2 Variationsmönster av föroreningsformer längs den aerobiska tanken
På testdagarna,den inflytande SCODCrkoncentrationerna sommar och vinter var 186,76 mg/L respektive 248,42 mg/L, och ammoniakkvävekoncentrationerna var 22,05 mg/L och 25,91 mg/L, respektive. Möjligen på grund av kombinerat avloppsbräddning och grundvatteninfiltration var inflödeskvaliteten lägre än dimensioneringsvärdena. Variationen av föroreningar längs den aeroba tanken visas iFigur 4.
På grund av fosforutsläpp i den anaeroba tanken, denitrifikation i den anoxiska tanken och utspädning genom slamåterföring, minskade föroreningskoncentrationen avsevärt innan den gick in i den aeroba tanken. SCODCrkoncentrationerna vid den aeroba tankens inlopp sommar och vinter var 30,32 mg/L respektive 52,48 mg/L, och ammoniakkvävekoncentrationerna var 3,90 mg/L respektive 4,62 mg/L. TN-koncentrationerna vid den aeroba tankens inlopp sommar och vinter var 4,86 mg/L respektive 6,16 mg/L, vilket minskade något till 4,46 mg/L och 5,70 mg/L i avloppsvattnet, vilket indikerar en relativt låg andel samtidig nitrifikation och denitrifikation som förekommer i en tank. SCODCrkoncentrationen minskade signifikant i zon 1 till 19,36 mg/L och 30,20 mg/L på sommaren respektive vintern; ammoniakkvävekoncentrationen minskade till 1,75 mg/L och 2,80 mg/L. Den minskande trenden för föroreningskoncentrationen avtog i zon 2, vilket tyder på att små molekylära organiskt material hade brutits ned helt och nitrifikationen var fullständig. Koncentrationen av föroreningar i slutet av zon 2 uppfyllde redan standarden för utsläpp av avloppsvatten. Föroreningskoncentrationen förblev nästan oförändrad i zon 3, men DO-värdet i blandluten ökade, vilket tyder på att det mesta av syret som tillfördes i denna zon löstes upp i slamblandningsluten och inte användes för CODCroxidation och ammoniakoxidation. Avloppsvattnet SCODCrkoncentrationerna från den aeroba tanken under sommaren och vintern var 15,36 mg/L respektive 26,51 mg/L, och koncentrationerna av ammoniakkväve i utflödet var 0,17 mg/L respektive 0,50 mg/L.Den högre ammoniak-kväveavskiljningen på sommaren berodde på högre vattentemperatur som förbättrade nitrifikations-denitrifieringsaktiviteten hos mikroorganismer. Zhang Tao et al. hittade detlåga vintertemperaturer minskar mängden ammoniak-oxiderande bakterier och nitrit-oxiderande bakterier, vilket minskar ammoniakkväveavskiljningen i reningsverk.
2.3 Av-Gastestresultat längs aerobictanken
Fälttester av syreöverföringsprestanda hos luftningssystemet med fina bubblor utfördes längs den aeroba tanken på sommaren och vintern med hjälp av av-gasanalysatorn. Resultaten visas iFigur 5. DO-koncentrationen i den aeroba tanken ökade gradvis längs flödesriktningen. DO-koncentrationen i den blandade luten beror på mängden syre som överförs från gasfasen till vätskefasen av diffusorerna (dvs. OTR) och syre som förbrukas av mikroorganismer (dvs OUR). Substratet är rikligt vid den främre änden av den aeroba tanken, och mikroorganismer kräver mer syre för att bryta ned substratet. Därför var DO-koncentrationen lägst i zon 1 både sommar och vinter, vid (1,54 ± 0,22) mg/L respektive (1,85 ± 0,31) mg/L. DO-koncentrationen ökade till (2,27 ± 0,45) mg/L respektive (2,04 ± 0,13) mg/L i zon 2. I zon 3 var DO-koncentrationen (4,48 ± 0,55) mg/L respektive (4,53 ± 1,68) mg/L. Variationsmönstret för DO längs vägen överensstämmer med det för föroreningskoncentration. Nedbrytning och nitifiering av organiskt material genomfördes i princip i zon 2. Innehållet av organiskt material i zon 3 är lägre, vilket minskar syrebehovet, vilket leder till att syre inte utnyttjas fullt ut och lagras i vattenfasen som DO, vilket gör att DO-koncentrationen stiger till alltför höga nivåer. Den genomsnittliga DO i zon 3 var signifikant högre än 2,0 mg/L, vilket tyder på över-luftning i slutet av den aeroba tanken. Endogen respiration av aktivt slam minskar slamaktiviteten och kan lätt orsaka slambulkning samtidigt som energi slösas bort. Den alltför höga DO-koncentrationen i slutet av den aeroba tanken resulterar också i en högre DO-koncentration i returluten, vilket inte bara ökar DO-koncentrationen som kommer in i den anoxiska tanken via externt återflöde utan också minskar mängden tillgänglig COD Cr , vilket sänker denitrifikationseffektiviteten. Därför rekommenderas det att minska lufttillförseln i zon 3 och endast bibehålla den nödvändiga blandningsintensiteten, för att spara luftningsenergiförbrukningen.
Som visas iFigur 5Det finns betydande skillnader i syreöverföringsprestanda för diffusorer i olika kanaler under faktisk drift mellan sommar och vinter. Den genomsnittliga OTE uppmätt på vintern var 9,72%, lägre än resultatet uppmätt på sommaren (16,71%). Detta beror påminskningen av vattentemperaturen minskar aktiviteten hos mikroorganismer i reningsverkets aeroba tank, vilket leder till lägre syreutnyttjandegrad. Efter korrigering för temperatur, salthalt och DO var de genomsnittliga SOTE-värdena sommar och vinter 17,69 % respektive 14,21 %. Sommaren SOTE var något högre än på vintern, möjligen pgalångvarig operation förvärrad nedsmutsning av diffusorn, blockering av porer och reducering av diffusorns syreöverföringsprestanda.
2.4 Analys av energioptimeringspotentialen för det aerobiska tankluftningssystemet
Enligt ekvationerna (3) och (4) beräknades syrebehovet, syretillförselhastigheten och fläkteffekten för varje kanal i den aeroba tanken sommar och vinter, som visas iTabell 2. Det totala syrebehovet i den aeroba tanken på vintern var cirka 34,91 % högre än på sommaren, orsakat av den högre inflytande CODCroch ammoniakkvävebelastning på vintern jämfört med sommaren. Syrebehovet i varje zon i den aeroba tanken minskar när inflytande föroreningar bryts ned längs vägen. Zon 1 har den högsta föroreningskoncentrationen och tillräckligt med substrat, vilket resulterar i högre mikrobiell aktivitet, därför är dess syrebehov den högsta. Eftersom föroreningar kontinuerligt bryts ned, minskar syrebehovet i zon 2 och zon 3 gradvis. På sommaren var syrebehovsandelen för de tre zonerna 72,62 %, 21,65 % respektive 5,73 % av det totala syrebehovet i aeroba tankar. På vintern var andelarna 72,84 %, 24,53 % respektive 2,63 %. I konventionella reaktorer för aktiverat slam är syrebehovet för den främre sektionen 45%-55%, mellansektionen 25%-35% och den bakre sektionen 15%-25%. Behandlingsbelastningen i slutet av denna aeroba tank är lägre än konventionella värden. Lufttillförseln vid den främre änden kan reduceras på lämpligt sätt, vilket gör att vissa föroreningar kan brytas ned i de bakre sektionerna.
Jämfört med sommaren,syrebehovet för den biologiska reningsprocessen på vintern är högre, och syreöverföringseffektiviteten för luftningssystemet med finbubblor är lägre, vilket leder till en högre erforderlig lufttillförsel. Enligt driftsdata för reningsverket var den totala fläktlufttillförseln sommar och vinter 76,23 m³/h respektive 116,70 m³/h. Lufttillförseln var högst i zon 1, medan lufttillförseln i zon 2 och zon 3 var liknande men lägre än i zon 1. Syretillförseln på sommaren var 38,99 % högre än syrebehovet, vilket tyder på betydande energibesparingspotential. Syretillförseln i både zon 2 och zon 3 översteg det faktiska syrebehovet. Syretillförseln på vintern var 7,07 % högre än syrebehovet. Syretillförseln och efterfrågan i zon 1 och zon 2 matchades, medan överluftning inträffade i zon 3. Fläkteffekten är proportionell mot lufttillförselhastigheten, som i ekvation (6). Strömförbrukningen för fläktarna sommar och vinter var 85,21 kW respektive 130,44 kW. Henkel föreslår deten ökning av lufttemperaturen minskar kraften hos fläktar i luftningssystem. Som svar på skillnaderna i syrebehov mellan olika kanaler bör avloppsreningsverk vidta motsvarande åtgärder för justering av luftningen, såsom avsmalnande luftning. Detta kan innebära att grenrören för lufttillförseln helt öppnas i den främre änden, öppnas dem i mitten halvvägs och att grenrören i änden justeras till minsta öppning för attspara lufttillförsel och luftningsenergiförbrukning.
För att ytterligare kvantifiera den faktiska användningseffektiviteten för de fina bubbeldiffusorerna, var Standard Aeration Efficiency (SAE) i den aeroba tanken på sommaren 2,57 kg O₂/kW·h, vilket är 32,29 % högre än på vintern. Skillnader i inflytande vattenkvalitet, kvantitet och temperatur mellan sommar och vinter orsakar betydande variationer i drift och kontroll av luftningssystemet i avloppsreningsverket. Energislöseriet var allvarligare på sommaren än på vintern, och luftningssystemet uppnådde en bättre balans mellan utbud-efterfrågan på vintern. Med tanke på det inflytande flödet och kvaliteten,lufttillförseln skulle kunna minskas på lämpligt sätt på sommarensamtidigt som man säkerställer avloppskvalitet och adekvat blandning i den aeroba tanken. På vintern bör tillräcklig luftning säkerställas för att mildra effekterna av hög inflytande föroreningsbelastning och låg temperatur. Det är dock viktigt att notera att under lång-drift ackumuleras föroreningar på ytan och inuti diffusorernas porer, vilket gradvis blockerar porerna och syreöverföringseffektiviteten kommer att minska. Om diffusorrengöringen inte kommer i tid kan det leda till otillräcklig syretillförsel från luftningssystemet, vilket påverkar avloppskvaliteten.
Avloppsreningsverket använder en DO-blower-luftflödeskontrollstrategi. Målet med luftningskontrollsystemet är att tillhandahålla en stabil DO-miljö för mikroorganismer i den aeroba tanken och säkerställa efterlevnad av avloppsvatten. DO-återkopplingsmekanismen kan dock inte ensam bedöma energibesparingspotentialen för luftningssystemet. Fälttestning av luftningssystemets syreöverföringsprestanda möjliggör en exakt beräkning av den faktiska syretillförselhastigheten för luftningssystemet och beskriver dess variationsmönster längs vägen. I kombination med syrebehovsdata möjliggör detta exakt styrning av luftningssystemet för att uppnå en balans mellan utbudet-efterfrågan och målet att spara energi och minska förbrukningen.
3. Slutsats
- Högre sommarvattentemperaturer förbättrar mikrobiell nitrifikationsaktivitet och denitrifikation, vilket resulterar i högre COD Cr och ammoniakkväve i avloppsvattnet på vintern jämfört med sommaren. Men på grund av lägre hydraulisk belastning på vintern än sommaren, kompenserade den utökade HRT i den aeroba tanken och tillräcklig luftning den negativa effekten av låg temperatur på nitrifikation. Därför uppfyllde avloppskvaliteten både sommar och vinter Grade A-standarden GB 18918-2002.
- Jämfört med sommaren är syrebehovet för den biologiska behandlingsprocessen på vintern högre, syreöverföringseffektiviteten för luftningssystemet med fina bubblor är lägre, vilket leder till en högre erforderlig lufttillförselhastighet och lägre luftningseffektivitet.
- Syretillförseln på sommaren och vintern var 38,99 % respektive 7,07 % högre än syrebehovet, vilket tyder på större energibesparingspotential på sommaren. Föroreningskoncentrationen minskar gradvis längs den aeroba tanken och förblir nästan konstant i slutet, medan DO-koncentrationen i slutet är mycket högre än vid fronten. Detta indikerar att det mesta av syret som tillförs i slutet löses upp i slamblandningsluten och inte används för CODCroxidation och ammoniakoxidation, vilket tyder på över-luftning. Därför kan lufttillförseln i slutet av den aeroba tanken reduceras på lämpligt sätt samtidigt som avloppskvaliteten och tillräcklig blandning säkerställs.