Avloppsvattenkvalitet
1. Överskott av organiskt material
De faktorer som främst påverkar behandlingseffektiviteten av organiskt material inkluderar:
(1) Näringsämnen
Generellt sett är näringsämnen som kväve och fosfor i avloppsvatten tillräckliga för mikrobiella behov, och ofta i överskott. Men när andelen industriellt avloppsvatten är relativt hög, bör kol-kväve-fosforförhållandet kontrolleras för att säkerställa att det uppfyller standarden 100:5:1.
● Vid brist på kväve tillsätts vanligtvis ammoniumsalter.
● Vid brist på fosfor tillsätts vanligtvis fosforsyra eller fosfater.
(2) pH
Avloppsvattnets pH är vanligtvis neutralt, från 6,5 till 7,5. En liten sänkning av pH kan orsakas av anaerob jäsning i avloppsledningen. Betydande pH-fall under regnperioden beror ofta på surt regn i städer, särskilt i kombinerade avloppssystem.
En plötslig och stor förändring i pH, oavsett om det är en ökning eller minskning, orsakas vanligtvis av det stora utsläppet av industriavloppsvatten. Justering av pH i avloppsvattnet innebär vanligtvis tillsats av natriumhydroxid eller svavelsyra, men detta ökar reningskostnaderna avsevärt.
(3) Oljor och fett
När halten av oljiga ämnen i avloppsvattnet är hög kommer luftningseffektiviteten i luftningsutrustningen att minska. Utan ökad luftning kommer behandlingseffektiviteten att sjunka, men ökad luftning ökar oundvikligen driftskostnaderna.
Högt oljeinnehåll minskar också sedimenteringsförmågan hos aktiverat slam och kan i svåra fall orsaka slambulkning, vilket leder till att suspenderade fasta ämnen (SS) i avloppsvattnet överskrider standarden. För influent med hög oljehalt bör oljeborttagningsutrustning tillsättas i förbehandlingssteget.
(4) Temperatur
Temperaturen har ett brett spektrum av effekter på den aktiverade slamprocessen.
● För det första påverkar det mikrobiell aktivitet. På vintern, om inga kontrollåtgärder vidtas, kommer behandlingseffektiviteten att minska.
● För det andra påverkar det separationsprestandan i sekundära sedimentationstankar; temperaturförändringar kan till exempel orsaka täthetsströmmar och-kortslutning; låga temperaturer ökar slammets viskositet och minskar sedimenteringsförmågan.
● För det tredje påverkar temperaturen luftningseffektiviteten. På sommaren sänker högre temperaturer mättnaden av löst syre, vilket gör syreöverföringen svårare och minskar luftningseffektiviteten. Det minskar också luftdensiteten, så för att behålla samma lufttillförsel måste luftvolymen ökas.
2.TP (Total Phosphorus) överskrider standarder
Biologiskt fosforavlägsnande bygger på polyfosfat-ackumulerande organismer (PAO) som frisätter fosfor under anaeroba förhållanden och absorberar överskott av fosfor under aeroba förhållanden. Fosfor avlägsnas genom att släppa ut fosfor-rikt överskottsslam. Orsaker till att avloppsvatten TP överskrider standarderna inkluderar:
(1) Temperatur
Temperaturen påverkar fosforavskiljningen mindre tydligt än biologisk kvävereduktion. Inom ett visst område fungerar biologisk fosforavskiljning framgångsrikt trots måttliga temperaturförändringar. Experiment visar att fosforborttagning är att föredra vid temperaturer över 10 grader, eftersom PAO växer långsammare vid låga temperaturer.
(2) pH-värde
Mellan pH 6,5 och 8,0 förblir fosforhalten och upptagningshastigheten för polyfosfatmikroorganismer stabila. När pH sjunker under 6,5 minskar fosforupptaget kraftigt. Plötsliga pH-fall orsakar snabba ökningar av fosforkoncentrationen i både aeroba och anaeroba zoner; ju större pH-fallet är, desto mer fosfor frigörs. Denna frisättning är inte ett fysiologiskt eller biokemiskt svar av PAO utan en rent kemisk "syraupplösnings"-effekt. Större anaerob fosforutsläpp på grund av pH-fall resulterar i lägre aerobt fosforupptag, vilket indikerar att frisättningen är destruktiv och ineffektiv. Lätt fosforupptag sker när pH ökar.
(3) Upplöst syre (DO)
Varje mg molekylärt syre kan förbruka 1,14 mg biologiskt nedbrytbar COD, vilket hämmar PAO-tillväxt och hindrar borttagning av fosfor. Den anaeroba zonen bör hålla låg DO för att gynna sur jäsning av anaerober, främja fosforfrisättning av PAO och för att minska konsumtionen av biologiskt nedbrytbart organiskt material, vilket gör att PAO kan syntetisera mer PHB. Omvänt kräver den aeroba zonen högre DO för att stödja PAO vid nedbrytning av lagrad PHB för att erhålla energi för att absorbera löst fosfat från avloppsvatten och syntetisera intracellulärt polyfosfat. DO bör kontrolleras under 0,3 mg/L i anaeroba zoner och över 2 mg/L i aeroba zoner för att säkerställa effektiv anaerob fosforfrisättning och aerobt upptag.
(4) Nitratkväve i anaerob tank
Nitratkväve i den anaeroba zonen förbrukar organiska substrat, hämmar PAOs fosforfrisättning och påverkar därmed fosforupptaget under aeroba förhållanden. Nitratkväve används också genom att denitrifiera bakterier som elektronacceptorer för denitrifiering, vilket stör fermenteringsprocesser som producerar syror som behövs för PAO-fosformetabolism, undertrycker PAO-fosforfrisättning, -upptag och PHB-syntes. Varje mg nitratkväve förbrukar 2,86 mg biologiskt nedbrytbar COD, vilket undertrycker anaerob fosforfrisättning. Normalt kontrolleras nitratkväve under 1,5 mg/L.
(5) Slamålder
Fosforavskiljning uppnås huvudsakligen genom att släppa ut överskottsslam; sålunda bestämmer mängden överskottsslam avlägsningseffektiviteten. Slamåldern påverkar direkt slamutsläppsvolymen och fosforupptaget. Lägre slamålder förbättrar fosforavskiljningen genom att öka överskottsslamutsläppen och systemets fosforavskiljning, vilket minskar fosfor i sekundärt sedimentationsavlopp. Biologiskt kväve- och fosforavlägsnande kräver dock tillräcklig slamålder för att nitrifiera och denitrifiera bakterietillväxt, vilket ofta gör fosforavskiljningen otillfredsställande. I allmänhet kontrolleras slamåldern i fosforavskiljningssystem mellan 3,5 och 7 dagar.
(6) COD/TP-förhållande
Vid biologisk fosforavskiljning påverkar typen och mängden organiska substrat i det anaeroba stadiet, och förhållandet mellan näringsämnen som behövs av mikrober och fosfor i avloppsvatten, avlägsningseffektiviteten. Olika substrat inducerar varierande fosforfrisättning och -upptag. Lågmolekylära, lättnedbrytbara organiska ämnen (t.ex. flyktiga fettsyror) används lätt av PAO för att frigöra lagrat polyfosfat och inducera kraftigt fosforfrisättning. Högmolekylära, svår--nedbrytbara organiska ämnen inducerar svagare fosforfrisättning. Ju mer fullständig fosforfrigörs anaerobt, desto större är fosforupptaget aerobt. PAO använder energi från anaerob fosforfrisättning för att absorbera lågmolekylära organiska ämnen för överlevnad under anaeroba förhållanden. Därför är tillräckligt med organiskt material (COD/TP > 15) väsentligt för PAO-överlevnad och idealiskt fosforavlägsnande.
(7) Lätt biologiskt nedbrytbar COD (RBCOD)
Studier visar att substrat som ättiksyra, propionsyra och myrsyra leder till höga fosforfrisättningshastigheter, vilket beror på aktivt slamkoncentration och mikrobiell sammansättning, inte substratkoncentration. Sådan fosforfrisättning följer noll-kinetik. Andra organiska ämnen måste omvandlas till dessa små molekyler innan PAO kan metabolisera dem.
(8) Glykogen
Glykogen är en stor grenad polysackarid som består av glukosenheter och fungerar som intracellulär energilagring. I PAO bildas glykogen i aeroba miljöer, och lagrar energi som metaboliseras under anaeroba förhållanden för att producera NADH (en prekursor för PHA-syntes), vilket ger metabolisk energi. Överdriven luftning eller över-oxidation minskar glykogen i PAO, vilket orsakar NADH-brist i anaeroba förhållanden och dålig fosforavskiljning.
(9) Hydraulisk retentionstid (HRT)
I väl-drivna kommunala system för borttagning av biologiskt kväve och fosfor kräver fosforutsläpp och -upptag vanligtvis 1,5–2,5 timmar respektive 2,0–3,0 timmar. Fosforfrisättning är något mer kritisk; sålunda övervakas anaerob HRT noggrant. För kort anaerob HRT förhindrar tillräcklig fosforfrisättning och nedbrytning av organiskt material till låga fettsyror; för lång tid ökar kostnaderna och biverkningarna. Fosforfrisättning och -upptag är relaterade till varandra: tillräcklig anaerob frisättning förbättrar det aerobiska upptaget och vice versa, vilket skapar en positiv cykel. Driftsdata indikerar lämpliga HRTs som 1h15m–1h45m anaerob och 2h–3h10m aerobic.
(10) Returförhållande (R)
I A/O-processer (anaeroba/aeroba) är det avgörande att upprätthålla tillräckligt med löst syre i det aktiverade slammet som återgår från luftningstanken till den sekundära sedimenteringstanken för att förhindra anaerob fosforfrisättning i den senare. Utan snabb slamavlägsning orsakar tjocka slamlager anaerob fosforutsläpp trots hög DO. Returförhållandet bör därför inte vara för lågt, vilket säkerställer snabba utsläpp av slam från sedimenteringstankar. Alltför höga returförhållanden ökar energiförbrukningen och minskar uppehållstiden för slam i luftningstanken, vilket försämrar BOD5 och fosforavskiljning. Optimala avkastningsförhållanden varierar mellan 50 % och 70 %.
3.Mekanisk och elektrisk utrustning
Stabil drift av avlopps- och slambehandling är beroende av tillförlitlig mekanisk och elektrisk utrustning, vilket också påverkar anläggningens energiförbrukning.
(1) Bar Screen Machine
Det första steget i reningen, benägen för fel som kan stoppa avloppsflödet. Vanliga problem:
Fastklämning på grund av lagerslitage eller mekaniskt fel. Kräver regelbunden smörjning och inspektion.
Blockering av fibrer, plastpåsar som orsakar minskat flöde och översvämning. Kräver tekniska uppgraderingar eller manuell rengöring.
(2) Lyftpumpar
Mestadels dränkbara pumpar. Pumphjul och tätningsringar kan vara igensatta av skräp, vilket minskar tätningen och effektiviteten, vilket orsakar motorfel. Regelbunden inspektion, pumprotation och förbättrad stångskärmsdrift rekommenderas.
Design för variabelt inflöde och uppsamlingssystem kräver pumpar arrangerade i lutningar med pumpar med fast-hastighet och variabel-hastighet för att hantera fluktuationer effektivt.
(3) Blåsare
Nyckel- och energikrävande-utrustning. Parametrar inkluderar luftflöde, tryck, strömförbrukning och buller. Centrifugalblåsare som vanligtvis används med fördelar jämfört med Roots-blåsare i effektivitet, livslängd, buller och stabilitet. Variabel frekvenskontroll och flera fläktkonfigurationer optimerar energianvändningen.
Regelbundet underhåll av oljekylare, filter och säkerställande av korrekt oljekvalitet är nödvändigt för att förhindra emulgering och överhettning.
(4) Luftningshuvuden
Mestadels mikroporösa membran (skiva, kupol, plattor, rörtyper). Igensättning och åldrande av gummi minskar effektiviteten i syreöverföringen. Regelbunden rengöring med myrsyra eller högt-tryckluft behövs, med säkerhetsåtgärder. Avtappningsventiler bör öppnas regelbundet för att avlägsna kondensat. Allvarligt igensatta eller skadade diffusorer bör bytas ut.
(5) Utrustning för borttagning av slam
Vissa processer saknar sekundära sedimentationstankar (t.ex. SBR, UNITANK), vilket orsakar slamlagrets kanal och otillräcklig slamutsläpp, vilket ökar energi- och kemikalieförbrukningen. Intermittent eller fler-slamutsläpp rekommenderas. Regelbundet underhåll av skrapor och suganordningar i sedimentationstankar är nödvändigt.
(6) Avvattningsmaskiner
Två huvudtyper: centrifug och bandfilterpress.
4.Centrifuger:
Tänk på slamkoncentration, matningshastighet, hastighetsskillnad, polymerdosering på kakfasta ämnen, filtrat SS och återvinning.
Större hastighetsskillnad förkortar slamretention, höjer fukthalten och filtrerar fasta partiklar.
Mindre differential förbättrar separationen men riskerar igensättning.
Justera polymerdosering och matningshastighet för att optimera.
Vanliga problem:larm på grund av otillräcklig tvätt, överhettning av lager på grund av blockering av smörjmedel, motorlarm från frekvensomformare och slam som inte släpps ut på grund av små slamflockar, särskilt under regnperioder. Justera driftsparametrar för att mildra.
Bandfilterpress:
Slam komprimeras och klipps mellan två remmar som passerar över rullar för att avlägsna vatten.
Drift- och underhållspunkter inkluderar enhetlig slamfördelning, mjuka skrapor, munstycksrengöringssystem, automatisk remspårning och förreglingsskydd.
Vanliga problem: remslirning, remavvikelse, igensättning och kakfasta ämnen minskar främst på grund av överbelastning, felaktig spänning, skadade rullar och överskott av polymer. Regelbunden justering och rengöring är viktigt.
Övervakningsinstrument
Hög orenhet och hård miljö orsakar frekventa mätfel eller skador på onlineanalysatorer, vilket påverkar kontroll och automatisering.
Korrekt förbehandlingsenheter för vattenprov och analysatorer som är anpassade till koncentrationsintervall är nödvändiga. Stor utrustning bör ha styrsystem som är kompatibla med anläggningsautomation för att minska kommunikationskostnaderna.
Underhållsprocedurer inkluderar planerade reservdelar, regelbunden kalibrering, rengöring och byte av förbrukningsvaror.
Åskskydd är avgörande för utomhusapparater på grund av frekventa blixtnedslag i avloppsverk. Brist på skydd leder till höga reparationskostnader och operativa risker.