Które parametry są najważniejsze po uruchomieniu procesu AOA? Jak je dostosować?
Istnieje znacząca różnica między inżynierami a badaczami. Naukowcy mogą eksperymentować z parametrami jeden po drugim, kontrolując warunki do idealnego stanu i spędzając miesiące na uzyskaniu idealnego zestawu danych. Inżynierowie nie mogą tego zrobić; okres uruchomienia wynosi tylko kilka miesięcy, wodę należy uzupełniać codziennie, a ścieki muszą codziennie spełniać normy. Należy doprowadzić system do stabilnego stanu operacyjnego w ograniczonym czasie. Trzeba wiedzieć jakie wartości ustawić i w jakim kierunku regulować.
System parametrów AOA różni się od tradycyjnego AAO – parametry AAO są „wielo-sprzężone”, przy czym współczynnik refluksu wewnętrznego, współczynnik refluksu zewnętrznego, szybkość napowietrzania i dawka źródła węgla wpływają na siebie nawzajem, co sprawia, że regulacja jest bardzo trudna. AOA eliminuje wewnętrzną rurkę zwrotną, co skutkuje mniejszym sprzężeniem między parametrami, ale każdy parametr ma szerszy zakres wpływu i wyższą czułość. Nie oznacza to, że AOA można „łatwo dostosować”, ale raczej, że każdy parametr należy dostosować bardziej precyzyjnie.
Stosunek objętości stref beztlenowych, tlenowych i beztlenowych jest parametrem, który należy ustalić na etapie projektowania i trudno go w znaczący sposób dostosować w trakcie eksploatacji,-dlatego w projekcie należy pozostawić wystarczający margines.
Podstawowy zalecany stosunek wynosi 1:1:3 do 4. W warunkach niskiego stosunku C/N-C/N poniżej 3-zaleca się dostosowanie do 1,5:1:4, rozszerzając strefę beztlenową, aby zapewnić mikroorganizmom wystarczającą ilość czasu na magazynowanie wewnętrznych źródeł węgla. W obszarach o niskiej-temperaturze-temperatury wody poniżej 15 stopni zaleca się dostosowanie do 1:1:4 do 5, wydłużając strefę beztlenową, aby zapewnić wystarczający czas na endogenną denitryfikację.
Podstawowa zasada jest prosta: strefa beztlenowa jest głównym polem bitwy, więc lepiej być większa. Strefa tlenowa powinna być raczej krótsza niż dłuższa,-dłuższa strefa marnuje wewnętrzne źródła węgla, natomiast krótszą strefę można zrekompensować poprzez zwiększenie napowietrzenia. Te współczynniki nie są arbitralne, ale pochodzą z wyników rzeczywistych pomiarów i optymalizacji w wielu przypadkach-pilotażowych i inżynieryjnych. Projektując system, możesz zacząć od odniesienia się do tych proporcji, a następnie-doprecyzować je w oparciu o rzeczywistą jakość wpływającej wody.
**Końcowe stężenie tlenowe DO** Jest to prawdopodobnie najważniejszy parametr kontrolny w działaniu AOA.
Wysoki końcowy tlenowy DO zapewnia wystarczającą nitryfikację amoniaku,-ale nadmiar rozpuszczonego tlenu przedostającego się do strefy beztlenowej zużywa wewnętrzne źródła węgla, co prowadzi do zmniejszenia denitryfikacji. Niski końcowy tlenowy DO dobrze zatrzymuje wewnętrzne źródła węgla,-ale może powodować niepełną nitryfikację i nadmierną ilość azotu amonowego w ściekach. Zalecana wartość wynosi od 1,0 do 1,5 mg/l i jest „najlepszym punktem” zweryfikowanym w wielu przypadkach inżynieryjnych.
Dane badawcze pokazują, że gdy DO (rozpuszczony tlen) wynosi 1,0 mg/l, stopień endogennej denitryfikacji jest najwyższy w strefie-beztlenowej; gdy DO przekracza 2,0 mg/L, dopływ DO w strefie beztlenowej znacząco hamuje denitryfikację, a całkowity stopień usuwania azotu spada o 5% do 10%; gdy DO jest poniżej 0,5 mg/l, wydajność nitryfikacji maleje, a azot amonowy na wylocie może przekroczyć normę.
Oto szczegół operacyjny, który łatwo przeoczyć: końcowego poziomu DO w strefie aerobowej nie można regulować po prostu zmieniając zawór ostatniego aeratora. Jeśli zmniejszysz napowietrzanie ostatniej grupy aeratorów, szybkość napowietrzania poprzednich aeratorów pozostanie taka sama, ale ogólny rozkład DO w strefie tlenowej przesunie się do przodu-DO na początku wzrośnie, podczas gdy DO na końcu spadnie, a ogólna średnia DO może pozostać niezmieniona. Prawidłowe podejście polega na dostosowaniu rozkładu napowietrzania w całej strefie tlenowej, nieznacznie zwiększając napowietrzenie na początku, aby zapewnić szybkie rozpoczęcie nitryfikacji i nieznacznie zmniejszając je na końcu, aby zmniejszyć końcowy DO. Wymaga to możliwości sterowania systemem napowietrzania w grupach; stary-modny jednorurowy-układ napowietrzania jest w tym scenariuszu mniej skuteczny.
Czas retencji osadu (SRT)
AOA zaleca SRT od 20 do 30 dni. Dlaczego tak długo? Ponieważ DGAO rosną znacznie wolniej niż zwykłe bakterie heterotroficzne. Krótki SRT spowoduje ich wypłukanie, uniemożliwiając wytworzenie się endogennej zdolności do denitryfikacji w systemie. Endogenne bakterie denitryfikacyjne wymagają wystarczająco długiego wieku osadu, aby się kumulował; decyduje o tym ich „powolny i skrupulatny” charakter. Co więcej, długi SRT oznacza wysokie stężenie osadu, w naturalny sposób zwiększające szybkość endogennej denitryfikacji.
Jednak dłuższy SRT nie zawsze jest lepszy. Po 35 dniach osad gwałtownie się starzeje, jego właściwości sedymentacyjne maleją, a jego aktywność spada, co negatywnie wpływa na skuteczność oczyszczania. W praktyce SRT reguluje się poprzez kontrolowanie odprowadzania osadu-zimą, gdy temperatura wody jest niska. SRT można odpowiednio wydłużyć, zmniejszając jednocześnie odprowadzanie osadu, aby zrekompensować zmniejszoną szybkość nitryfikacji.
Praktyczna wskazówka: Jeśli TN (całkowita tolerancja azotu) w ściekach nie zmniejsza się, po wykluczeniu problemów z DO (rozpuszczonym tlenem) i HRT (czasem zatrzymywania wodoru), sprawdź najpierw SRT. Czas obrotu osadu (SRT) w wielu projektach AOA w początkowej fazie rozruchu wynosi mniej niż 15 dni. DGAO (utleniacze gazów trawiennych) nawet nie ugruntowały się przed usunięciem, uniemożliwiając systemowi osiągnięcie stabilnego stanu. Zmniejszenie szybkości odprowadzania osadu i umożliwienie wzrostu SRT do ponad 25 dni często powoduje, że zawartość azotu całkowitego (TN) zaczyna się zmniejszać.
Stężenie osadu (MLSS)
Zalecany MLSS dla procesów AOA wynosi 3500 do 5000 mg/L. W przypadku stosowania trybu pojedynczego powrotu osadu zaleca się górną granicę od 4000 do 5000 mg/l, aby zrekompensować niewystarczającą biomasę w strefie beztlenowej. W przypadku korzystania z trybu podwójnego powrotu osadu, może on działać przy dolnej granicy od 3500 do 4500 mg/l.
Należy pamiętać, że zbyt wysoki MLSS-powyżej 6000 mg/l-zwiększy ładunek ciał stałych w osadniku wtórnym, wpływając na skuteczność oddzielania wody z osadu-. Należy to uwzględnić w połączeniu z obliczeniami osadnika wtórnego. Wyższy MLSS nie zawsze jest lepszy; znalezienie równowagi jest ważniejsze.
Całkowity czas retencji hydraulicznej (HRT)
Całkowity HRT AOA (jednostki automatycznego napowietrzania) zazwyczaj waha się od 12 do 18 godzin, w zależności od jakości wody wpływającej i standardów zrzutu. To HRT jest w rzeczywistości podobne do tradycyjnego AAO (automatycznego napowietrzanego akwarium), które trwa zazwyczaj od 10 do 16 godzin-i nie zwiększa znacząco objętości zbiornika pomimo dodatku wewnętrznej denitryfikacji.
Badania wykazały, że gdy całkowity HTZ zostanie skrócony z 11 godzin do 5 godzin, TN (całkowity azot całkowity) w odpływie może nadal utrzymywać się na poziomie około 7,5 mg/l-, dzieje się tak dlatego, że czas aerobowy ulega skróceniu, co ogranicza marnotrawstwo wewnętrznych źródeł węgla. Oczywiście jest to ekstremalny eksperyment i takie ekstremalne podejście nie jest zalecane w inżynierii, ale przynajmniej pokazuje, że efektywność wykorzystania objętości zbiornika przez AOA jest rzeczywiście wysoka.
„Trójkątna” zależność między parametrami
Na koniec ważną kwestią do zrozumienia jest to, że parametry operacyjne AOA nie są izolowane. Są jak trzy splecione ze sobą liny, tworzące „trójkąt”. Niski poziom DO na koniec leczenia tlenowego chroni wewnętrzne źródło węgla, ale azot amonowy może nie spełniać standardów; dłuższy SRT (czas retencji osadu) prowadzi do większej akumulacji DGAO, ale powoduje starzenie się osadu i słabe właściwości sedymentacyjne; wysoki poziom MLSS (Mixed Liquefaction Suspension) zwiększa wydajność oczyszczania, ale zwiększa obciążenie osadnika wtórnego. Dostosowując dowolny parametr, należy wziąć pod uwagę jego wpływ na pozostałe dwa. Nie ma jednego zwycięskiego parametru; jedynie proces ciągłego dostosowywania się i znajdowania punktu równowagi.
Zaleca się ustalenie krzywych reakcji parametrów na etapie uruchamiania-na przykład ustalenie DO, wyregulowanie SRT i obserwację zmian TN; napraw SRT, wyreguluj DO i obserwuj zmiany azotu amonowego. Korzystanie z danych jest o wiele dokładniejsze niż poleganie na doświadczeniu. Dodatkowo istnieje inny parametr, choć nie wymieniony w tabeli parametrów, który jest równie ważny-napływający stosunek C/N. AOA (natlenianie-kwasowe) można w dużym stopniu dostosować do stosunków C/N, ale wymaga to znajomości aktualnie wpływającego stosunku C/N. W przypadku instalacji nieposiadających monitorowania ChZT i TN online zaleca się ich jak najszybszą instalację lub przynajmniej ręczne codzienne monitorowanie. Dzięki danym-o współczynniku C/N w czasie rzeczywistym można określić, czy system znajduje się obecnie w stanie wystarczającego, czy niewystarczającego źródła węgla, a tym samym zdecydować, czy zmniejszyć DO do 1,0, czy zwiększyć do 1,5. Choć parametru tego nie da się bezpośrednio ustawić w sterowni, to stanowi on podstawę do regulacji wszystkich parametrów pracy. W przypadku zakładów dysponujących odpowiednimi zasobami zaleca się połączenie danych z instrumentów online z centralnym systemem sterowania, co automatycznie generuje codziennie wykresy trendów parametrów, umożliwiając operatorom wizualne obejrzenie reakcji łańcuchowej spowodowanej każdą regulacją parametru. W początkowej fazie rozruchu zaleca się przeprowadzanie cotygodniowego kompleksowego przeglądu parametrów, który po stabilnej pracy może zostać przedłużony do comiesięcznego. Zapisz każdorazowo regulowane wartości parametrów i odpowiadające im zmiany jakości wody odpływowej. Po trzech miesiącach będziesz mieć własną bazę danych doświadczeń, która jest o wiele bardziej wiarygodna niż odwoływanie się do prac i danych innych osób.
Warunki jakości wody w każdej instalacji są różne, a szczegóły ustawień parametrów również będą się różnić. Jednakże ogólny kierunek jest spójny,-skupianie się na strefie beztlenowej, precyzyjna kontrola strefy tlenowej i zapewnienie wystarczającego czasu SRT. Dzięki zrozumieniu tych głównych kierunków drobne odchylenia nie spowodują załamania się systemu.
