Στην αναερόβια επεξεργασία των οικιακών λυμάτων, ο χρόνος κατακράτησης διατηρείται για περισσότερες από 2 ώρες, ο ανοξικός χρόνος συγκράτησης για περισσότερες από 2 ώρες και ο χρόνος διατήρησης της αερόβιας δεξαμενής για 6 ώρες. Φαίνεται ότι ο αναερόβιος και ο ανοξικός χρόνος κατακράτησης είναι για καλύτερη απομάκρυνση της οργανικής ύλης. Εάν η περιεκτικότητα σε οργανική ύλη είναι χαμηλή, χρειάζεται να μειωθεί ο χρόνος κατακράτησης; Και αν η περιεκτικότητα σε οργανική ουσία είναι υψηλή, χρειάζεται παράταση του χρόνου κατακράτησης; Ποιος θα ήταν ο αντίκτυπος εάν ο χρόνος διατήρησης είναι πολύ μεγάλος ή πολύ μικρός; Φαίνεται ότι ο μεγαλύτερος αερόβιος χρόνος κατακράτησης διευκολύνει την ανάπτυξη νιτροποιητικών βακτηρίων για πιο αποτελεσματική απομάκρυνση του αζώτου της αμμωνίας. Ευχαριστώ, ειδικοί, για τη (δημοφιλή επιστημονική εξήγηση)!
Ο Υδραυλικός Χρόνος Κατακράτησης (HRT) συχνά παραβλέπεται στην καθημερινή διαχείριση της λειτουργίας, ωστόσο αποτελεί σημαντικό σημείο αναφοράς δεδομένων, ειδικά για συστήματα αφαίρεσης αζώτου και φωσφόρου!
1. Τι είναι ο Υδραυλικός Χρόνος Διατήρησης (HRT);
Ο υδραυλικός χρόνος κατακράτησης (συντομογραφία ως HRT) είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται σε διαδικασίες επεξεργασίας νερού. Αναφέρεται στο μέσο χρόνο που τα λύματα προς επεξεργασία παραμένουν στον αντιδραστήρα, δηλαδή στον μέσο χρόνο αντίδρασης μεταξύ των λυμάτων και των μικροοργανισμών στον βιολογικό αντιδραστήρα.
Για τη βιολογική επεξεργασία, η HRT πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις της συγκεκριμένης διαδικασίας. Διαφορετικά, εάν η HRT είναι ανεπαρκής, οι βιοχημικές αντιδράσεις θα είναι ατελείς, οδηγώντας σε ασθενέστερη αποτελεσματικότητα θεραπείας. Αντίθετα, μια υπερβολικά μεγάλη διάρκεια HRT μπορεί να προκαλέσει γήρανση της λάσπης στο σύστημα.
Πίνακας: HRT για διαφορετικές διεργασίες επεξεργασίας λυμάτων
Όταν η αποτελεσματικότητα της θεραπείας είναι χαμηλή, η σχεδιαστική τιμή HRT μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επαλήθευση. Κατά την επαλήθευση HRT, ο ρυθμός ροής θα πρέπει να περιλαμβάνει τη ροή επιστροφής της λάσπης. Εάν το HRT είναι πολύ μικρό, ο ρυθμός ροής των λυμάτων θα πρέπει να μειώνεται αργά. εάν είναι πολύ μεγάλο, ο ρυθμός ροής των λυμάτων θα πρέπει να αυξάνεται αργά. Σημειώστε ότι οποιεσδήποτε αλλαγές στον ρυθμό ροής των λυμάτων θα πρέπει να γίνονται σταδιακά για να αποφευχθεί η επιβολή φορτίου κρούσης στο σύστημα. Δεδομένης της προκλητικής φύσης της επεξεργασίας των λυμάτων, η μείωση του ρυθμού ροής των εισερχόμενων λυμάτων δεν πρέπει να γίνεται επιπόλαια. Οι προσαρμογές θα πρέπει να γίνουν πρωτίστως στον ρυθμό ροής επιστροφής.
Στη συμβατική διαδικασία ενεργού ιλύος, το HRT καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τον βαθμό επεξεργασίας των λυμάτων επειδή καθορίζει τον χρόνο κατακράτησης της ιλύος. Ωστόσο, στη διαδικασία MBR (Membrane Bioreactor), το αποτέλεσμα διαχωρισμού της μεμβράνης διατηρεί πλήρως τους μικροοργανισμούς μέσα στη δεξαμενή αντίδρασης, επιτυγχάνοντας έτσι τον πλήρη διαχωρισμό του χρόνου υδραυλικής κατακράτησης και της ηλικίας της λάσπης!
2. Υπολογισμός Υδραυλικού Χρόνου Κατακράτησης (HRT)
Υπάρχουν στην πραγματικότητα δύο τύποι υδραυλικού χρόνου συγκράτησης στην επεξεργασία των λυμάτων: ο ένας ονομάζεται Ονομαστικός Υδραυλικός Χρόνος Κατακράτησης και ο άλλος είναι ο Πραγματικός Υδραυλικός Χρόνος Κατακράτησης!
1. Ονομαστικός Υδραυλικός Χρόνος Κατακράτησης
Όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτός είναι ο υπολογισμός που βασίζεται στον ορισμό: ο υδραυλικός χρόνος συγκράτησης ισούται με τον ενεργό όγκο του συστήματος επεξεργασίας λυμάτων διαιρεμένο με τον ρυθμό ροής εισροής.
Εάν ο ενεργός όγκος του συστήματος επεξεργασίας λυμάτων είναι V (m³) και το Q είναι ο ωριαίος ρυθμός ροής εισροής (m³/h), τότε ο τύπος για τον υδραυλικό χρόνο συγκράτησης είναι:
`HRT=V / Q`
2. Πραγματικός χρόνος συγκράτησης υδραυλικού συστήματος
Ο πραγματικός χρόνος συγκράτησης υδραυλικού συστήματος αναφέρεται στον πραγματικό χρόνο των λυμάτων που παραμένουν στην πραγματικότητα στο σύστημα επεξεργασίας και πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ροή επιστροφής λάσπης:
Εάν ο ενεργός όγκος του συστήματος επεξεργασίας λυμάτων είναι V (m³), Q είναι η ωριαία ροή εισερχόμενης ροής (m³/h) και R είναι ο λόγος ανακυκλοφορίας της λάσπης, τότε ο τύπος για τον υδραυλικό χρόνο συγκράτησης είναι:
`HRT=V / [(1 + R) Q]`
Έτσι, σε ένα σύστημα απομάκρυνσης αζώτου, η εσωτερική ροή ανακυκλοφορίας περιλαμβάνεται στον υπολογισμό του πραγματικού χρόνου συγκράτησης του υδραυλικού συστήματος για την ανοξική δεξαμενή; Αυτό το θέμα έχει συζητηθεί. Γενικά, η εσωτερική ροή ανακυκλοφορίας δεν περιλαμβάνεται στον τύπο για την πραγματική HRT της ανοξικής δεξαμενής. Οι κανονισμοί συνήθως παρέχουν μόνο εμβέλεια για την ανοξική δεξαμενή HRT. Για τον υπολογισμό της ανοξικής δεξαμενής HRT, ο λόγος εξωτερικής ανακυκλοφορίας R περιλαμβάνεται χωρίς αμφισβήτηση. είναι γενικά αποδεκτό ότι ο πραγματικός ρυθμός ροής εισροής είναι (1+R)Q.
Επομένως, η ανοξική δεξαμενή HRT θεωρείται γενικά ως HRT=V / [(1 + R) Q].
Όσον αφορά το αν η ροή εσωτερικής ανακυκλοφορίας πρέπει να μετρηθεί για την ανοξική δεξαμενή HRT, από μακροσκοπική άποψη, εάν ο λόγος εσωτερικής ανακυκλοφορίας r=4 ή N, θεωρούμε ότι το νερό ανακυκλώνεται 4 ή N φορές. Έτσι, αν και ο χρόνος συγκράτησης ανά πέρασμα είναι σύντομος, ο συνολικός χρόνος πάνω από 4 ή Ν περάσματα είναι ισοδύναμος, αντισταθμίζοντας αποτελεσματικά την επίδραση της εσωτερικής ανακυκλοφορίας.
Επομένως, η εσωτερική ροή ανακυκλοφορίας δεν περιλαμβάνεται στον τύπο.
3. Ο ρόλος του χρόνου συγκράτησης υδραυλικών (HRT)
Επίδραση της HRT στην Απομάκρυνση Αζώτου
Στη διαδικασία A²/O, υπό συνθήκες επαρκούς διάρκειας HRT, υπάρχει καλή αποτελεσματικότητα αφαίρεσης για το NH3-N. Εάν το HRT είναι πολύ σύντομο, οι διάφοροι πληθυσμοί μικροβίων στη δεξαμενή αντίδρασης δεν έχουν αρκετό χρόνο για να αναπτυχθούν, η ιλύς ξεπλένεται πολύ γρήγορα και οι αντιδράσεις νιτροποίησης και απονιτροποίησης δεν προχωρούν πλήρως. Όταν η HRT φτάσει σε μια ορισμένη τιμή, επαρκή για να προχωρήσουν πλήρως οι αντιδράσεις σε κάθε αντιδραστήρα, η περαιτέρω αύξηση της HRT προσθέτει μόνο οικονομική επιβάρυνση χωρίς να παρέχει μια πιο σημαντική βελτίωση στην απομάκρυνση του αζώτου.
Ωστόσο, η έρευνα για τις υβριδικές διεργασίες MBR έδειξε ότι εντός του ελεγμένου εύρους HRT (4,97 ώρες - 8.70h), η αποτελεσματικότητα αφαίρεσης TN του συστήματος αυξήθηκε καθώς μειώθηκε η HRT. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι υπό μακρές συνθήκες HRT, ο ρυθμός οργανικής φόρτισης του συστήματος μειώνεται, γεγονός που μπορεί να εντείνει την ενδογενή αναπνοή της βιομάζας, να επηρεάσει τη δραστηριότητα της ιλύος και τελικά να μειώσει την αποτελεσματικότητα απομάκρυνσης των ρύπων του συστήματος. Η μείωση του HRT μπορεί να αυξήσει τον ρυθμό οργανικής φόρτωσης του συστήματος, ενισχύοντας έτσι την ικανότητα απονιτροποίησης του συστήματος και τελικά βελτιώνοντας την απόδοση αφαίρεσης αζώτου.
Επίδραση της HRT στην Απομάκρυνση του Φωσφόρου
Στη διαδικασία SBR, το HRT έχει σχετικά μικρό αντίκτυπο στην αποτελεσματικότητα αφαίρεσης PO43--P. αυτή η διαδικασία δεν εμφανίζει σημαντική αφαίρεση效果 για το PO₄3⁻-Σ. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο ότι τα απονιτροποιητικά βακτήρια και οι οργανισμοί που συσσωρεύονται-πολυφωσφορικά (PAO) είναι και οι δύο ετερότροφοι. Τα απονιτροποιητικά βακτήρια μπορούν να προσλάβουν και να χρησιμοποιήσουν VFA πριν από τα PAO για απονιτροποίηση, και τα PAO έχουν αυστηρότερες απαιτήσεις για πηγές άνθρακα από τα απονιτροποιητικά βακτήρια - η εύκολα βιοαποδομήσιμη οργανική ύλη χρησιμοποιείται κατά προτίμηση από τα βακτήρια απονιτροποίησης. Αυτό οδηγεί σε λιγότερη πηγή άνθρακα που απορροφάται από PAO, αντίστοιχα λιγότερα VFA, με αποτέλεσμα λιγότερο PHB (πολυ- -υδροξυβουτυρικό) να παράγεται υπό αναερόβιες συνθήκες. Κατά συνέπεια, η ενέργεια που απαιτείται για την απελευθέρωση φωσφόρου είναι σχετικά μειωμένη.
Η έρευνα για τη διαδικασία A²/O δείχνει ότι καθώς αυξάνεται η HRT, η αποτελεσματικότητα αφαίρεσης TP δεν αυξάνεται απαραίτητα συνεχώς, αλλά μάλλον δείχνει μια τάση πρώτα να αυξάνεται και μετά να μειώνεται. Όταν το HRT είναι 8 ώρες, η απόδοση αφαίρεσης TP είναι η υψηλότερη, υποδεικνύοντας την καλύτερη απόδοση αφαίρεσης. Όταν η HRT αυξάνεται στις 12 ώρες, η απόδοση αφαίρεσης TP παρουσιάζει πτωτική τάση και η απόδοση αφαίρεσης φωσφόρου επιδεινώνεται. Αυτό δείχνει ότι μια αρκετά μεγάλη διάρκεια HRT είναι ευεργετική για την αφαίρεση ΤΡ. Ωστόσο, καθώς η HRT αυξάνεται περαιτέρω, ο ρυθμός απομάκρυνσης TP μειώνεται σταδιακά, γεγονός που μπορεί να έχει δυσμενή επίδραση στην απομάκρυνση του φωσφόρου. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο ότι εάν το HRT είναι πολύ μεγάλο, μπορεί να οδηγήσει σε λάσπη