Sadzīves notekūdeņu anaerobajā attīrīšanā aiztures laiks tiek uzturēts vairāk nekā 2 stundas, anoksiskais aiztures laiks pārsniedz 2 stundas un aerobās tvertnes aiztures laiks ir 6 stundas. Šķiet, ka anaerobā un anoksiskā aiztures laiks ir paredzēts labākai organisko vielu noņemšanai. Ja organisko vielu saturs ir zems, vai aiztures laiks ir jāsaīsina? Un, ja organisko vielu saturs ir augsts, vai aiztures laiks ir jāpagarina? Kāda būtu ietekme, ja saglabāšanas laiks ir pārāk garš vai pārāk īss? Šķiet, ka ilgāks aerobās aiztures laiks ir paredzēts, lai veicinātu nitrificējošo baktēriju augšanu efektīvākai amonjaka slāpekļa noņemšanai. Paldies, eksperti, par (populārzinātnisko skaidrojumu)!
Hidrauliskais aiztures laiks (HRT) bieži tiek ignorēts ikdienas darbības vadībā, tomēr tas ir svarīgs atskaites datu punkts, īpaši slāpekļa un fosfora atdalīšanas sistēmām!
1. Kas ir hidrauliskais aiztures laiks (HAT)?
Hidrauliskās aiztures laiks (saīsināti kā HAT) ir termins, ko izmanto ūdens attīrīšanas procesos. Tas attiecas uz vidējo laiku, cik ilgi attīrāmie notekūdeņi paliek reaktorā, ti, vidējo reakcijas laiku starp notekūdeņiem un mikroorganismiem bioloģiskajā reaktorā.
Bioloģiskai ārstēšanai HAT jāatbilst konkrētā procesa prasībām. Pretējā gadījumā, ja HAT nav pietiekama, bioķīmiskās reakcijas būs nepilnīgas, kas novedīs pie vājākas ārstēšanas efektivitātes. Un otrādi, pārmērīgi ilga HAT var izraisīt dūņu novecošanos sistēmā.
Tabula: HAT dažādiem notekūdeņu attīrīšanas procesiem
Ja ārstēšanas efektivitāte ir zema, pārbaudei var izmantot projektēto HAT vērtību. Pārbaudot HAT, plūsmas ātrumā jāiekļauj dūņu atgriešanas plūsma. Ja HAT ir pārāk mazs, notekūdeņu plūsmas ātrums ir lēnām jāsamazina; ja tas ir pārāk liels, notekūdeņu plūsmas ātrums ir lēnām jāpalielina. Ņemiet vērā, ka visas notekūdeņu plūsmas ātruma izmaiņas jāveic pakāpeniski, lai izvairītos no sistēmas triecienslodzes. Ņemot vērā notekūdeņu attīrīšanas sarežģīto raksturu, ienākošā notekūdeņu plūsmas ātruma samazināšana nav jāveic vieglprātīgi; Pirmkārt, ir jāveic atgaitas plūsmas ātruma korekcijas.
Parastā aktīvo dūņu procesā HAT lielā mērā nosaka notekūdeņu attīrīšanas pakāpi, jo tas nosaka dūņu aiztures laiku. Tomēr MBR (Membrane Bioreactor) procesā membrānas atdalīšanas efekts pilnībā aiztur mikroorganismus reakcijas tvertnē, tādējādi panākot pilnīgu hidrauliskās aiztures laika un dūņu vecuma nodalīšanu!
2. Hidrauliskās aiztures laika (HAT) aprēķināšana
Faktiski notekūdeņu attīrīšanā ir divu veidu hidrauliskās aiztures laiks: vienu sauc par nominālo hidraulisko aiztures laiku, bet otru sauc par faktisko hidraulisko aiztures laiku!
1. Nominālais hidrauliskais aiztures laiks
Kā norāda nosaukums, šis ir aprēķins, kas balstīts uz definīciju: hidrauliskais aiztures laiks ir vienāds ar notekūdeņu attīrīšanas sistēmas efektīvo tilpumu, kas dalīts ar ieplūdes plūsmas ātrumu.
Ja notekūdeņu attīrīšanas sistēmas efektīvais tilpums ir V (m³) un Q ir stundas ieplūdes plūsmas ātrums (m³/h), tad hidrauliskās aiztures laika formula ir:
`HRT=V/Q`
2. Faktiskais hidrauliskās aiztures laiks
Faktiskais hidrauliskās aiztures laiks attiecas uz reālā laika notekūdeņiem, kas faktiski paliek attīrīšanas sistēmā, un tam ir jāņem vērā dūņu atgriešanas plūsma:
Ja notekūdeņu attīrīšanas sistēmas efektīvais tilpums ir V (m³), Q ir stundas ieplūdes plūsmas ātrums (m³/h) un R ir dūņu recirkulācijas koeficients, tad hidrauliskās aiztures laika formula ir:
`HRT=V / [(1 + R) Q]
Tātad, vai slāpekļa atdalīšanas sistēmā iekšējā recirkulācijas plūsma ir iekļauta bezskābekļa tvertnes faktiskā hidrauliskās aiztures laika aprēķinā? Šis jautājums ir apspriests. Parasti iekšējā recirkulācijas plūsma nav iekļauta bezskābekļa tvertnes faktiskās HAT formulā. Noteikumi parasti nosaka tikai diapazonu bezskābekļa tvertnei HRT. Anoksiskās tvertnes HRT aprēķināšanā bezstrīdus ņem vērā ārējās recirkulācijas koeficientu R; ir vispāratzīts, ka efektīvais ieplūdes plūsmas ātrums ir (1+R)Q.
Tāpēc bezskābekļa tvertne HRT parasti tiek uzskatīta par HRT=V / [(1 + R) Q].
Attiecībā uz to, vai iekšējā recirkulācijas plūsma ir jāuzskaita bezskābekļa tvertnei HRT, no makroskopiskā viedokļa, ja iekšējās recirkulācijas koeficients r=4 vai N, mēs uzskatām, ka ūdens tiek recirkulēts 4 vai N reizes. Tātad, lai gan aiztures laiks vienā gājienā ir īss, kopējais laiks, kas pārsniedz 4 vai N piegājienus, ir līdzvērtīgs, efektīvi kompensējot iekšējās recirkulācijas ietekmi.
Tāpēc iekšējā recirkulācijas plūsma formulā nav iekļauta.
3. Hidrauliskās aiztures laika (HAT) nozīme
HAT ietekme uz slāpekļa izvadīšanu
A²/O procesā pietiekami ilgas HAT apstākļos ir laba NH₃-N noņemšanas efektivitāte. Ja HAT ir pārāk īss, dažādām mikrobu populācijām reakcijas tvertnē nav pietiekami daudz laika augt, dūņas tiek izskalotas pārāk ātri, un gan nitrifikācijas, gan denitrifikācijas reakcijas nenotiek pilnībā. Kad HAT sasniedz noteiktu vērtību, kas ir pietiekama, lai reakcijas katrā reaktorā noritētu pilnībā, turpmāka HAT palielināšana tikai palielina ekonomisko slogu, nenodrošinot būtiskāku slāpekļa atdalīšanas uzlabojumu.
Tomēr pētījumi par hibrīda MBR procesiem liecina, ka pārbaudītajā HAT diapazonā (4,97 h - 8.70h) sistēmas TN noņemšanas efektivitāte palielinājās, samazinoties HAT. Tas ir tāpēc, ka ilgstošas HAT apstākļos sistēmas organiskās slodzes ātrums samazinās, kas var pastiprināt biomasas endogēno elpošanu, ietekmēt dūņu aktivitāti un galu galā samazināt sistēmas piesārņotāju noņemšanas efektivitāti. HAT samazināšana var palielināt sistēmas organiskās slodzes ātrumu, tādējādi uzlabojot sistēmas denitrifikācijas spēju un, visbeidzot, uzlabojot slāpekļa atdalīšanas veiktspēju.
HAT ietekme uz fosfora izvadīšanu
SBR procesā HAT salīdzinoši maz ietekmē PO₄³⁻-P noņemšanas efektivitāti; šis process neuzrāda nozīmīgu PO₄³⁻-P noņemšanu效果. Tas varētu būt tāpēc, ka denitrificējošās baktērijas un polifosfātus akumulējošie organismi (PAO) ir heterotrofiski. Denitrificējošās baktērijas var uzņemt un izmantot VFA pirms PAO denitrifikācijai, un PAO ir stingrākas prasības attiecībā uz oglekļa avotiem nekā denitrificējošām baktērijām – viegli bioloģiski noārdāmās organiskās vielas labāk izmanto denitrifikācijas baktērijas. Tas noved pie tā, ka PAO adsorbē mazāk oglekļa avota, attiecīgi mazāk VFA, kā rezultātā anaerobos apstākļos rodas mazāk PHB (poli- -hidroksibutirāta). Līdz ar to fosfora izdalīšanai nepieciešamā enerģija ir salīdzinoši samazināta.
Pētījumi par A²/O procesu liecina, ka, palielinoties HAT, TP noņemšanas efektivitāte ne vienmēr nepārtraukti palielinās, bet drīzāk parāda tendenci, ka vispirms palielinās un pēc tam samazinās. Kad HAT ir 8h, TP noņemšanas efektivitāte ir visaugstākā, kas liecina par labāko noņemšanas veiktspēju. Kad HAT palielinās līdz 12 stundām, TP noņemšanas efektivitāte uzrāda samazināšanās tendenci un fosfora noņemšanas veiktspēja pasliktinās. Tas norāda, ka pietiekami ilga HAT ir labvēlīga TP noņemšanai. Tomēr, palielinoties HAT, TP izvadīšanas ātrums pakāpeniski samazinās, kas var nelabvēlīgi ietekmēt fosfora izvadīšanu. Tas varētu būt tāpēc, ka, ja HAT ir pārāk liels, tas var izraisīt dūņu veidošanos