Hidraulično vrijeme zadržavanja (HRT) se odnosi na prosječno vrijeme zadržavanja otpadnih voda u strukturi za tretman prema pisanom jeziku. Jednostavno rečeno, to je vrijeme koje kanalizacija doživljava od ulaska u postrojenje za tretman do istjecanja iz postrojenja. Uobičajena metoda proračuna je dijeljenje efektivne zapremine strukture za tretman sa količinom kanalizacije koja ulazi u strukturu po jedinici vremena.
HRT=Efektivna zapremina reaktora V / Volumen vode obrađene po jedinici vremena Q
Stoga, kada gradimo konstrukciju, moramo u potpunosti uzeti u obzir dnevni volumen tretmana, koncentraciju zagađivača i zahtjeve koje treba postići nakon tretmana.
Zapremina tretmana određuje veličinu bazena. Koncentracija zagađivača utiče na vreme i uslove potrebne za reakciju. Visoke koncentracije mogu zahtijevati duže vrijeme reakcije ili složenije procese tretmana, što zahtijeva veće zapremine bazena ili efikasnije miješanje, aeraciju i druge objekte kako bi se osigurala potpuna reakcija.
Različiti indikatori kvaliteta vode efluenta određuju odabrani proces obrade i projektne parametre rezervoara, kao što su hidrauličko vrijeme zadržavanja i opterećenje mulja.
Naravno, u našim stvarnim proizvodnim operacijama, na vrijeme hidrauličkog zadržavanja utječu i mnogi drugi faktori. Na primjer, kvaliteta i kvantiteta dovodne vode, sezonske promjene temperature.
- Utjecaj temperature na HNL
Temperatura utiče na aktivnost mikroorganizama. Na niskim temperaturama, brzina metabolizma mikroorganizama se smanjuje, što se ljeti može smanjiti na manje od 50% aktivnosti, što rezultira povećanjem od oko 1,5 puta potrebnog HNL-a za održavanje iste efikasnosti liječenja.
- Utjecaj utjecajne kvalitete vode na HNL
Visoke koncentracije zagađivača zahtijevaju duže HNL kako bi se osiguralo dovoljno vremena biorazgradnje.
- Utjecaj omjera hranjivih tvari (C:N:P) na HNL
Neuravnotežen odnos hranljivih materija će inhibirati rast mikroorganizama i uticati na efikasnost prečišćavanja otpadnih voda. Na primjer, nizak omjer C:N može dovesti do ograničene nitrifikacije, što treba nadoknaditi povećanjem HRT-a kako bi se osiguralo efikasno uklanjanje dušika.
- Utjecaj pH na HNL
Odgovarajući pH raspon može povećati metaboličku aktivnost mikroorganizama, čime se smanjuje potrebna HNL. Naprotiv, neodgovarajuća pH vrijednost će smanjiti aktivnost mikroba i povećati zahtjeve za HNL. Na primjer, podešavanje pH vrijednosti sa 7,5 na 6,5 može povećati HRT procesa nitrifikacije za oko 20%, jer su nitrificirajuće bakterije osjetljivije na promjene pH.
- Utjecaj toksičnih tvari na HNL
Prisustvo teških metala ili toksičnih organskih spojeva u influentu će inhibirati mikrobnu aktivnost i povećati zahtjeve za HNL.
Dakle, kakve će efekte hidrauličko vrijeme zadržavanja imati na naš proces?
Prvo navodimo nekoliko mogućih efekata prekratke HNL:
a. Slab učinak tretmana: nedovoljno vremena da kanalizacija kontaktira i reaguje s mikroorganizmima, što rezultira nedovoljnim uklanjanjem zagađivača kao što su organska materija, dušik i fosfor, te je teško ispuniti standarde kvaliteta otpadne vode.
b. Ograničeni rast mikroba: Mikroorganizmi nemaju dovoljno vremena da apsorbuju hranljive materije i sprovedu metaboličke aktivnosti, što može uticati na njihov rast i reprodukciju, čime se smanjuje biološka aktivnost i stabilnost sistema tretmana.
c. Teška pripitomljavanje mulja: Nije pogodno za pripitomljavanje i adaptaciju mikrobnih zajednica, a teško je formirati dominantne bakterijske zajednice koje se prilagođavaju specifičnom kvalitetu vode.
d. Slaba otpornost na udar: Sposobnost sistema za prečišćavanje da se nosi sa uticajima kao što su fluktuacije u kvalitetu vode i zapremini vode je smanjena, a podložan je i nestabilan rad.
e. Povećati teret naknadnog tretmana: Zbog nedovoljnog prethodnog tretmana, više zagađivača ulazi u jedinicu naknadnog tretmana, povećavajući poteškoće i troškove naknadnog tretmana.
f. Ne doprinosi formiranju i stabilnosti biofilma: Za proces tretmana metodom biofilma, prekratko hidrauličko vrijeme zadržavanja možda neće omogućiti biofilmu da u potpunosti raste i sazrije, što utječe na učinak tretmana.
g. Utjecaj na reakciju hemijskih agenasa: Ako postoji veza za dodavanje hemijskih agenasa za tretman, prekratko hidraulično vreme zadržavanja može izazvati neravnomerno mešanje agensa i kanalizacije, nedovoljnu reakciju i smanjiti efekat upotrebe agensa.
Posljedice preduge HNL-a mogu biti:
a, prekomjeran rast mikroorganizama u sistemu, preduga HRT može uzrokovati starenje mulja i oticanje, smanjiti performanse sedimentacije mulja i povećati koncentraciju suspendiranih čvrstih tvari (SS) u efluentu. Odnos između starosti mulja (SRT) i HRT pokazuje da bi SRT trebao biti najmanje 2-3 puta HRT da bi se održala aktivnost mulja. Naravno, kratko produženje hidrauličkog vremena zadržavanja obično ne izaziva preveliki negativan uticaj, jer sistem tretmana ima određeno puferovanje i prilagodljivost.
b. Vrijeme zadržavanja otpadnih voda u rezervoaru za aeraciju se povećava. Ako se intenzitet aeracije ne prilagodi na odgovarajući način, lako je izazvati prekomjerno prozračivanje. Trošite više električne energije i povećajte operativne troškove. Olabavite strukturu floka mulja, što ne pogoduje naknadnom tretmanu sedimentacije.
c. Povećati infrastrukturne i operativne troškove Kako bi se postiglo pretjerano dugo vrijeme hidrauličkog zadržavanja, možda će biti potrebno izgraditi veći volumen rezervoara za tretman, što povećava infrastrukturne investicije. To također znači veću potrošnju energije i troškove održavanja.
d. Uništava se anaerobno okruženje: ako je vrijeme zadržavanja predugo, kisik se može pomiješati u područje koje je trebalo biti u anaerobnom okruženju, što utiče na proces oslobađanja fosfora kod polifosfatnih bakterija, čime se smanjuje učinak uklanjanja fosfora. Također može uzrokovati pretjerani rast drugih mikroorganizama, natjecati se s polifosfatnim bakterijama za ograničene hranjive tvari i životni prostor, utjecati na rast i metabolizam polifosfatnih bakterija i ometati efikasnost uklanjanja fosfora.
e. Anaerobna fermentacija mulja: Predugo može uzrokovati anaerobnu fermentaciju istaloženog mulja, proizvesti metan i druge plinove, učiniti da mulj pluta i utjecati na učinak padavina.
f. Otkazivanje hemijskog agensa: Ako se hemijski agensi koriste u procesu taloženja, predugo hidrauličko vreme zadržavanja može dovesti do razgradnje agensa ili reakcije sa drugim supstancama i otkazivanja, što utiče na efekat taloženja.
g. Neravnoteža nutrijenata. Hranjivi sastojci u kanalizaciji mogu biti previše potrošeni, što rezultira neravnotežom u omjeru hranjivih tvari potrebnih za rast mikroba, što ne pogoduje normalnom metabolizmu i reprodukciji mikroorganizama.
Obično koristimo sljedeće metode za produženje hidrauličkog vremena zadržavanja.
Smanjite količinu vode koja se tretira: Ovo je direktniji način, ali može uticati na efikasnost tretmana i razmjer.
Povećajte zapreminu reakcionog rezervoara: Proširenjem ili renoviranjem reakcionog rezervoara, povećajte njegovu efektivnu zapreminu, čime se produžava vreme hidrauličkog zadržavanja. Promjenom načina protoka unutar reaktora, kao što je korištenje U-oblika ili višekomornog dizajna, može se povećati put protoka kanalizacije unutar reaktora, čime se produžava HRT.
Podesite ulazni i izlazni protok: Smanjenjem ulaznog protoka ili smanjenjem izlaznog protoka može se postići i produženje hidrauličkog vremena zadržavanja. Kada se vrijeme hidrauličkog zadržavanja produži kontroliranjem izlaznog protoka da bude manji, ako ulazni protok ostane nepromijenjen, razina tekućine u bazenu će porasti. Ovo postavlja određene zahtjeve za kapacitet rezervoara. Ako je kapacitet rezervoara premali, povećanje nivoa tečnosti može dovesti do niza problema, kao što je povećanje rizika od prelivanja i uticaj na normalan rad sistema za tretman. Postoje i načini za povećanje hidrauličkog vremena zadržavanja u kratkom vremenu podešavanjem omjera reflow, ali to obično uzrokuje druge probleme.
Pravilno produženje hidrauličkog vremena zadržavanja u razumnom rasponu obično je korisno za uklanjanje zagađivača. Ovo omogućava kanalizaciji da ima dovoljno kontakta i vremena reakcije sa mikroorganizmima, hemikalijama itd., što pomaže da se poboljša razgradnja organske materije i efikasnost uklanjanja azota i fosfora.
Na primjer, za neke organske tvari koje se teško razgrađuju, duže vrijeme hidrauličkog zadržavanja može povećati mogućnost razlaganja; u procesu biološke denitrifikacije i uklanjanja fosfora može obezbijediti i povoljnije uslove za rast i metabolizam mikroorganizama, čime se poboljšava efekat uklanjanja dušika i fosfora.
Vrijeme hidrauličkog zadržavanja tijela spremnika je u uobičajenom rasponu:
- Anaerobni rezervoar: 1-2 sati Koagulaciona taložnica 1.5 - 3 sati
- Anoksični rezervoar: 2-4 sati Regulacioni rezervoar: 4 - 24 sati
- Rezervoar za dezinfekciju: 0.5 - 2 sati.
- Filter vlakana: 0.5 - 1 sat
- Aerobni rezervoar: 4-8 sati
- Spremnik za zakiseljavanje: 4-6 sati,
- Taložnik pijeska: između 30 sekundi i 2 minute
Gore navedeni podaci služe samo kao referenca. Stvarni HRT treba prilagoditi prema specifičnim karakteristikama kanalizacije, ciljevima tretmana i uvjetima okoliša, te se odnositi na relevantne nacionalne i lokalne standarde. Prilikom projektovanja i rada postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda, optimizaciju treba provoditi u kombinaciji sa stvarnim uslovima. Treba napomenuti da su ova vremena teoretske orijentirne vrijednosti i da će ih možda trebati prilagoditi stvarnim uvjetima u stvarnom radu.