Plan puštanja u rad biohemijskog sistema kanalizacije (II)

Poglavlje 3 Puštanje u rad biološke jedinice

⑴ Koraci puštanja u rad

① Dodajte aktivni mulj iz vanjskih izvora u aerobni spremnik u količini od 0,01-0,05 kapaciteta spremnika.

② Dodajte otpadnu vodu u aerobni rezervoar u zapremini od 1/5-1/3 kapaciteta rezervoara, a zatim dopunite vodom iz slavine. Kontrolišite pH vode u aerobnom rezervoaru na 7 ili malo iznad. Budući da je koncentracija zagađivača u spremniku visoka u ovom trenutku, nije potrebno dodavati hranjive tvari ili izvor ugljika.

③ Pokrenite ventilator i aerirajte (kontinuirano prozračivanje bez vode) 8 sati. Zatim zaustavite aeraciju i ostavite rezervoar da se slegne 0,5 sati. Zatim nastavite sa aeracijom. Nakon svakih 8 sati, zaustavite aeraciju i ostavite rezervoar da se slegne 0,5 sati prije nego što nastavite s aeracijom. Nakon jednog dana prozračivanja, dodajte malu količinu otpadne vode iz regulacionog rezervoara.

④ Tokom procesa aeracije, održavajte sadržaj rastvorenog kiseonika u aerobnom rezervoaru između 2 i 4 mg/L i testirajte omjer taloženja mulja. Ako se vrijednost postepeno smanjuje, to znači da se mulj zalijepio za punilo.

⑤ Svakodnevno dodajte odgovarajuće elemente u tragovima i zamijenite otprilike jednu-trećinu zapremine otpadne vode rezervoara. Nakon nekoliko dana prozračivanja, taloženja i dopunjavanja otpadnih voda, nastavite sa zalivanjem 1/3 do 1/2 projektovanog protoka.

⑥ Aklimatizacija i kultivacija bakterija se odvijaju istovremeno. Generalno, tanki film će biti vidljiv na površini materijala za pakovanje nakon nedelju dana.

⑦ Ako se biofilm normalno razmnožava, nakon otprilike 7 dana, dio efluenta iz aerobnog rezervoara će teći u taložnik, dok će dio i dalje teći natrag u rezervoar za izjednačavanje. Tada se može nastaviti kontinuirani dotok i odliv vode.

⑧ Nakon otprilike 20 dana, sloj narandžastog-crnog biofilma će se formirati na materijalu za pakovanje, a voda se može dodati predviđenom brzinom protoka.

⑨ Pod ovim uslovima, stabilan rad se može održati otprilike mesec dana. U ovom trenutku, formiranje biofilma je u suštini završeno i počinje proliferacija mikroba. Pažljivo pratite promjene kvaliteta vode tokom ovog perioda kako biste izbjegli nagle promjene u opterećenju koje bi mogle utjecati na biohemijski rezervoar.

⑩ Vremenom, biofilm počinje da se metabolizira, stari biofilm počinje da se odvaja, a suspendovane čvrste materije se pojavljuju u efluentu, označavajući kraj faze formiranja biofilma i nastavak normalnog rada.

⑵Uvjeti kontrole procesa

①Otopljeni kiseonik

Tokom procesa aktivnog mulja mora se održavati određena koncentracija rastvorenog kiseonika. Nedovoljna opskrba kiseonikom (nizak nivo rastvorenog kiseonika) će uticati na normalnu metaboličku aktivnost mikroorganizama aktivnog mulja, smanjujući kapacitet prečišćavanja i olakšavajući rast filamentoznih bakterija, što dovodi do nagomilavanja mulja. Održavanje odgovarajućeg nivoa rastvorenog kiseonika u rezervoaru za aeraciju se generalno kontroliše na 1-4 mg/l. U normalnim uslovima, preporučuje se nivo DO od 2 mg/l na izlazu rezervoara za aeraciju.

②Temperatura

Optimalni temperaturni opseg za mikroorganizme aktivnog mulja je 15-30 stepeni. Generalno, temperature vode ispod 10 stepeni mogu negativno uticati na funkciju aktivnog mulja. Međutim, ako se temperatura vode polako snižava, omogućavajući mikroorganizmima da se postupno prilagode ovoj promjeni-proces poznat kao aklimatizacija na temperaturu – tada se učinkoviti rezultati tretmana mogu postići primjenom određenih tehničkih mjera, kao što je smanjenje opterećenja muljem, povećanje koncentracije aktivnog mulja i rastvorenog kiseonika i produženje vremena aeracije.

③ Hranljive materije

Potrebe mikroorganizama aktivnog mulja za dušikom i fosforom mogu se izračunati korištenjem BPK:N:P odnosa 100:5:1. Međutim, u stvarnosti, mikrobni zahtjevi su također povezani sa količinom viška mulja, odnosno sa starošću mulja i brzinom rasta mikroba.

④ pH

Optimalni pH za mikroorganizme aktivnog mulja je između 6,5 i 8,5. Ako pH padne ispod 4,5, protozoe nestaju i gljive postaju dominantne, što lako dovodi do nagomilavanja mulja i ozbiljno utiče na efikasnost tretmana aktivnog mulja. Kada pH pređe 9,0, utiče na brzinu mikrobnog metabolizma.

⑤ Toksične supstance (inhibitori)

Postoje mnoge supstance koje su toksične ili inhibiraju mikroorganizme. Oni se mogu široko podijeliti na neorganske tvari kao što su teški metali, cijanid, H₂S, halogeni elementi i njihova jedinjenja, te organska jedinjenja kao što su fenoli, alkoholi, aldehidi i goriva.

Toksični efekti toksičnih supstanci također su povezani s faktorima kao što su pH, temperatura vode, otopljeni kisik, prisustvo drugih toksičnih tvari i broj mikroorganizama.

⑥ Stopa organskog punjenja

Opterećenje mulja sa osiromašenjem organskog kiseonika (BOD) je ključni faktor koji utiče na razgradnju organskih zagađivača i rast aktivnog mulja. Veće opterećenje BPK muljem će ubrzati razgradnju organskih zagađivača i rast aktivnog mulja; manji BPK mulj će usporiti obje stope.

⑦ Omjer povrata mulja

Održavajte odgovarajuću količinu mulja u sistemu i kontrolirajte omjer povrata mulja. U zavisnosti od načina rada, omjer povrata bi trebao biti između 0-100%, ali općenito ne manji od 30-50%.

⑴ Koraci puštanja u rad

① Ubrizgajte aktivni mulj u anaerobni rezervoar kao mulj od sjemena. Količina ubrizganog mulja treba da dostigne 10% normalnog radnog nivoa vode u anaerobnom rezervoaru.

② Ubrizgajte otpadnu vodu u anaerobni rezervoar do približno 40% normalnog radnog nivoa vode, tj. kanalizacija plus aktivni mulj treba da dostigne 50% normalnog radnog nivoa vode u anaerobnom rezervoaru.

③ Pokrenite ventilator kako bi otpadna voda u rezervoaru bila potresena kako bi se spriječilo taloženje mulja na dno. Dozvolite anaerobnim bakterijama da rastu i razmnožavaju se prirodno. Dodajte otpadnu vodu u anaerobni rezervoar svaka dva dana, svaki put ga punite do 5% nivoa rezervoara.

④ Tokom faze anaerobne inkubacije, svakodnevno analizirajte CODcr otpadne vode, amonijačni azot i ukupan fosfor. Održavati CODcr iznad 300 mg/l, amonijačni dušik iznad 2,5 mg/l, a ukupni fosfor iznad 0,5 mg/l.

⑤ Nakon što otpadna voda u rezervoaru dostigne radni nivo, ako rezultati analize pokažu da su nivoi CODcr i amonijačnog azota najmanje 20% niži od ulaznog, što ukazuje da su se formirale anaerobne bakterije, započinje faza inkubacije mulja i aklimatizacije.

⑥ Tokom faze aklimatizacije mulja, neprestano dodavati i uklanjati vodu iz rezervoara. Održavajte stopu utjecaja na približno 10% normalne stope utjecaja. Povećajte stopu uticaja jednom dnevno za 10% svaki put.

⑦ Tokom faze aklimatizacije mulja, svakodnevno analizirajte CODcr i sadržaj amonijačnog azota u otpadnoj vodi. Ako su CODcr i amonijačni dušik u efluentu najmanje 30% niži od onih u influentu, anaerobne bakterije su uspostavljene i normalan rad se može nastaviti.

⑵Uvjeti kontrole procesa

①Temperatura

Na osnovu tri različite mezofilne anaerobne bakterije (termofilne na 5-20 stepeni, mezofilne na 20-42 stepena i mezofilne na 42-75 stepeni), proces je kategorisan na niskotemperaturne anaerobne (15-20 stepeni), mezofilne (30-30 stepeni) i 5-5 stepeni. anaerobni procesi. Temperatura je posebno važna za anaerobne reakcije. Kada temperatura padne ispod optimalne donje granice, efikasnost se smanjuje za 11% za svaki pad od 1 stepen. Unutar gore navedenog opsega, male temperaturne fluktuacije od 1-3 stepena imaju mali uticaj na anaerobnu reakciju. Međutim, prekomjerne (brze) fluktuacije temperature mogu smanjiti aktivnost mulja i dovesti do akumulacije kiseline.

② pH vrijednost

Proces anaerobne hidrolize i acidifikacije ima relativno labav raspon pH vrijednosti, što znači da pH bakterija{0}}koje proizvode kiselinu treba kontrolisati unutar 4-7 stepeni. Međutim, potpuno anaerobna reakcija zahtijeva strogu kontrolu pH, sa metanogenom reakcijom kontroliranom u rasponu od 6,5-8,0, sa optimalnim rasponom od 6,8-7,2. pH ispod 6,3 ili iznad 7,8 smanjuje stopu metanogenosti.

③ Oksidacija-Potencijal redukcije

Potencijal oksidacije{0}}redukcije tokom faze hidrolize kreće se od -100 do +100 mV, dok se optimalni oksidaciono-redukcioni potencijal tokom metanogene faze kreće od -150 do -400 mV. Stoga, sadržaj kisika koji se uvodi u influent treba kontrolirati kako bi se spriječilo da on negativno utječe na anaerobni reaktor.

④ Hranljive materije

Odnos nutrijenata u anaerobnom reaktoru je C:N:P=(350-500):5:1.

⑤ Otrovne i štetne tvari

Postoje tri vrste štetnih supstanci koje inhibiraju i utiču na anaerobne reakcije:

1. Neorganske supstance: To uključuje amonijak, neorganske sulfide, soli i teške metale, pri čemu su sulfati i sulfidi najinhibirajući.

2. Organska jedinjenja: Ovo uključuje ne-polarna organska jedinjenja, uključujući pet kategorija: hlapljive masne kiseline (VFA), ne-polarna fenolna jedinjenja, tanine, aromatične aminokiseline i jedinjenja karamela.

3. Ksenobiotička jedinjenja: Ovo uključuje hlorisane ugljovodonike, formaldehid, cijanid, deterdžente i antibiotike.

⑴ Inokulum

① Izvor inokuluma: oni prvenstveno potiču iz različitih muljeva, kao što su mulj iz anaerobnih, anoksičnih ili aerobnih reaktora u postojećim postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda, mulj nakupljen u kanalizaciji, septičkim jamama, rijekama ili kanalizacijskim ribnjacima, i mulj iz seoskih biogas digestora.

② Osnovni zahtjevi za inokulum: Mora sadržavati mikrobnu populaciju prilagođenu specifičnim karakteristikama kvaliteta otpadne vode; inokulirani mikroorganizmi (ili mulj) moraju imati dovoljnu metaboličku aktivnost; mulj treba da sadrži veliki broj mikroorganizama, a proporcije različitih mikroorganizama treba da budu uravnotežene.

③ Metoda inokulacije: Izračunato po zapremini, količina dodanog mulja inokuluma je generalno 10% do 30%. Ako se izračuna na osnovu VSS miješane tekućine nakon inokulacije, količina mulja inokuluma treba biti 5 do 10 kg VSS/m³.

⑵ Pokretanje

Kada je rezervoar za hidrolizu i acidifikaciju potpuno napunjen muljem inokuluma, kanalizacija i otpadne vode se unose u kontrolisanim serijama, a početni rad anoksičnog reaktora za hidrolizu se pokreće metodom povremenog rada. Nakon što svaka serija otpadne vode uđe, reaktor prolazi kroz anoksični metabolizam u statičkom stanju (ili, ako je prikladno, cirkuliše i miješa kroz uređaj za refluks). To omogućava da se mulj inokuluma ili proliferirani mulj privremeno agregiraju ili prianjaju na površinu punila umjesto da se izgube s vodom. Nakon nekoliko dana anoksične reakcije (potrebno vrijeme ovisi o kvaliteti vode i koncentraciji mulja inokuluma), većina organske tvari se razgrađuje, a zatim se unosi druga serija otpadne vode. Tokom isprekidanog rada sa šaržnim dotokom vode, koncentracija dotoka ili udio industrijske otpadne vode može se postepeno povećavati, a vrijeme reakcije se može postupno skraćivati ​​dok se sustav u potpunosti ne prilagodi kvaliteti kanalizacije i otpadnih voda i može raditi kontinuirano.

⑶ Uvjeti kontrole procesa

①pH 4-6. ②Otopljeni kiseonik 0,2-0,5 mg/l. ③Temperatura 15-40 stepeni.

Poglavlje 4. Puštanje u rad Fizičko-hemijske jedinice

⑴Princip

Tokom procesa prečišćavanja otpadnih voda, hemikalije se dodaju u kanalizaciju, miješajući kanalizaciju i kemikalije, čime se koloidne tvari u vodi koaguliraju ili flokuliraju. Ovaj kombinovani proces naziva se koagulacija.

Proces tretmana koagulacijom i sedimentacijom uključuje kemijsko dodavanje, miješanje, reakciju i odvajanje sedimentacije.

①Doziranje

Metode pripreme i dodavanja koagulanata mogu se podijeliti na suho i mokro dodavanje.

1. Suvo dodavanje: Ovo uključuje dodavanje hemikalije direktno u vodu koja se tretira. Suho dodavanje je radno-intenzivno, teško je kontrolirati doziranje i zahtijeva visoke standarde opreme za miješanje. Trenutno se ova metoda rijetko koristi u Kini.

2. Mokro doziranje: Ovo uključuje prvo pripremu reagensa u otopinu određene koncentracije prije nego što se doda u tretiranu otpadnu vodu. Mokro doziranje je lako kontrolisati i pruža dobru uniformnost doziranja. To se može učiniti pomoću opreme kao što su pumpe za doziranje, ejektori za vodu i sifonsko doziranje.

② Miješanje

Miješanje se odnosi na proces u kojem se reagens hidrolizira nakon dodavanja u otpadnu vodu, stvarajući suprotno nabijene koloide koji dolaze u kontakt sa koloidima i suspendiranim tvarima u vodi, formirajući fine flokule (obično poznate kao alum flocs).

Proces miješanja je završen za otprilike 10-30 sekundi. Za miješanje je potrebno miješanje, što se može postići hidrauličkim ili mehaničkim miješanjem. Hidraulično miješanje se obično postiže cijevni-tipom, perforiranim pločama ili vorteks metodama miješanja. Mehaničko miješanje može koristiti miješanje s promjenjivom -brzinom i rezervoare za miješanje tipa pumpe.

③ Reakcija

Nakon što je miješanje završeno u opremi za miješanje i reakciju, u vodi su se formirale fine flokule, ali još nisu dostigle veličinu čestica prikladnu za prirodno taloženje. Zadatak reakcione opreme je da postepeno agregira male flokule u veće radi lakše sedimentacije. Oprema za reakciju zahtijeva određeno vrijeme zadržavanja i odgovarajući intenzitet miješanja kako bi se omogućilo da se male grudve sudaraju jedna s drugom i spriječile taloženje velikih grudvica. Međutim, prekomjeran intenzitet miješanja će razbiti stvorene flokule, a što su kosmiča veća, lakše ih je razbiti. Zbog toga se intenzitet miješanja smanjuje duž smjera strujanja vode u reakcionoj opremi.

④ Sedimentacija

Nakon hemijskog dodavanja, miješanja i reakcije, otpadna voda završava proces flokulacije i ulazi u taložnik za odvajanje blatne{0}}vode. Taložnici mogu prihvatiti različite tipove protoka, uključujući horizontalni tok, radijalni tok, vertikalni tok i tok nagnutih ploča.

⑵ Često korišteni neorganski koagulansi

① Aluminijum sulfat [Al2(SO4)3·18H2O]

Čvrsti aluminijum sulfat se javlja u obliku pahuljica, granula ili praha. Obično se izražava njegovim sadržajem aluminijum oksida, Al2O3, koji iznosi približno 17%. Prividna gustina aluminijum-sulfata u prahu je približno 1000 kg/m3. Tečni aluminijum sulfat se takođe izražava u smislu njegovog sadržaja aluminijum oksida (Al₂O₃). Njegova koncentracija je tipično 8%-8,5%, što je 48%-49% njegovog praškastog oblika, što znači da svaka litra vodenog rastvora sadrži 630-650g Al₂(SO₄)₃·18H₂O.

Optimalni pH raspon za koagulaciju je: za uklanjanje boje, pH raspon je 5-6; za uklanjanje zamućenja, pH raspon je između 6-8. Optimalni pH raspon za proizvodnju je općenito 6,5-7,5. Zbog niske relativne gustine aluminijuma, flokule koje formiraju aluminijumske soli su lagane i labave, što ih čini manjom verovatnoćom da formiraju velike, teške čestice koje lako tonu, posebno zimi kada su temperature vode niske.

② Polialuminij hlorid [Aln(OH)m·Cl₃n-m]

Poznat i kao osnovni aluminijum hlorid, ovo je neorganski polimerni koagulant sa superiornim performansama u odnosu na aluminijum sulfat. Pod istim kvalitetom vode, doza je niža od doze aluminijum sulfata, a prihvatljiva je i njegova prilagodljivost širem pH opsegu, u rasponu od 5-9. Efikasan je za tretiranje vode visoke-zamućenosti i niske temperature, pokazuje nisku korozivnost, lako se primjenjuje i ima nisku cijenu.

③ Gvožđe hlorid [FeCl3·6H2O]

Čvrsti željezni hlorid se pojavljuje kao žućkasto-smeđa, kristalna supstanca koja se lako rastvara. Ima širok raspon pH vrijednosti (između 6 i 8,4) i stvara veće, teže i gušće flokule od soli aluminija. Njegova efikasnost u tretiranju vode niske{5}} ili niske{6}}zamućenosti je bolja od sulfata. Međutim, njegovi nedostaci su njegova jaka korozivnost i higroskopna taloga.

④ Željezni sulfat [FeSO4·7H2O]

Prozirni zeleni kristali, poznatiji kao zeleni vitriol. Temperatura vode manje utiče na njegovu upotrebu, a kosine koje stvara su velike, teške i lako tonu. Najprikladniji je za sirovu vodu visoke zamućenosti, visokog alkaliteta i pH od 8,5-9,5. Željezni sulfat koji se koristi za koagulaciju može obojiti tretiranu vodu, posebno kada Fe2+ reaguje sa obojenim koloidima u vodi, stvarajući tamnije otopljene proizvode koji mogu uticati na upotrebljivost vode. Stoga, kada se koristi željezni sulfat kao koagulans pri niskom pH, hlor se često koristi za oksidaciju dvovalentnog željeza (Fe2+) u trovalentno željezo (Fe3+).

⑶ Često korišteni organski polimerni koagulanti

① Dodavanje polimernih koagulanata

Uobičajena pomoćna sredstva za koagulaciju uključuju aktiviranu silicijumsku kiselinu, poliakrilamid, želatinu, natrijum alginat itd.

Redoslijed dodavanja: Prvo dodajte koagulant, a zatim pomoćni koagulant, s razmakom od 30-60 sekundi između njih.

② Dodavanje kiselina i lužina

Uglavnom prilagođava pH vode kako bi se postigao optimalni pH za koagulaciju.

③ Dodavanje oksidansa

Svrha je oksidacija hidrofilnih organskih nečistoća i poboljšanje efikasnosti koagulacije. Korišteni oksidansi uključuju hlor, prašak za izbjeljivanje i ozon.

④ Kontaktirajte metodu flokulacije

Ovo se vrši u taložnici. Mulj visoke-koncentracije, aktivni mulj ili antracit se koristi kao medij za kontaktnu flokulaciju u taložnici za kontaktnu flokulaciju. Ovo poboljšava funkciju flokulacije jezgra, ubrzava brzinu flokulacije suspendiranih čvrstih tvari i koloida u vodi i poboljšava adsorpciju nečistoća.

⑤ Djelomično vraćanje taloženog mulja

Taloženi mulj još uvijek sadrži malu količinu flokulanta. Povratni dio istaloženog mulja u potpunosti iskorišćava koagulant i djeluje kao pomoćno sredstvo za koagulaciju, pojačavajući efekat flokulacije.

⑥ Promjena metode doziranja koagulanta

1. Dodajte koagulant odjednom;

2. Dodajte u serijama;

3. Dodajte cijeli koagulant u dio vode, dobro promiješajte, a zatim pomiješajte s drugom porcijom vode bez koagulansa.

⑷ Koraci puštanja u rad

① Pilot test

1. Analizirajte kvalitet vode na osnovu karakteristika kanalizacije.

2. Redovno provodite testove čaše na osnovu kvaliteta vode kako biste odabrali odgovarajuće parametre kao što su tip koagulanta, doza, pH vrijednost, temperatura vode i brzina miješalice.

②Otklanjanje grešaka procesa

1. Podesite pH ulazne otpadne vode kako bi se zadovoljili uslovi koagulacije.

2. Promatrajte prisustvo stipse i prilagodite dozu koagulansa i pomoćnog sredstva za zgrušavanje.

3. Posmatrajte učinak influenta i efluenta i prilagodite dozu koagulanta.

⑸Glavni kontrolni parametri

①pH

Stepen do kojeg pH vode utiče na koagulaciju varira ovisno o vrsti koagulanta.

1. Kada koristite aluminijum sulfat za uklanjanje zamućenja u vodi, optimalni pH opseg je između 6,5 i 7,5; kada se koristi za uklanjanje boje, pH raspon je između 4,5 i 5.

2. Kada se koriste željezne soli, optimalni pH raspon je između 6,0 i 8,4, što je šire od onog kod aluminijum sulfata.

3. Kada se koristi željezni sulfat, Fe₃⁺ može brzo formirati Fe₃⁺ samo kada je pH > 8,5 i ima dovoljno rastvorenog kiseonika u vodi, što komplikuje opremu i rad. Iz tog razloga se često koristi hlorna oksidacija.

4. Na efekat koagulacije polimernih koagulanata, posebno organskih polimernih koagulanata, manje utiče pH.

② Temperatura vode

Temperatura vode ima značajan uticaj na efikasnost koagulacije. Hidroliza anorganskih soli koagulanata je endotermna reakcija, što otežava hidrolizu na niskim temperaturama vode. Posebno se aluminijum sulfat hidrolizuje veoma sporo na temperaturama vode ispod 5 stepeni. Nadalje, mali volumen vode i visok viskozitet ometaju flokulaciju destabiliziranih koloidnih čestica, ometajući stvaranje flokulenta i, zauzvrat, ugrožavajući efikasnost naknadnog tretmana sedimentacije. Poboljšanja uključuju dodavanje polimernih koagulanata ili korištenje flotacije umjesto sedimentacije kao naknadnog tretmana.

③ Koagulant i doziranje

Za bilo koji tretman koagulacije otpadnih voda, optimalni koagulant i doza moraju se odrediti eksperimentalno. Tipični rasponi doza su: 10-30 mg/L za uobičajene soli željeza i aluminija; 1/3-1/2 za polisoli; i 1-5 mg/L za organske polimerne koagulante. Prekomjerno doziranje može lako dovesti do restabilizacije koloida.

④ Intenzitet agitacije i vrijeme miješanja

Intenzitet mešanja se često izražava kao gradijent brzine G. Tokom faze mešanja, koagulant i otpadna voda moraju se mešati brzo i ravnomerno. Ovo zahtijeva G od 500-1000 s⁻¹ i vrijeme miješanja od 10-30 s⁻¹. Tokom faze reakcije, potrebno je stvoriti dovoljne mogućnosti sudara i povoljne uslove adsorpcije za rast flokula uz sprečavanje raspadanja malih flokula. Stoga intenzitet miješanja treba postepeno smanjivati, a vrijeme reakcije produžavati. Odgovarajuće vrijednosti G i t trebale bi biti između 20-70 s⁻¹ i 15-30 minuta, respektivno. Da bi se odredili optimalni procesni uvjeti, općenito se preporučuje simulacijski test koagulacije korištenjem metode miješanja u čaši.