Acest ghid pledează pentru ajustări incrementale la scară mică-, bazate pe calitatea și cantitatea influentului, starea nămolului biochimic și standardele pentru efluent. Modificările drastice ale parametrilor sunt strict interzise. Este conceput pentru implementare practică de către personalul de operațiuni din prima linie care gestionează procesele A²/O și variantele acestora.
I. Stabiliți condiții de bază (condiție prealabilă pentru optimizare)
Creați un jurnal de parametri de bază: COD influenț, BOD₅, NH₃-N, TN, TP, pH și debit; zona biochimică DO, MLSS, SV30, SVI, azot nitrat și alcalinitate; efluentul de clarificator secundar SS și alți indicatori de calitate a efluentului.
Evaluați biodegradabilitatea influentului: BOD/COD > 0,3 indică o bună biodegradabilitate; 0,2–0,3 este medie; < 0,2 indică o biodegradabilitate slabă (prioritizează pretratarea sau sursele suplimentare de carbon).
Calculați timpul de retenție a nămolului (SRT). Standarde municipale tipice: 12–20 de zile pentru procesele de îndepărtare a azotului și fosforului; 10-15 zile numai pentru îndepărtarea azotului; evitați SRT excesiv pentru procesele concentrate-eliminarea-fosforului, deoarece SRT-urile pot duce la eșecul eliminării biologice a fosforului.
Optimizarea procesului nu se referă la reglarea supapelor pe baza intuiției; toate ajustările trebuie să fie bazate pe date-. Observați sistemul pentru 1-2 cicluri de nămol după fiecare schimbare înainte de a face ajustări ulterioare.
II. Optimizarea procesului de eliminare a azotului (azot de amoniac și control TN)
Azotul amoniac depășește limitele (nitrificare insuficientă)
Verificați DO în zona aerobă: Mențineți la 2–3 mg/L; inspectați difuzoarele de aerare înfundate în zonele cu aerare slabă (zone moarte);
Asigurați-vă că SRT nu este prea scurt; în timpul anotimpurilor reci, creșteți în mod corespunzător MLSS și extindeți SRT;
Nitrificarea consumă alcalinitate; dacă alcalinitatea efluentului scade sub 70–100 mg/L, completați cu alcalii (carbonat de sodiu/bicarbonat de sodiu);
Socul inhibitor: Substanțele toxice din influent pot inhiba bacteriile nitrificatoare, provocând o creștere bruscă a azotului amoniac; prioritizează verificarea influentului și crește capacitatea de tamponare a rezervorului de egalizare dacă este necesar. Azot total excesiv (TN) (denitrificare slabă)
Controlați cu strictețe oxigenul dizolvat (DO) în zona anoxică<0.5 mg/L and prevent oxygen from the aerobic zone from entering the anoxic zone. Do not increase the internal recirculation rate without limit; the typical ratio is 100–200%. An excessively high recirculation rate carries dissolved oxygen into the zone, thereby disrupting denitrification.
Evaluați sursele de carbon de apă brută: Dacă BOD/TN > 4–5, sursa de carbon este suficientă; dozarea externă a carbonului este necesară numai dacă acest raport este scăzut.
Monitorizați azotul azotat din rezervorul anoxic și dozați sursele de carbon după cum este necesar; evitați supradozajul pentru a preveni o revenire a COD efluentului.
Verificați debitul de recirculare extern pentru a preveni introducerea oxigenului prin recircularea lichidului nitrificat din clarificatorul secundar.
III. Optimizarea procesului de eliminare a fosforului (control TP; sinergie-chimică biologică)
Miezul îndepărtării biologice a fosforului: mențineți DO < 0,2 mg/L în zona anaerobă pentru a asigura eliberarea fosforului de către organismele care-acumulează fosfor (PAO); gestionați în mod corespunzător risipirea nămolului pentru a elimina fosforul din sistem prin intermediul nămolului activ rezidual. Evitați îmbătrânirea excesivă a nămolului, deoarece PAO se va deteriora în timp.
Minimizarea introducerii de azot nitrat în zona anaerobă; azotul nitrat consumă surse de carbon, anulând direct eficacitatea eliminării biologice a fosforului.
Dacă îndepărtarea biologică a fosforului nu îndeplinește standardele, în ciuda atingerii limitei sale, inițiați îndepărtarea chimică a fosforului. Acordați prioritate după-dozare și efectuați teste de banc-la scară pentru a determina doza optimă; supradozajul crește producția de nămol și crește efluentul de solide în suspensie (SS).
IV. Optimizarea sistemului cu nămol activat (MLSS, SV30, SVI)
MLSS: De obicei 3.000–4.000 mg/L pentru canalizarea municipală. Creșteți în mod corespunzător pentru sarcinile cu influență mare. Nu mențineți concentrații mari de nămol în timpul sarcinilor de influență reduse; în caz contrar, apare o respirație endogenă excesivă, ducând la îmbătrânirea nămolului.
SV30/SVI: SVI optim este de 70–150 ml/g.
SVI > 150: Încărcarea nămolului. Pentru volumul filamentos: reduceți șocul de DO, controlați încărcarea cu influenț redus și creșteți risipa de nămol.
SVI < 50: Nămolul este fragmentat și îmbătrânit (culoare neagră, activitate slabă); reduce risipa de nămol și crește încărcarea organică. Culoarea nămolului: galben-maro sau galben pământesc indică condiții normale (decantare rapidă, supernatant limpede); înnegrirea și mirosurile neplăcute indică de obicei condiții anoxice sau anaerobe; acumularea excesivă de spumă sugerează prezența agenților tensioactivi sau îmbătrânirea nămolului.
Principiul risipei nămolului: nămolurile reziduale în cantități mici în mod frecvent, mai degrabă decât în loturi mari simultan, pentru a preveni prăbușirea sistemului.
V. Control zonal-finit al oxigenului dizolvat (DO)
Zona anaerobă: DO < 0,2 mg/L; aerarea este strict interzisă.
Zona anoxica: DO < 0,5 mg/L.
Zona aerobă: 2–3 mg/L la capătul de intrare, 1,5–2,0 mg/L la capătul de ieșire; menținerea DO ridicată în întreaga zonă este inutilă.
Excesul de OD în zona aerobă crește consumul de energie, introduce OD ridicat în zonele anoxice/anaerobe (perturbând eliminarea azotului și fosforului) și accelerează consumul sursei de carbon. Utilizați variatoare-de frecvență (VFD) pe suflante pentru a regla dinamic aerarea în funcție de sarcina de influență și de variațiile debitului diurn.
VI. Optimizarea procesului de clarificator secundar pentru a preveni spălarea nămolului și SS cu efluent ridicat
Suprafața de control a încărcării hidraulice; monitorizați riscurile de preaplin în timpul creșterilor bruște de debit.
Abordarea ratelor anormale de decantare a nămolului prin ajustarea la timp a MLSS; preveniți creșterea prea mare a păturii de nămol din limpezitorul secundar.
Mențineți un raport de retur extern rezonabil (50–100%): creșteți rata de retur dacă pătura de nămol este prea mare și reduceți-o dacă pătura este prea scăzută.
Inspecție de rutină: dacă nămolul de suprafață sau bucăți mari de flocuri plutesc la suprafață, investigați cauze cum ar fi înmulțirea nămolului sau nămolul plutitor indus de denitrificare-(unde gazul de azot din denitrificare ridică nămolul).
Dacă apare nămol plutitor indus de denitrificare-: reduceți timpul de rezidență al nămolului în limpezitorul secundar, creșteți rata de retur extern și optimizați denitrificarea anoxică în amonte.
VII. Elaborați planuri de urgență pentru șocuri de influență
Soc pH: Dacă influențează pH-ul < 6 sau > 9, prioritizează tamponarea în rezervorul de egalizare; intervalul optim de pH pentru nămol este 6,5–8,5.
Soc de sarcină mare-: dacă influențează vârfurile de COD, nu creșteți orbește aerarea; prioritizează menținerea mediilor anoxice/anaerobe pentru a preveni toxicitatea nămolului; diluați influentul sau reduceți volumul de intrare dacă este necesar. Influent-de sarcină scăzută: în zilele ploioase sau în perioadele de debit scăzut, reduceți MLSS și puterea suflantei pentru a preveni supra-oxidarea și îmbătrânirea nămolului.
VIII. Concepții greșite comune
Dozarea agresivă a surselor de carbon atunci când TN este mare, fără a verifica zona anoxică DO sau transferul de oxigen-din recirculația internă;
Creșterea oarbă a aerului atunci când amoniacul-azotul este ridicat, ignorând în același timp alcalinitatea insuficientă sau vârsta inadecvată a nămolului;
Luptă pentru MLSS ridicat și eșecul de a risipi nămolul pentru perioade lungi, ceea ce duce la îmbătrânirea nămolului și la pierderea eficienței de îndepărtare a fosforului;
Menținerea uniformă a DO ridicată pe întregul rezervor fără zonare, ceea ce duce la pierderea funcțiilor anaerobe și anoxice;
Efectuarea de modificări drastice la parametrii dintr-o dată, lăsând sistemul de nămol incapabil să se adapteze și provocând fluctuații ale indicatorilor de performanță.
IX. Etape standard de operare pentru optimizarea proceselor
Colectați date complete despre calitatea apei și nămol pentru a identifica parametrul anormal specific;
Determinați dacă problema provine din caracteristicile influentului, condițiile nămolului sau parametrii operaționali;
Faceți mici ajustări la un singur parametru; nu modificați mai multe variabile simultan;
Observați sistemul pentru 1–2 cicluri de nămol și înregistrați modificările indicatorilor de performanță;
Continuați cu ajustări ulterioare numai dacă rezultatele sunt nesatisfăcătoare.
Concluzie: condiția prealabilă pentru optimizarea procesului este menținerea conformității stabile a efluenților; eforturile de optimizare ar trebui să echilibreze consumul de energie și de substanțe chimice pentru a atinge obiectivele duble de conformitate cu reglementările și reducerea costurilor.
