Bunús Teicniúla & Bainistíocht Oibriúcháin ar Imchuach Aeraithe Íseal-Séidire
1. Forbhreathnú
1.1 Prionsabal Oibriúcháin Imchuacha Aeraithe séidire
Áirítear go príomha aeráil séidire, a úsáidtear go coitianta sa tSín, cineálacha aeraithe idirleata, bíseach agus microporous. Cuimsíonn imchuach aeraithe de ghnáth córas aeraithe, struchtúr an imchuach, agus calafoirt ionraoin/asraonta, a fheidhmíonn mar phríomhstruchtúr i gcóireáil fuíolluisce sloda gníomhachtaithe. Is iad modhanna aeraithe coitianta ná aerú meicniúil agus séidire. Go ginearálta is éard atá i gcórais aeraithe séidire ná aeraitheoirí agus séidirí speisialaithe. Is minic a roinntear na báisíní ina il-urranna, agus tá gach ceann acu in ann beatha neamhspleách tionchair. Téann fuíolluisce isteach san imchuach agus amach ag an taobh eile. Le linn an phróisis seo, déantar aer a sheachadadh trí chomhbhrúiteoirí chuig diffusers ag bun an imchuach agus a scaoiltear mar boilgeoga.
1.2 Taighde Gaolmhar ar Imchuacha Aeraithe séidire
Taighde le Cheng Dandan et al. fuarthas amach go n-ídíonn séidirí aeraithe thart ar 60% den fhuinneamh iomlán i ngléasraí cóireála fuíolluisce cathrach na Síne (WWTPanna). Má dhéantar an córas aeraithe a chomhtháthú le rialú lúb dúnta cliste PID ar ocsaigin tuaslagtha (DO) agus straitéisí coigilte fuinnimh séidire a chur i bhfeidhm, is féidir aghaidh a thabhairt go héifeachtach ar ídiú ard fuinnimh i gcórais aeraithe WWTP, rud a laghdóidh os cionn 30%.
Dúirt Liu Xiaoqi et al. d'fhostaigh sé aerators sreafa scaipthe chun an cion ocsaigine i bhfuíolluisce a mhéadú le linn cóireála agus ídiú fuinnimh a ísliú. Bhain sé seo amach freisin meascadh agus dáileadh aeir aonfhoirmeach uisce, rud a laghdaigh an riachtanas beachtas do leibhéalú suiteála aerator.
Tá Chang Kai et al. feidhmíocht chóras imchuach aeraithe traidisiúnta feabhsaithe tríd an modh bailithe aeir bunaidh a mhodhnú. Chuir siad aerators micreapóiriúla ar ard-ocsaigin in ionad aerators traidisiúnta micriporous -aerators pláta sileacain éifeachtúlachta aistrithe agus chuir siad-dobhan aeraithe sreafa díreach-aonair-ina n-ionad le trí-bhabhrán sreafa serpentine pas. Feabhsaíodh an córas le rialú beacht aeraithe a ionchorprú, ag tabhairt aghaidh ar shaincheisteanna tomhaltas ardfhuinnimh, éifeachtacht íseal, agus droch-aistriú mais i modhanna aeraithe séidire traidisiúnta.
1.3 Bainistíocht Oibriúcháin ar Imchuacha Aeraithe séidire
Úsáidtear báisíní aeraithe séidire go forleathan i gcóireáil fuíolluisce. De réir an phrionsabail "cóireáil ar leithligh do shruthanna dramhaíola éagsúla," láimhseálann aonad cóireála fuíolluisce salanda ar leith WWTP go príomha fuíolluisce díshalannaithe leictreach ó -fholús-dhriogadh, uisce íonaithe a bhaint, fuíolluisce neodraithe alcailithe, agus roinnt eisilteach sárshaillte agus ard-salandachta. Tá córas cóireála bitheolaíoch trí chéim san aonad seo, agus imchuach aeraithe séidire mar an gcéim thánaisteach. Tá a mheán-Éileamh ar Ocsaigin Cheimiceach (COD) go seasta faoi bhun 100 mg/L, agus é á rangú mar phróiseas sloda ualachghníomhaithe íseal. Seachas uasghrádú trealaimh, teastaíonn rialú cúramach agus coigeartú paraiméadair phróisis chun an oibríocht is fearr a choinneáil.
2. Forbhreathnú Áis
2.1 Sreabhadh Próisis an Aonaid Chóireála Fuíolluisce Sáile
Úsáideann an t-aonad próiseas "Comhionannú + Scaradh Ola + Dhá-Céim Snámhachta + Trí-Cóireáil Bhitheolaíoch Chéim" agus eisilteach cóireáilte á sheoladh chuig aonad snasta. Úsáideann an deighilteoir ola sreabhadh cothrománach comhcheangailte agus dearadh pláta claonta. Baineann an dá chéim snámhachta úsáid as Snámhacht Aeir Cavitation Vortex (CAF) agus Snámhacht Aeir Tuaslagtha Pháirt-Ais Aife (DAF), faoi seach. Tá na trí chéim bhitheolaíocha go seicheamhach: Umar Aeraithe Ocsaigine Pure III, Umar Aeraithe Séidire, agus Umar Bithcheimiceach Tánaisteach (EM-BAF). Taispeántar sreabhadh an phróisis iFíor 1.
2.2 Cur Síos ar Abhantrach Aeraithe séidire
Is saoráid athchóirithe é an cuan aeraithe séidire a tógadh ar dtús i 1995 mar chuid d'aonad cóireála fuíolluisce olach. Úsáideann sé dearadh aeraithe sreafa breiseán traidisiúnta le toirt éifeachtach de 3,888 m³ agus aga coinneála hiodrálach reatha (HRT) de thart ar 17.6 uair an chloig. Feidhmíonn an cuan in dhá thraein chomhthreomhara, agus ceithre urrann ag gach ceann díobh. Tá aerators suiteáilte ag bun, arna soláthar ag séidirí lártheifeacha chun ocsaigin a sholáthar do mheitibileacht sloda gníomhachtaithe. Tá sé feistithe freisin le dhá shoiléiritheoir tánaisteach (Φ18m x 5m).
Laistigh den chóras bitheolaíoch trí chéim:
- Céim 1 (Umar Aeraithe Ocsaigine Pur III): Is é príomhfheidhm a bhaint COD.
- Céim 2 (Umar Aeraithe séidire): Is í an phríomhfheidhm ná nítrigin amóinia (NH₃-N) a bhaint, is é feidhm thánaisteach a thuilleadh COD a bhaint.
- Céim 3 (Umar Bithcheimiceach Tánaisteach - EM-BAF): Feidhmeanna chun eisilteach COD agus NH₃-N a snasú tuilleadh, ag cinntiú cáilíocht uisce deiridh.
2.3 Cáilíocht Tionchar agus Eisilteach Abhantrach Aeraithe séidire
Tagann an t-ionchur chuig imchuach aeraithe séidire ó Umar Aeraithe Ocsaigine Pure III, le teorainneacha truailleáin: CODcr Níos lú ná nó cothrom le 300 mg/L, NH₃-N Níos lú ná nó cothrom le 30 mg/L, Solaid ar Fionraí (SS) Níos lú ná nó cothrom le 50 mg/L.
Cothaíonn a eisilteach an Umar Bithcheimiceach Tánaisteach, le teorainneacha: CODcr Níos lú ná nó cothrom le 120 mg/L, NH₃-N Níos lú ná nó cothrom le 30 mg/L, SS Níos lú ná nó cothrom le 50 mg/L.
Caithfidh an t-eisilteach deiridh ón Umar Bithcheimiceach Tánaisteach teacht le chéile: CODcr Níos lú ná nó cothrom le 70 mg/L, Peitriliam Níos lú ná nó cothrom le 5 mg/L, NH₃-N Níos lú ná nó cothrom le 3 mg/L.
I rith 2021, ba é 67.094 mg/L meán-CODcr an imchuach, agus ba é an meán NH₃-N ná 23.098 mg/L, an dá cheann ag comhlíonadh na gceanglas dearaidh. Mar sin féin, ba chúis le heasnamh foinse carbóin don sloda gníomhachtaithe mar gheall ar an tionchar suntasach íseal COD, rud a chuir isteach ar a ghnáth-mheitibileacht. Os a choinne sin, bhí dóthain nítrigine amóinia agus tiúchan íseal truailleán orgánach sa leacht mheasctha i bhfabhar nítriginiú, rud a chuaigh ar aghaidh go héifeachtach.
3. Tosca Tionchair Oibriúcháin agus Bearta Rialaithe
3.1 Tionchar Ualach Íseal Tionchair agus Aosú Sloda
Le COD insilteach ag 67.094 mg/L-faoi bhun na teorann dearaidh (Níos lú ná nó cothrom le 300 mg/L) agus an t-éileamh miocróbach carbóin (thart ar. 100 mg/L BOD₅)-bhí an sloda gníomhachtaithe in easnamh sa fhoinse carbóin. Mar thoradh ar an ualach íseal tháinig fás sloda mall, rud a fhágann go raibh seans maith ann dul in aois agus struchtúr scaoilte a fhoirmiú. Aois, sloda marbh déanta scum ar snámh ar dhromchla an soiléiritheora tánaisteach. Gan trealamh bailithe scum, d'imigh an scum seo amach leis an eisilteach, rud a chruthaigh moirtiúlacht, sháraigh teorainneacha COD agus SS, agus ina dhiaidh sin ró-ualú an Umar Bithcheimiceach Tánaisteach le sruth, rud a chuir isteach ar a cháilíocht eisilteach deiridh.
Frithbheart: Rinne an fhoireann oibriúcháin rialú ar an tiúchan de Sholaid ar Fhionraí Deochanna Measctha (MLSS). Ag baint úsáide as sorcóir grádaithe 1000 ml don tástáil Innéacs Toirt Sloda (SVI) 30 nóiméad, choinnigh siad SVI thart ar 20%, a fhreagraíonn do MLSS de thart ar 2 g/L. An éifeachtúlacht chothromaithe seo maidir le truailleán a bhaint le dul in aois sloda, snámhphointe agus meath ar cháilíocht an uisce a chosc. Chiallaigh an fás mall sloda cur amú sloda íosta agus annamh, rud a d'fhág go raibh am cónaithe níos mó ná a n-íosmhéid ama giniúna ag baictéir nítriúcháin, rud a chuir tuilleadh chun cinn nítriúcháin.
3.2 Tionchar Rialú Ocsaigin Tuaslagtha (DO).
Is aeróbach den chuid is mó iad miocrorgánaigh i sloda gníomhachtaithe, agus de ghnáth bíonn gá le DO idir 1-3 mg/L. Socraíonn caighdeáin chorparáideacha an raon DO le haghaidh báisíní aeraithe traidisiúnta breiseán-sreafa ag 2-4 mg/L, agus ní bhíonn gá le nítriúchán níos ísle ná 2.0 mg/L de ghnáth. Laghdaigh an t-ualach íseal tionchair reatha agus an tiúchan MLSS laghdaithe tuilleadh an t-éileamh DO, rud a d'fhág go raibh an smacht dúshlánach. Is minic a ardaíodh DO os cionn 4 mg/L de bharr meascadh iomlán a choinneáil, agus bhí meascadh neamhleor i gceantair áirithe mar thoradh ar rialú DO laistigh den raon sprice uaireanta, rud a d’fhág socrú sloda.
Ina theannta sin, cuireann ard-DO dlús le dianscaoileadh ábhar orgánach, rud a chuireann le dul in aois sloda. Mar sin, go praiticiúil, déantar DO a rialú thart ar 3 mg/L. Ina theannta sin, déantar na comhlaí aeir go léir a choigeartú uair sa mhí chun aonfhoirmeacht an mheascáin a fheabhsú, flocas díomhaoin a athghníomhú, agus bithmhais ghníomhach a chothabháil.
3.3 Tionchar Teocht an Uisce
Bíonn tionchar suntasach ag teocht ar ghníomhaíocht mhiocróbach. Cuireann teochtaí oiriúnacha gníomhaíocht chun cinn, agus cuireann teocht íseal bac nó laghdú air, agus is féidir le teochtaí arda an fhiseolaíocht a athrú nó bás a chur faoi deara. Sa chóras seo, is iad baictéir thermophilic na príomhghrúpaí feidhmiúla. Maidir le sábháilteacht an chórais, is gnách go gcoimeádtar an teocht idir 15-35 céim, cé go bhfuil an raon oiriúnach 10-45 céim . Is féidir le níos mó ná 30 céim próitéiní nítríle dínádúrú, ag laghdú a ngníomhaíochta. Sa sloda gníomhachtaithe tá baictéir atá díghrádaithe agus nítríocha COD, agus tá raon optamaithe níos cúinge de 5–30 céim ag nítrigin .
Tá sruthanna ardteochta san imsilteach fuíolluisce salanda. Bhain teagmhais san am atá caite le laethanta as a chéile de theocht insilteach os cionn 40 céim , as a dtáinig díscaoileadh sloda, bás díghrádaithe agus nítrigine COD, agus cliseadh córais. Ina dhiaidh sin, suiteáladh teirmiméadar ar an líne eisilteach umar cothromaithe chun an teocht urscaoilte a rialú go docht gan dul thar 40 céim, ag freastal ar riachtanais teochta sloda. Níor tharla aon teagmhais chosúla a raibh tionchar acu ar nítriú in 2021.
3.4 Tionchar Alcaileacht
De réir na gcaighdeán fiontair ábhartha, nuair a úsáidtear sloda gníomhachtaithe chun amóinia a bhaint, níor cheart go mbeadh an cóimheas alcaileacht iomlán ionfhabhtaithe le nítrigin amóinia níos lú ná 7.14; ar shlí eile, ní mór alcaileacht a fhorlíonadh. Le tionchar deartha NH₃{{{{}}N de 30 mg/L agus meán iarbhír de 23.098 mg/L, níl an alcaileacht iomlán riachtanach níos lú ná 214.2 mg/L. Faoi láthair, níl an alcaileacht instiúrtha leordhóthanach, rud a éilíonn breisiú fuinseog sóide laethúil (Na₂CO₃) chun freastal ar éilimh phróiseas.
3.5 Tionchar pH agus Substaintí Tocsaineacha
Activated sludge microorganisms thrive in a pH range of 6.5–8.5. Below pH 4.5, protozoa largely disappear, most microbial activity is inhibited, fungi become dominant, floc structure is destroyed, and sludge bulking can occur. Above pH 9, metabolism is severely affected, causing floc disintegration and bulking. Wastewater with pH >10 nó<5 should be neutralized before entering the aeration basin.
Is féidir le meitibileacht mhiocróbach aeróbach athruithe pH a mhaolánú go measartha. Mar shampla, is féidir le húsáid chomhdhúile nítrigine an pH a ísliú le linn nítriúcháin, agus táirgeann dícharbocsailiú amines alcaileach, rud a ardaíonn an pH. Ligeann sé seo do-teagmháil fadtéarmach le fuíolluisce atá beagán aigéadach/alcaileach. Cuidíonn alcaileacht bhunúsach an fhuíolluisce freisin le titim pH a chosc.
Mar sin féin, cuireann athruithe suntasacha pH (m.sh. insreabhadh tobann alcaileach isteach i gcóras aigéadach) isteach go mór ar mhiocróib agus féadann siad cur isteach ar oibriú. Mar sin, braitheann an riachtanas neodraithe ar an gcás sonrach. D’fhéadfadh sé nach mbeadh gá le neodrú le haghaidh mionluaineachtaí comhsheasmhacha pH, go háirithe le haigéid/bunanna laga. Éilíonn luaineachtaí níos mó coigeartú pH go neodrach.
Tá baictéir nítriúcháin an-íogair ó thaobh pH-, agus nítriginiú optamach ag pH 7.2–8.0, agus is fearr le miocróib ghinearálta 6.5–8.5. Maidir le fuíolluisce tionsclaíochta sonracha, is minic a shocraítear cineálacha substaintí tocsaineacha, ach athraíonn tiúchan agus toirteanna scaoilte. Seachas cothromú, ní mór faireachán agus rialú a dhéanamh ar leibhéil na substaintí tocsaineacha insileadh. Tar éis aclination sloda, ba cheart uasteorainn tiúchana instiúrtha a bhunú bunaithe ar chéim an tsocraithe agus ar an taithí oibríochta. Éilíonn sáruithe fada bearta ar nós insreabhadh a laghdú, athchúrsáil sloda a mhéadú, nó ocsaiginithe a fheabhsú chun nimhiú miocróbach agus teip cóireála a chosc. Faoi láthair, níor aimsíodh aon substaintí tocsaineacha is cúis le nimhiú miocróbach i sníomh an imchuach.
3.6 Tionchar Ualaí Turrainge Tionchair
Tá an COD instiúrtha fós íseal go seasta le mionluaineachtaí, agus fanann NH₃{-N agus Iomlán Nítrigine (TN) laistigh de raonta measartha cobhsaí thar thréimhsí fada. Tá an daonra nítrigine seasta go leor. Mar gheall ar a ráta fáis mall, áfach, is féidir le méadú tobann suntasach ar NH₃{-N nó TN insilteach cumas bainte an imchuach a sháithiú, rud a chuirfeadh isteach ar cháilíocht eisilteach NH₃{{4}N agus TN.
Go teoiriciúil, leanann éileamh miocróbach N agus P cóimheas BOD₅:N:P de 100:5:1. Mar sin féin, athraíonn ábhar N agus P go mór le cineál fuíolluisce tionsclaíoch. Tá roinnt fuíolluisce ard i N agus P, agus is gá iad a bhaint chun caighdeáin a chomhlíonadh. Tá cuid eile easnamhach, rud a éilíonn forlíonadh chun meitibileacht a theorannú a sheachaint. I gcás báisíní oibriúcháin a dhéileálann le fuíolluisce N/P íseal, is féidir le leibhéil insilteach de thart ar 10 mg/L NH₃{-N agus 5 mg/L fosfáit freastal ar riachtanais mhiocróbacha. Teastaíonn dáileoga méadaithe N/P le leibhéil fhada faoi bhun na leibhéil seo.
Teastaíonn dlúthmhonatóireacht ar NH₃-N agus TN i ngach sruth insilteach agus ar eisilteach an umair chothromaithe, chomh maith le sreafaí athchúrsála ó umair choigeartaithe, chun ró-ualú an aonaid snasaithe le sruth a chosc agus sábháilteacht uisce sceite deiridh a bhagairt.
4. Conclúid
Mar an croí-imoibreoir nítriúcháin san aonad cóireála fuíolluisce salanda, éilíonn an cuan aeraithe séidire dlúthmhonatóireacht laethúil ar theocht an uisce, NH₃-N, agus TN. Tá sé riachtanach tiúchan MLSS a rialú go docht, an DO timpeall 3 mg/L a choinneáil, agus alcaileacht imleor a chinntiú. Faoi na bearta optamaithe seo, ritheann an córas go cobhsaí le cáilíocht eisilteach den scoth: meán-COD de 54.213 mg/L, NH₃-N de 9.678 mg/L, agus SS de 23.849 mg/L, ag comhlíonadh riachtanais thionchair an Umar Bithcheimiceach Tánaisteach go hiomlán. Tá tástáil leanúnach, achoimre, agus leas iomlán a bhaint as gnéithe éagsúla ríthábhachtach freisin chun iontaofacht trealaimh agus éifeachtúlacht cóireála córais a áirithiú tuilleadh.