Feidhmíocht Aeraithe Mboilgeog Mhín i bPróiseas AAO: Anailís Séasúrach (Samhradh vs Geimhreadh)

Feidhmíocht a Thomhas agus a Mheasúnú ar an gCóras Aeraithe Mboilgeog Míne sa Phróiseas OAT i rith an tSamhraidh agus an Gheimhridh

Úsáideann formhór na n-ionad cóireála fuíolluisce cathrach (WWTPanna) sa tSín próisis bhitheolaíocha aeróbach chun ábhar orgánach, nítrigin, fosfar agus truailleáin eile a bhaint as fuíolluisce. Tá soláthar ocsaigine tuaslagtha (DO) in uisce ina réamhriachtanas chun éileamh saoil mhiocróbach agus éifeachtúlacht cóireála a chothabháil sa phróiseas bitheolaíoch aeróbach. Dá bharr sin,is é an t-aonad aeraithe croílár na cóireála fuíolluisce bitheolaíoch aeróbach. Ag an am céanna, tá an córas aeraithe freisin anpríomhaonad a ídíonn-fuinneamhin WWTPs, cuntasaíocht do45% go 75% den tomhaltas iomlán fuinnimh plandaí. Chomh maith le coinníollacha oibriúcháin, bíonn tionchar ag fachtóirí ar nós cáilíocht fuíolluisce agus coinníollacha comhshaoil ​​ar thomhaltas fuinnimh an chórais aeraithe. Tá ceithre shéasúr ar leith ag formhór na réigiún sa tSín, báisteach flúirseach, agus éagsúlachtaí suntasacha teochta séasúracha. Caolaíonn báisteach an tsamhraidh an tiúchan truailleán insilteach de WWTPanna, agus cuireann teochtaí ísle geimhridh isteach ar ghníomhaíocht mhiocróbach, rud a chuireann isteach ar cháilíocht an eisiltigh. Cruthaíonn luaineachtaí sa ráta sreafa agus cáilíocht insilteach dúshláin freisin maidir le rialú beacht an chórais aeraithe sna WWTPanna. Gan tuiscint leordhóthanach ar na hathruithe ar fheidhmíocht aistrithe ocsaigine na diffusers mboilgeog fíneáil agus a gcothabháil le linn oibríochta, ní féidir leas iomlán a bhaint as an éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine ard (OTE) de chórais aeraithe mboilgeog fíneáil, rud a fhágann dramhaíl fuinnimh.

Is é an cineál is mó a úsáidtear faoi láthair ná andiffuser mboilgeog fíneáil, a bhfuil a fheidhmíocht bainteach go díreach le tomhaltas fuinnimh oibriúcháin an chórais aeraithe. I measc na modhanna chun feidhmíocht aistrithe ocsaigine na diffusers mboilgeog mín a thomhas tá tástálacha statacha (amhail an tástáil uisce glan) agus tástálacha dinimiciúla (amhail an modh anailíse gáis as-). Díríonn taighde ar thástálacha statacha den chuid is mó ar ionsamhlúcháin ar scála saotharlainne, agus is annamh a thuairiscítear modhanna tástála dinimiciúla mar gheall ar fhachtóirí mar riachtanais láithreán tástála agus srianta ar thástáil allamuigh. Faoi láthair, níl ach caighdeáin ábhartha bunaithe ag an tSín maidir leis an modh tástála uisce glan. Le linn na hoibríochta iarbhír, bíonn tionchar ag fachtóirí ar nós cáilíocht an insilteora, tréithe sloda, coinníollacha oibriúcháin, agus sileadh idirleata ar fheidhmíocht aistrithe ocsaigine na diffuser. Tá difríocht shuntasach idir an fheidhmíocht iarbhír agus torthaí tástála uisce glan, rud a fhágann go bhfuil diallais shuntasacha ann nuair a úsáidtear sonraí uisce glan chun an riachtanas soláthair aeir iarbhír a thuar. Is é an toradh a bhíonn ar easpa modhanna monatóireachta éifeachtacha d’fheidhmíocht éifeachtúlachta fuinnimh an chórais aeraithe sna WWTPanna ná cur amú fuinnimh. Dá bhrí sin, is gá feidhmíocht aistrithe ocsaigine diffusers a thomhas agus a mheas le linn oibriú iarbhír chun coigeartuithe tráthúla ar straitéisí aeraithe a threorú agus cabhrú le coigilteas fuinnimh agus laghdú tomhaltais i gcórais aeraithe a bhaint amach. Glacann an staidéar seoWWTP cathrach i Shanghai mar shampla. Trí thomhas allamuigh ar thiúchan truailleán san umar aeróbach agus patrúin éagsúlachta OTE feadh chonair an chórais aeraithe mboilgeog mín sa samhradh agus sa gheimhreadh, rinneadh éifeachtacht bhaint truailleán agus feidhmíocht an chórais aeraithe a thomhas agus a mheas go córasach. Is é an aidhm atá ann iniúchadh a dhéanamh ar thionchar na n-athruithe séasúracha ar fheidhmíocht aistrithe ocsaigine an chórais aeraithe, treoir a sholáthar maidir le rialú beacht agus coigilt fuinnimh ar chórais aeraithe i gcóireáil fuíolluisce.

1. Ábhair agus Modhanna

1.1 Forbhreathnú Oibriúcháin WWTP

Fostaíonn WWTP bardasach Shanghai meascán próisis depretreatment + próiseas AAO + scagaire snáithín domhain leaba + díghalrú UV. Tá anIs é an cumas cóireála ná 3.0 × 10 ⁵ m³/d. Taispeántar príomhshreabhadh próisis an WWTP iFíor 1. Is é an t-instiúrthóir go príomhaséarachas baile, agus go gcomhlíonann an t-eisilteach an caighdeán Grád A den "Caighdeán Scaoilte Truailleán do Ghléasraí Cóireála Fuíolluisce Bardasach" (GB 18918-2002) sula scaoiltear isteach in Abhainn Yangtze é. Is é 1.5 h, 2.7 h, agus 7.1 h, faoi seach na hamanna coinneála hiodrálacha (HRT) don umar anaeróbach, umar anoxic, agus aeróbach an umar bitheolaíoch sa phlanda seo. Tá an cóimheas aife inmheánach agus an cóimheas aife seachtrach araon 100%. Déantar an aois sloda a rialú idir 10-15 lá. Tá iomlán de 8 umar aeróbach ag an gléasra. Tomhaiseann umar aeróbach aonair 116.8 m × 75.1 m × 7.0 m (L × W × H), le toirt 11,093 m³. Déantar tiúchan na solad ar fuaidreamh de dheochanna measctha (MLSS) a rialú ag thart ar 4 g/L. Tá an bun feistithe leDifusers mboilgeog fíneáil tubular poileitiléin Ecopolemer Úcráinis, meánmhéide ag 120 mm × 1,000 mm (D × L). Is é 5.7:1 an cóimheas idir an t-aer agus an t-uisce. Tá 3 chainéal i ngach umar aeróbach (Crios 1, Crios 2, agus Crios 3). Bunaithe ar an tiúchan DO arna thomhas ag méadar sreafa gáis laistigh de na cainéil, coigeartaítear na veaineanna treorach de shéidirí lártheifeacha aonchéime (4 oibríochta, 2 fuireachas) chun an tiúchan DO san umar aeróbach a choinneáil idir 2{{15 mg/L. Tá ráta sreafa aeir rátáilte de 108 m³/nim ag gach séidire, brú 0.06 kPa, agus cumhacht 160 kW. Déantar gach cainéal a rialú ar leithligh ag baint úsáide as méadair sreafa gáis. In éineacht le haiseolas ó léamh DO, déantar an soláthar aeir iarbhír a rialú trí eite treorach na séidirí lártheifeacha aonchéime a choigeartú chun an meán DO a choinneáil san umar aeróbach idir 2-5 mg/L. Taispeántar cáilíocht insilteach/eisilteach deartha agus cáilíocht tionchair 2019 an ghléasra iTábla 1.

1.2 Leagan Amach Pointe Tástála

Rinneadh dhá thástáil ar fheidhmíocht aistrithe ocsaigine an chórais aeraithe mboilgeog fíneáil faoi choinníollacha oibriúcháin iarbhír i mí Iúil (samhradh) agus i mí na Nollag (geimhreadh). Chomh maith leis an treo sreafa, socraíodh 22 pointe tástála de réir suímh na gcalafoirt iniúchta den umar aeróbach. Bhí an fad idir dhá phointe tástála cóngarach thart ar 5 m, le 7, 7, agus 8 bpointe tástála i gCrios 1, Crios 2, agus Crios 3, faoi seach. Taispeántar dáileadh na bpointí tástála iFíor 2. Ríomhadh an OTE iarbhír de na diffuseróirí míne mboilgeog ag gach pointe tríd an gcion ocsaigine a thomhas sa ghás atá ag éalú ó dhromchla an uisce. Ag an am céanna, tomhaiseadh an tiúchan DO agus teocht an uisce ag gach pointe ag baint úsáide as méadar cáilíochta uisce ilpharaiméadair (Ceanncheathrú 30d, Hach, SAM), agus rinneadh an tiúchan truailleán ag gach pointe a thomhas agus a anailísiú chun a phatrún éagsúlachta feadh an chosáin a fháil. Chun an COD a chosc_Crsna samplaí de bharr díghrádaithe le linn aistrithe, rinneadh samplaí a tógadh feadh an umair aeróbach a scagadh ar-suíomh roimh thomhas.

1.3 Feidhmíocht Aistrithe Ocsaigin na nDleascairí Bubble Fíneála a Thomhas faoi Choinníollacha Iarbhír

Chun feidhmíocht aistrithe ocsaigine na diffusers mboilgeog mín a thomhas faoi choinníollacha iarbhír, úsáideadh anailíseoir gáis as- a d'fhorbair Shanghai University of Electric Power go neamhspleách, ar a bhfuil córas bailithe gáis, córas anailíse gáis, agus córas comhshó comharthaí. Bailíodh gás as-ag úsáid caidéal gáis (KVP15-KM-2-C-S, Karier, an tSín) agus cochall, agus seachadadh é chuig braiteoir ocsaigine leictriceimiceach (A{{.01, ITG, an Ghearmáin) le haghaidh anailíse. Thiontaigh an córas comhshó comhartha comhartha voltais aschuir an braiteora isteach sa bhrú páirteach ocsaigine sa ghás. Le linn tástála eisgháis, tomhaiseadh an brú páirteach ocsaigine san aer comhthimpeallach ar dtús. Ansin socraíodh an cochall ar dhromchla uisce an umar aeróbaice chun eisghás a bhailiú agus a bhrú páirteach ocsaigine a thomhas. Taifeadadh sonraí tar éis don aschur cobhsú ar feadh 5 nóiméad. I measc na bparaiméadair a fuarthas tríd an anailíseoir eisgháis bhí an páirtbhrú ocsaigine san aer comhthimpeallach agus lasmuigh den ghás, ónar ríomhadh céatadán na hocsaigine a aistríodh ón gcéim gháis go dtí an leacht mheasctha, .i. OTE an diffuser mín mboilgeog, mar atá i.Cothromóid (1).

Cá háit:

Y(O_₂,_aer)- Comhréir ocsaigine san aer;

Y(O_₂,_as-gás)- Comhréir na hocsaigine sa-gás;

A_OTE- Luach OTE.

Ceartaíodh an OTE arna thomhas ag an anailíseoir gáis as-do DO, teocht, agus salandacht chun OTE (SOTE) caighdeánach an diffuser mboilgeog mín i bhfuíolluisce a fháil faoi choinníollacha caighdeánacha, mar atá iCothromóid (2). Taispeántar ríomh DO sáithithe in uisce iCothromóid (3).

Cá háit:

θ- Comhéifeacht ceartúcháin teochta, tógtha mar 1.024, gan toise;

A_SOTE- Luach SOTE;

- Comhéifeacht salandachta don deoch mheasctha (arna ríomh bunaithe ar iomlán na solad tuaslagtha i leacht mheasctha), gan toise, glacadh leis de ghnáth mar 0.99;

- Cóimheas éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine an diffuser i bhfuíolluisce i gcomparáid le coinníollacha uisce glan, gan toise;

C - NÁ tiúchan in uisce, mg/L;

C_S,_T- Tiúchan sáithithe DO in uisce ag teocht T, mg/L;

C_S,₂₀- Tiúchan DO sháithithe in uisce ag 20 céim , mg/L;

T- Teocht an uisce, céim .

1.4 Modh Áirithe le haghaidh Tomhaltas Fuinnimh an Chórais Aeraithe

Ríomhadh éileamh ocsaigine teoiriciúil an umar aeróbach de réir an tSamhail Sloda Gníomhachtaithe (ASM). Ríomhadh an t-éileamh ar ocsaigin bunaithe ar COD_Cragus torthaí baint nítrigine amóinia chun éileamh iomlán ocsaigine (TOD) an umar aeróbach a chinneadh, mar atá iCothromóid (4).

Cá háit:

M_TOD- Luach TOD, kg O₂/u;

Q- Ráta sreafa ionchuir, m³/d;

ΔC_CODCr- Difríocht idir tiúchan Cr COD insilteach agus eisilteach, mg/L;

ΔC_{Nítrigin amóinia}- Difríocht idir tiúchan nítrigine amóinia insilteach agus eisilteach, mg/L; Is é 4.57 an fachtóir coinbhéartachta do nítrigin amóinia go NO₃⁻-N.

Ríomhtar ráta soláthair ocsaigine an chórais aeraithe mboilgeog fíneáil mar atá iCothromóid (5).

Cá háit:

M_OTR- Luach an ráta soláthair ocsaigine iarbhír, kg O₂/d;

Q_AFR- Ráta sreafa aeir, m³/u;

ŷ_O₂- Maischodán ocsaigine san aer, 0.276.

Déantar cumhacht séidire a chinneadh ag ráta soláthair aeir iarbhír an séidire agus an brú asraon, a chinneann an brú ionghabhála, caillteanas brú an aeir sa phíblíne, caillteanas brú an diffuser mboilgeog fíneáil féin, agus an brú uisce statach承受 ag bun an umair, mar atá iCothromóid (6).

Cá háit:

ρ_aer- Aerdhlús, g/L, tógtha mar 1.29 g/L;

N - Cumhacht séidire, kW;

R- Tairiseach gáis uilíoch, 8.314 J/(mol·K);

T_aer- Teocht an atmaisféir, céim ;

B- Comhéifeacht tiontaithe séidire, glactha mar 29.7;

- Cóimheas teasa sonrach an gháis, glactha mar tairiseach 0.283;

η- Éifeachtúlacht chomhcheangailte mótair agus séidire, glactha mar tairiseach 0.8;

P_i- Brú ionghabhála séidire, Pa;

Z- Brú uisce tumoideachais ar an diffuser, Pa;

P_caillteanas- Caillteanas brú ar an diffuser mboilgeog mín féin, Pa;

h_L- Cailleadh brú aeir sa phíblíne, Pa.

Faoi choinníollacha tástála, is é an Caighdeán Aeraithe Éifeachtúlachta (SAE) an méid ocsaigine a aistrítear isteach san uisce in aghaidh an aonaid fuinnimh leictrigh arna thomhailt ag an diffuser [kg/(kW·h)], mar atá iCothromóid (7). Is féidir an luach SAE a úsáid chun éifeachtacht úsáide iarbhír an diffuser mboilgeog fíneáil a mheas.

Cá háit:

A_SAE- Luach SAE.

1.5 Modhanna Tomhais Táscaire Gnáthaimh

Rinneadh samplaí de dheochanna measctha a scagadh trí pháipéar scagtha cáilíochtúil. COD intuaslagtha_Cr(SCOD_Cr), nítrigin amóinia, NO₃^--Tomhaiseadh N, agus TP ag úsáid modhanna caighdeánacha náisiúnta.

2. Torthaí agus Plé

2.1 Éifeachtúlacht Baint Truailleán

Léirítear cáilíocht insilteach na bpríomhthruailleán sa samhradh agus sa gheimhreadh ag an WWTP iFíor 3. Ba iad na meánrátaí sreafa cóireála sa samhradh agus sa gheimhreadh ná 3.65×10⁵ m³/d agus 3.13×10⁵ m³/d, faoi seach.COD tionchar an tsamhraidh_Cragus bhí tiúchan nítrigine amóinia (188.38 ± 52.53) mg/L agus (16.93 ± 5.10) mg/L, faoi seach.An COD tionchar an gheimhridh_Cragus bhí tiúchan nítrigine amóinia (187.94 ± 28.26) mg/L agus (17.91 ± 3.42) mg/L, faoi seach. Fágann báisteach níos airde sa samhradh go n-oibreoidh an WWTP i mód "ualach ard hiodrálach - ualach truailleán íseal". Giorraíonn an méadú ar ualach hiodrálach HRT an chórais, ag laghdú an t-am imoibrithe san umar bitheolaíoch agus ag cur isteach ar bhaint truailleán. D'fhéadfadh ualach ró-íseal sloda a bheith mar thoradh ar ualach truailleán íseal-instiúrtha in WWTPanna, rud a fhágann go ndéanfaí ró-aerú agus díscaoileadh sloda. Ba cheart do WWTPanna rátaí luchtaithe sloda agus soláthair aeir a choigeartú go tráthúil chun tionchar oibríocht ualach truailleán íseal a mhaolú.Bhí teocht an uisce samhraidh (27.32 ± 1.34) céim, i bhfad níos airde ná teocht an gheimhridh de (17.39 ± 0.75) céim. Tá teocht ar cheann de na fachtóirí tábhachtacha a dhéanann difear d'acmhainn bhaint truailleán an chórais. Tá lamháltas na mbaictéar filiméadach níos airde ná an lamháltas a bhaineann le floc-baictéar a fhoirmíonn, rud a fhágann go bhfuil seans ann go n-iomadaíonn siad i dtimpeallachtaí ar theocht íseal, rud a fhágann toirt sloda. Laghdaíonn teochtaí níos ísle freisin gníomhaíocht einsímeach na miocrorgánaigh sa sloda gníomhachtaithe, ag laghdú ráta díghrádaithe an tsubstráit agus ráta riospráid ingenous, rud a fhágann go laghdaítear éifeachtúlacht bhaint truailleán. Is féidir le WWTPanna bearta a dhéanamh mar aois sloda a mhéadú agus MLSS san umar bitheolaíoch chun an tionchar diúltach a bhíonn ag teocht íseal ar bhaint truailleán a mhaolú. Toisc go bhfuil an t-ualach hiodrálach sa gheimhreadh níos ísle ná sa samhradh, déantar an HRT san umar aeróbach a shíneadh beagán le go leor aeraithe, rud a fhritháireamh an tionchar diúltach a bhíonn ag teocht íseal ar nítriúcháin. Mar sin, chomhlíon cáilíocht an eisiltigh sa samhradh agus sa gheimhreadh an caighdeán Grád A de GB 18918-2002.

2.2 Patrúin Athruithe ar Fhoirmeacha Truailleáin feadh an Umar Aeróbaigh

Ar laethanta na tástála,an SCOD tionchair_Crba é an tiúchan sa samhradh agus sa gheimhreadh ná 186.76 mg/L agus 248.42 mg/L, faoi seach, agus ba iad na tiúchain amóinia nítrigine ná 22.05 mg/L agus 25.91 mg/L, faoi seach. B'fhéidir mar gheall ar chomhshreabhadh séarachais agus insíothlú screamhuisce, bhí an caighdeán insilteach níos ísle ná na luachanna dearaidh. Léirítear éagsúlacht na dtruailleán feadh an umair aeróbach iFíor 4.

Mar gheall ar scaoileadh fosfar san umar anaeróbach, dínádúrú san umar anocsa, agus caolú trí ais sloda, tháinig laghdú suntasach ar an tiúchan truailleán roimh dul isteach san umar aeróbach. An SCOD_Crba é an tiúchan ag an inlet umar aeróbach sa samhradh agus sa gheimhreadh ná 30.32 mg/L agus 52.48 mg/L, faoi seach, agus ba iad na tiúchain amóinia nítrigine ná 3.90 mg/L agus 4.62 mg/L, faoi seach. Ba é an tiúchan TN ag an inlet umar aeróbach sa samhradh agus sa gheimhreadh ná 4.86 mg/L agus 6.16 mg/L, faoi seach, ag laghdú beagán go 4.46 mg/L agus 5.70 mg/L san eisilteach, rud a léiríonn cion measartha íseal de nítriú agus dí-áitiú comhuaineach a tharlaíonn san umar aeróbach. An SCOD_Crtháinig laghdú suntasach ar an tiúchan i gCrios 1 go 19.36 mg/L agus 30.20 mg/L sa samhradh agus sa gheimhreadh, faoi seach; laghdaigh an tiúchan nítrigine amóinia go 1.75 mg/L agus 2.80 mg/L. Moilligh an treocht laghdaithe de thiúchan truailleán i gCrios 2, rud a thugann le fios go raibh ábhar orgánach móilíneach beag díghrádaithe go hiomlán agus go raibh nítriú críochnaithe. Chomhlíon an tiúchan truailleán ag deireadh Chrios 2 an caighdeán doirte eisiltigh cheana féin. D'fhan an tiúchan truailleán beagnach gan athrú i gCrios 3, ach mhéadaigh an luach DO sa leacht measctha, rud a léiríonn gur tuaslagadh an chuid is mó den ocsaigin a soláthraíodh sa chrios seo isteach sa leacht measctha sloda agus níor úsáideadh é le haghaidh COD._Crocsaídiú agus ocsaídiú amóinia. An SCOD eisilteach_Crba é an tiúchan ón umar aeróbach sa samhradh agus sa gheimhreadh ná 15.36 mg/L agus 26.51 mg/L, faoi seach, agus ba iad na tiúchain nítrigine amóinia eisiltigh ná 0.17 mg/L agus 0.50 mg/L, faoi seach.Tharla an ráta bainte nítrigine amóinia níos airde sa samhradh mar gheall ar theocht an uisce níos airde a chuir feabhas ar ghníomhaíocht dínitriúcháin miocrorgánach.. Dúirt Zhang Tao et al. fuair sé sinlaghdaíonn teochtaí ísle geimhridh raidhse amóinia-baictéir ocsaídeacha agus nítrít-baictéir ocsaídeacha, rud a laghdaíonn an ráta bainte nítrigine amóinia in WWTPanna.

2.3 As-Torthaí Tástála Gáis feadh an Umar Aeróbaigh

Rinneadh tástálacha allamuigh ar fheidhmíocht aistrithe ocsaigine an chórais aeraithe mboilgeog mhín feadh an umair aeróbaice sa samhradh agus sa gheimhreadh ag baint úsáide as an anailíseoir gáis as-. Taispeántar na torthaí iFíor 5. Tháinig méadú de réir a chéile ar an tiúchan DO san umar aeróbach feadh an treo sreafa. Braitheann an tiúchan DO sa licéar measctha ar an méid ocsaigine a aistrítear ón gcéim gháis go dtí an chéim leachtach ag na diffusers (ie, OTR) agus an ocsaigin a chaitear ag miocrorgánaigh (ie, OUR). Tá an tsubstráit flúirseach ag deireadh tosaigh an umar aeróbach, agus éilíonn microorganisms níos mó ocsaigine chun an tsubstráit a dhíghrádú. Mar sin, bhí an tiúchan DO ab ísle i gCrios 1 sa samhradh agus sa gheimhreadh, ag (1.54 ± 0.22) mg/L agus (1.85 ± 0.31) mg/L, faoi seach. Mhéadaigh an tiúchan DO go (2.27 ± 0.45) mg/L agus (2.04 ± 0.13) mg/L i gCrios 2, faoi seach. I gCrios 3, ba é an tiúchan DO (4.48 ± 0.55) mg/L agus (4.53 ± 1.68) mg/L, faoi seach. Tá patrún éagsúlachta DO feadh an chosáin comhsheasmhach le comhchruinniú truailleán. Críochnaíodh díghrádú agus nítrigin ábhar orgánach go bunúsach i gCrios 2. Tá an t-ábhar ábhar orgánach i gCrios 3 níos ísle, ag laghdú an éileamh ar ocsaigin, rud a fhágann nach n-úsáidtear ocsaigin go hiomlán agus a stóráiltear sa chéim uisce mar DO, rud a fhágann go n-ardóidh an tiúchan DO go leibhéil ró-ard. Bhí an meán DO i gCrios 3 i bhfad níos airde ná 2.0 mg/L, rud a thugann le fios go raibh ró-aerúchán ag deireadh an umair aeróbach. Laghdaíonn riospráid endogenous sloda gníomhachtaithe gníomhaíocht sloda agus féadann sé toirtithe sloda a chur faoi deara go héasca, agus fuinneamh á chur amú ag an am céanna. Mar thoradh ar an tiúchan ró-ard DO ag deireadh an umair aeróbach freisin go mbíonn tiúchan DO níos airde sa leacht aischuir, rud a mhéadaíonn ní hamháin an tiúchan DO ag dul isteach san umar anocsa trí aife seachtrach ach a laghdaíonn an méid COD Cr atá ar fáil, rud a íslíonn éifeachtúlacht dínitriúcháin. Dá bhrí sin, moltar an soláthar aeir i gCrios 3 a laghdú, gan ach an déine meascáin riachtanach a choinneáil, chun tomhaltas fuinnimh aeraithe a shábháil.

Mar a léirítear iFíor 5, tá difríochtaí suntasacha ann i bhfeidhmíocht aistrithe ocsaigine diffusers ar bhealaí éagsúla le linn oibriú iarbhír idir an samhradh agus an gheimhridh. Ba é an meán OTE a tomhaiseadh sa gheimhreadh ná 9.72%, níos ísle ná an toradh a tomhaiseadh sa samhradh (16.71%). Tá sé seo mar gheall arlaghdaíonn an laghdú ar theocht an uisce gníomhaíocht na miocrorgánach in umar aeróbach an WWTP, rud a fhágann go bhfuil ráta úsáide ocsaigine níos ísle. Tar éis ceartú teochta, salandacht, agus DO, b'ionann meánluachanna SOTE sa samhradh agus sa gheimhreadh 17.69% agus 14.21%, faoi seach. Bhí SOTE an tsamhraidh beagán níos airde ná sa gheimhreadh, b'fhéidir toiscoibríocht fhada salú idirleata níos measa, ag cur bac ar phiocháin, agus ag laghdú feidhmíocht aistrithe ocsaigine an diffuser.

2.4 Anailís ar Acmhainn Barrfheabhsaithe Fuinnimh don Chóras Aeraithe Umar Aeróbach

De réir Cothromóidí (3) agus (4), ríomhadh an t-éileamh ar ocsaigin, ráta soláthair ocsaigine, agus cumhacht séidire do gach cainéal den umar aeróbach sa samhradh agus sa gheimhreadh, mar a thaispeántar iTábla 2. Bhí an t-éileamh iomlán ocsaigine ar an umar aeróbach sa gheimhreadh thart ar 34.91% níos airde ná sa samhradh, de bharr an COD a raibh tionchar níos airde aige_Cragus ualach truailleán nítrigine amóinia sa gheimhreadh i gcomparáid leis an samhradh. Laghdaíonn an t-éileamh ar ocsaigin i ngach limistéar den umar aeróbach de réir mar a dhíghrádaítear truailleáin insilteach feadh an chosáin. Tá an tiúchan truailleán is airde agus an tsubstráit leordhóthanach ag Crios 1, rud a fhágann go bhfuil gníomhaíocht mhiocróbach níos airde, mar sin is é an t-éileamh ocsaigine is airde. De réir mar a dhéantar truailleáin a dhíghrádú go leanúnach, laghdaítear an t-éileamh ar ocsaigine i gCrios 2 agus i gCrios 3 de réir a chéile. Sa samhradh, b'ionann comhréireanna éileamh ocsaigine na dtrí chrios 72.62%, 21.65%, agus 5.73% den éileamh iomlán ocsaigine umar aeróbach, faoi seach. Sa gheimhreadh, bhí na comhréireanna 72.84%, 24.53%, agus 2.63%, faoi seach. In imoibreoirí sloda gníomhachtaithe traidisiúnta, is é an t-éileamh ocsaigine ar an gcuid tosaigh ná 45% -55%, an t-alt lár 25% -35%, agus an t-alt cúil 15% -25%. Tá an t-ualach cóireála ag deireadh an umar aeróbach seo níos ísle ná na luachanna traidisiúnta. D'fhéadfaí an soláthar aeir ag an deireadh tosaigh a laghdú go cuí, rud a fhágann gur féidir roinnt truailleán a dhíghrádú sna hailt chúl.

I gcomparáid leis an tsamhraidh,tá éileamh ocsaigine an phróisis chóireála bitheolaíoch sa gheimhreadh níos airde, agus tá éifeachtacht aistrithe ocsaigine an chórais aeraithe mboilgeog fíneáil níos ísle, rud a fhágann go bhfuil gá le soláthar aeir níos airde. De réir sonraí oibriúcháin an WWTP, b'ionann rátaí soláthair aeir iomlán an séidire sa samhradh agus sa gheimhreadh 76.23 m³/h agus 116.70 m³/h, faoi seach. Bhí an soláthar aeir ab airde i gCrios 1, agus bhí an soláthar aeir i gCrios 2 agus i gCrios 3 comhchosúil ach níos ísle ná mar a bhí i gCrios 1. Bhí an soláthar ocsaigine sa samhradh 38.99% níos airde ná an t-éileamh ar ocsaigine, rud a léirigh go raibh poitéinseal coigilte fuinnimh suntasach ann. Sháraigh an soláthar ocsaigine i gCrios 2 agus i gCrios 3 araon an t-éileamh iarbhír ar ocsaigin. Bhí an soláthar ocsaigine sa gheimhreadh 7.07% níos airde ná an t-éileamh ocsaigine. Meaitseáladh an soláthar agus an t-éileamh ocsaigine i gCrios 1 agus i gCrios 2, agus tharla níos mó aeraithe i gCrios 3. Tá cumhacht séidire i gcomhréir leis an ráta soláthair aeir, mar atá i gcothromóid (6). Ba é tomhaltas cumhachta na séidirí sa samhradh agus sa gheimhreadh ná 85.21 kW agus 130.44 kW, faoi seach. Molann Henkel é sinlaghdaíonn méadú ar theocht an aeir cumhacht séidirí i gcórais aeraithe. Mar fhreagra ar na difríochtaí in éileamh ocsaigine i measc bealaí éagsúla, ba cheart go ndéanfadh WWTPanna bearta coigeartaithe aeraithe comhfhreagracha, amhail aerú barrchaolaithe. D'fhéadfadh sé seo a bheith i gceist leis na píopaí brainse soláthair aeir a oscailt go hiomlán ag an deireadh tosaigh, iad siúd a oscailt ag an deireadh lár leath bealaigh, agus na píopaí brainse ag an deireadh a choigeartú go dtí an oscailt íosta chunsábháil soláthar aeir agus tomhaltas fuinnimh aeraithe.

Agus éifeachtúlacht úsáide iarbhír na diffusers mboilgeog mín á chainníochtú tuilleadh, bhí an Éifeachtúlacht Aeraithe Caighdeánach (SAE) san umar aeróbach sa samhradh 2.57 kg O₂/kW·h, atá 32.29% níos airde ná sa gheimhreadh. Cruthaíonn éagsúlachtaí i gcáilíocht, cainníocht agus teocht an uisce insilteach idir an samhradh agus an geimhreadh éagsúlachtaí suntasacha in oibriú agus rialú an chórais aeraithe sa WWTP. Bhí dramhaíl fuinnimh níos déine sa samhradh ná sa gheimhreadh, agus bhain an córas aeraithe cothromaíocht éileamh níos fearr amach sa gheimhreadh. Ag cur san áireamh an ráta sreafa tionchair agus cáilíocht,d’fhéadfaí an soláthar aeir a laghdú go cuí sa samhradhagus cáilíocht eisilteach á chinntiú agus meascadh leordhóthanach san umar aeróbach. Sa gheimhreadh, chun an tionchar a bhíonn ag ualach truailleán ard-insluithe agus teocht íseal a mhaolú, ba cheart go n-áiritheofaí go leor aeraithe. Mar sin féin, tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara, le linn oibríocht fadtéarmach, go gcruinníonn truailleáin ar dhromchla agus taobh istigh de phiocháin an diffusers, ag blocáil na pores de réir a chéile, agus laghdóidh an éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine. Mura bhfuil glanadh diffuser tráthúil, is féidir go dtiocfadh soláthar ocsaigine neamhleor ón gcóras aeraithe, rud a dhéanann difear do cháilíocht an eisiltigh.

Úsáideann an WWTP straitéis rialaithe sreafa aeir DO{0} séidire. Is é sprioc an chórais rialaithe aeraithe timpeallacht DO cobhsaí a sholáthar do mhiocrorgánaigh san umar aeróbach agus comhlíonadh eisilteach a chinntiú. Mar sin féin, ní féidir leis an meicníocht aiseolais DO amháin measúnú a dhéanamh ar chumas coigilte fuinnimh an chórais aeraithe. Ligeann tástáil allamuigh ar fheidhmíocht aistrithe ocsaigine an chórais aeraithe ráta soláthair ocsaigine iarbhír an chórais aeraithe a ríomh go beacht agus cuireann sé síos ar a phatrún éagsúlachta feadh an chosáin. In éineacht le sonraí éilimh ocsaigine, cuireann sé seo ar chumas an chórais aeraithe a rialú go beacht chun cothromaíocht éilimh a bhaint amach agus an sprioc maidir le coigilt fuinnimh agus laghdú tomhaltais.

3. Conclúid

• Cuireann teochtaí uisce níos airde an tsamhraidh le gníomhaíocht nítriúcháin mhiocróbach agus dínitriú, rud a fhágann go mbíonn eisilteach COD Cr níos airde agus nítrigin amóinia sa gheimhreadh i gcomparáid leis an samhradh. Mar sin féin, mar gheall ar ualach hiodrálach níos ísle sa gheimhreadh ná sa samhradh, rinne an HRT leathnaithe san umar aeróbach agus dóthain aeraithe an tionchar diúltach a bhí ag teocht íseal ar nítriú a fhritháireamh. Mar sin, chomhlíon cáilíocht eisilteach sa samhradh agus sa gheimhreadh an caighdeán Grád A de GB 18918-2002.

• I gcomparáid leis an tsamhraidh, tá éileamh ocsaigine an phróisis chóireála bitheolaíoch sa gheimhreadh níos airde, tá éifeachtacht aistrithe ocsaigine an chórais aeraithe mboilgeog fíneáil níos ísle, rud a fhágann go bhfuil ráta soláthair aeir riachtanach níos airde agus éifeachtacht aeraithe níos ísle.

• Bhí an soláthar ocsaigine sa samhradh agus sa gheimhreadh 38.99% agus 7.07% níos airde ná an t-éileamh ar ocsaigin, faoi seach, rud a thugann le fios go bhféadfadh níos mó coigilte fuinnimh a bheith ann sa samhradh. Laghdaíonn tiúchan truailleán de réir a chéile ar feadh an umair aeróbach, fanann sé beagnach seasta ag an deireadh, agus tá an tiúchan DO ag an deireadh i bhfad níos airde ná mar atá ag an tosach. Léiríonn sé seo go dtuaslagann an chuid is mó den ocsaigin a sholáthraítear ag an deireadh isteach sa leacht measctha sloda agus nach n-úsáidtear í le haghaidh COD_Crocsaídiú agus ocsaídiú amóinia, rud a thugann le tuiscint níos mó ná-aerú. Dá bhrí sin, is féidir an soláthar aeir ag deireadh an umar aeróbach a laghdú go cuí agus cáilíocht eisilteach agus meascán leordhóthanach á chinntiú.