کیفیت پساب
1. مواد آلی اضافی
عواملی که عمدتاً بر کارایی تصفیه مواد آلی تأثیر می گذارند عبارتند از:
(1) مواد مغذی
به طور کلی، مواد مغذی مانند نیتروژن و فسفر در فاضلاب برای نیازهای میکروبی کافی و اغلب بیش از حد هستند. با این حال، زمانی که نسبت فاضلاب صنعتی نسبتاً زیاد است، نسبت کربن-نیتروژن-فسفر باید بررسی شود تا از مطابقت با استاندارد 100:5:1 اطمینان حاصل شود.
● در صورت کمبود نیتروژن، معمولاً نمک های آمونیوم اضافه می شود.
● در صورت کمبود فسفر، معمولاً اسید فسفریک یا فسفات ها اضافه می شود.
(2) pH
pH فاضلاب معمولاً خنثی است و از 6.5 تا 7.5 متغیر است. کاهش جزئی در pH ممکن است در اثر تخمیر بی هوازی در خط لوله فاضلاب ایجاد شود. افت قابل توجه pH در طول فصل بارندگی اغلب به دلیل باران اسیدی شهری، به ویژه در سیستم های فاضلاب ترکیبی است.
تغییر ناگهانی و زیاد pH، چه افزایش یا کاهش، معمولاً به دلیل تخلیه زیاد فاضلاب صنعتی ایجاد می شود. تنظیم pH فاضلاب معمولاً شامل افزودن هیدروکسید سدیم یا اسید سولفوریک است، اما این امر هزینه های تصفیه را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
(3) روغن و گریس
هنگامی که محتوای مواد روغنی در فاضلاب زیاد باشد، راندمان هوادهی تجهیزات هوادهی کاهش می یابد. بدون افزایش هوادهی، راندمان تصفیه کاهش می یابد، اما افزایش هوادهی ناگزیر هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد.
محتوای بالای روغن همچنین عملکرد ته نشینی لجن فعال را کاهش می دهد و در موارد شدید می تواند باعث حجیم شدن لجن شود که منجر به فراتر رفتن استانداردهای جامدات معلق (SS) در پساب می شود. برای نفوذ با محتوای روغن بالا، تجهیزات حذف روغن باید در مرحله پیش تصفیه اضافه شود.
(4) دما
دما طیف وسیعی از اثرات را بر فرآیند لجن فعال دارد.
● ابتدا بر فعالیت میکروبی تأثیر می گذارد. در فصل زمستان اگر اقدامات کنترلی انجام نشود، راندمان درمان کاهش می یابد.
● دوم، بر عملکرد جداسازی در مخازن ته نشینی ثانویه تأثیر می گذارد. برای مثال، تغییرات دما میتواند باعث ایجاد جریانهای چگالی و اتصال کوتاه- شود. دمای پایین باعث افزایش ویسکوزیته لجن و کاهش عملکرد ته نشینی می شود.
● سوم، دما بر راندمان هوادهی تأثیر می گذارد. در تابستان، دمای بالاتر، اشباع اکسیژن محلول را کاهش میدهد و انتقال اکسیژن را دشوارتر میکند و راندمان هوادهی را کاهش میدهد. همچنین چگالی هوا را کاهش می دهد، بنابراین برای حفظ هوای یکسان، باید حجم هوا را افزایش داد.
2.TP (فسفر کل) فراتر از استانداردها
حذف بیولوژیکی فسفر به ارگانیسم های انباشته کننده پلی فسفات (PAOs) متکی است که در شرایط بی هوازی فسفر آزاد می کنند و در شرایط هوازی فسفر اضافی را جذب می کنند. فسفر با تخلیه{2}}لجن اضافی فسفر غنی میشود. علل بیش از حد استاندارد TP پساب عبارتند از:
(1) دما
دما بر حذف فسفر کمتر از حذف بیولوژیکی نیتروژن تأثیر می گذارد. در محدوده معینی، حذف بیولوژیکی فسفر با وجود تغییرات متوسط دما با موفقیت انجام می شود. آزمایشها نشان میدهند که حذف فسفر در دمای بالای 10 درجه ترجیح داده میشود، زیرا PAOs در دماهای پایین کندتر رشد میکنند.
(2) مقدار pH
بین pH 6.5 و 8.0، محتوای فسفر و نرخ جذب میکروارگانیسمهای پلی فسفات ثابت میماند. هنگامی که PH به زیر 6.5 می رسد، جذب فسفر به شدت کاهش می یابد. افت ناگهانی pH باعث افزایش سریع غلظت فسفر در مناطق هوازی و بی هوازی می شود. هر چه افت pH بیشتر باشد، فسفر بیشتری آزاد می شود. این انتشار یک پاسخ فیزیولوژیکی یا بیوشیمیایی PAOs نیست، بلکه یک اثر "انحلال اسید" کاملا شیمیایی است. آزادسازی بی هوازی بزرگتر فسفر به دلیل افت pH منجر به جذب هوازی کمتر فسفر می شود که نشان می دهد آزادسازی مخرب و بی اثر است. جذب جزئی فسفر با افزایش pH اتفاق می افتد.
(3) اکسیژن محلول (DO)
هر میلیگرم اکسیژن مولکولی میتواند 1.14 میلیگرم COD زیست تخریبپذیر را مصرف کند و رشد PAO را مهار کند و حذف فسفر را با مشکل مواجه کند. منطقه بی هوازی باید DO کم داشته باشد تا به تخمیر اسیدی توسط بی هوازی ها کمک کند، باعث آزاد شدن فسفر توسط PAO ها شود و مصرف مواد آلی تجزیه پذیر را کاهش دهد و PAO ها را قادر به سنتز PHB بیشتری کند. برعکس، منطقه هوازی برای حمایت از PAO در تجزیه PHB ذخیره شده برای به دست آوردن انرژی برای جذب فسفات محلول از فاضلاب و سنتز پلی فسفات درون سلولی، به DO بالاتری نیاز دارد. DO باید کمتر از 0.3 میلی گرم در لیتر در مناطق بی هوازی و بالای 2 میلی گرم در لیتر در مناطق هوازی کنترل شود تا از آزادسازی بی هوازی موثر فسفر و جذب هوازی اطمینان حاصل شود.
(4) نیتروژن نیترات در مخزن بی هوازی
نیتروژن نیترات در منطقه بی هوازی، سوبستراهای آلی را مصرف می کند و از آزادسازی فسفر PAOها جلوگیری می کند و بنابراین بر جذب فسفر در شرایط هوازی تأثیر می گذارد. همچنین نیتروژن نیترات با نیترات زدایی باکتری ها به عنوان گیرنده های الکترون برای نیترات زدایی استفاده می شود، که با فرآیندهای تخمیر تولید اسیدهای مورد نیاز برای متابولیسم فسفر PAO، سرکوب آزادسازی، جذب و سنتز PHB فسفر PAO تداخل می کند. هر میلی گرم نیتروژن نیترات 2.86 میلی گرم COD زیست تخریب پذیر مصرف می کند که باعث سرکوب آزاد شدن فسفر بی هوازی می شود. به طور معمول، نیتروژن نیترات زیر 1.5 میلی گرم در لیتر کنترل می شود.
(5) عصر لجن
حذف فسفر عمدتاً با تخلیه لجن اضافی حاصل می شود. بنابراین، مقدار لجن اضافی راندمان حذف را تعیین می کند. سن لجن به طور مستقیم بر حجم تخلیه لجن و جذب فسفر تأثیر می گذارد. سن کمتر لجن حذف فسفر را با افزایش تخلیه لجن اضافی و حذف فسفر سیستم بهبود می بخشد و فسفر را در پساب ته نشینی ثانویه کاهش می دهد. با این حال، حذف بیولوژیکی نیتروژن و فسفر به سن لجن کافی برای نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی رشد باکتری ها نیاز دارد که اغلب حذف فسفر را رضایت بخش نمی کند. به طور کلی سن لجن در سیستم های حذف فسفر بین 3.5 تا 7 روز کنترل می شود.
(6) نسبت COD/TP
در حذف بیولوژیکی فسفر، نوع و مقدار بسترهای آلی در مرحله بی هوازی و نسبت مواد مغذی مورد نیاز میکروب ها به فسفر موجود در فاضلاب، به شدت بر راندمان حذف تأثیر می گذارد. بسترهای مختلف باعث آزادسازی و جذب فسفر متفاوت می شوند. مواد آلی با وزن مولکولی کم و به راحتی قابل تجزیه (مانند اسیدهای چرب فرار) به راحتی توسط PAOها برای آزادسازی پلی فسفات ذخیره شده و القای آزادسازی فسفر به شدت مورد استفاده قرار می گیرند. مواد آلی با وزن مولکولی بالا و سخت-تخریب- باعث آزاد شدن فسفر ضعیف تری می شود. هر چه آزادسازی فسفر به صورت بی هوازی کامل تر باشد، جذب فسفر در هوازی بیشتر می شود. PAO ها از انرژی حاصل از آزادسازی فسفر بی هوازی برای جذب مواد آلی کم مولکولی برای بقا در شرایط بی هوازی استفاده می کنند. از این رو، مواد آلی کافی (COD/TP> 15) برای بقای PAO و حذف ایده آل فسفر ضروری است.
(7) COD زیست تخریب پذیر (RBCOD)
مطالعات نشان میدهد که سوبستراهایی مانند اسید استیک، پروپیونیک و فرمیک منجر به نرخ آزادسازی فسفر بالا میشوند که به غلظت لجن فعال و ترکیب میکروبی بستگی دارد، نه غلظت سوبسترا. چنین رهاسازی فسفر از سینتیک- مرتبه صفر پیروی می کند. قبل از اینکه PAO ها بتوانند آنها را متابولیزه کنند، سایر مواد آلی باید به این مولکول های کوچک تبدیل شوند.
(8) گلیکوژن
گلیکوژن یک پلی ساکارید شاخه ای بزرگ است که از واحدهای گلوکز تشکیل شده و به عنوان ذخیره انرژی درون سلولی عمل می کند. در PAO ها، گلیکوژن در محیط های هوازی تشکیل می شود و انرژی متابولیزه شده در شرایط بی هوازی را برای تولید NADH (پیش ساز برای سنتز PHA) ذخیره می کند و انرژی متابولیکی را فراهم می کند. هوادهی بیش از حد یا اکسیداسیون بیش از حد باعث کاهش گلیکوژن در PAO می شود و باعث کمبود NADH در شرایط بی هوازی و حذف ضعیف فسفر می شود.
(9) زمان نگهداری هیدرولیک (HRT)
در سیستمهای حذف بیولوژیکی نیتروژن و فسفر شهری که به خوبی کار میکنند، آزادسازی و جذب فسفر معمولاً به 1.5-2.5 ساعت و 2.0-3.0 ساعت نیاز دارد. آزادسازی فسفر تا حدودی حیاتی تر است. بنابراین، HRT بی هوازی از نزدیک نظارت می شود. HRT بی هوازی خیلی کوتاه از آزادسازی کافی فسفر و تجزیه مواد آلی به اسیدهای چرب کم جلوگیری می کند. بیش از حد طولانی هزینه و عوارض جانبی را افزایش می دهد. آزادسازی و جذب فسفر به هم مرتبط هستند: آزادسازی بی هوازی کافی جذب هوازی را بهبود می بخشد و بالعکس و یک چرخه مثبت ایجاد می کند. داده های عملیاتی HRT های مناسب را به عنوان 1h15m-1h45m بی هوازی و 2h-3h10m هوازی نشان می دهد.
(10) نسبت بازگشت (R)
در فرآیندهای A/O (بیهوازی/هوازی)، حفظ اکسیژن محلول کافی در لجن فعالی که از مخزن هوادهی به مخزن تهنشینی ثانویه بازمیگردد، برای جلوگیری از انتشار فسفر بیهوازی در مخزن دوم ضروری است. بدون حذف سریع لجن، لایه های لجن ضخیم علیرغم DO بالا باعث آزادسازی فسفر بی هوازی می شوند. بنابراین، نسبت بازگشت نباید خیلی کم باشد و تخلیه سریع لجن از مخازن ته نشینی را تضمین می کند. نسبت بازگشت بیش از حد بالا باعث افزایش مصرف انرژی و کاهش زمان نگهداری لجن در مخزن هوادهی می شود و حذف BOD5 و فسفر را مختل می کند. نسبت بازگشت بهینه بین 50 تا 70 درصد است.
3.تجهیزات مکانیکی و الکتریکی
عملکرد پایدار تصفیه فاضلاب و لجن به تجهیزات مکانیکی و الکتریکی قابل اعتماد بستگی دارد که بر مصرف انرژی کارخانه نیز تأثیر می گذارد.
(1) دستگاه صفحه نمایش نوار
اولین گام در تصفیه، مستعد خطاهایی است که می تواند جریان فاضلاب را متوقف کند. مسائل رایج:
گیر کردن ناشی از سایش یاتاقان یا خرابی مکانیکی. نیاز به روغن کاری و بازرسی منظم دارد.
انسداد توسط الیاف، کیسه های پلاستیکی باعث کاهش جریان و سرریز می شود. نیاز به ارتقاء فنی یا تمیز کردن دستی دارد.
(2) پمپ های بالابر
اغلب پمپ های شناور. پروانه پمپ و شکاف حلقه مهر و موم می تواند توسط زباله مسدود شود و باعث کاهش آب بندی و راندمان شود و باعث خرابی موتور شود. بازرسی منظم، چرخش پمپ و بهبود عملکرد صفحه نمایش نوار توصیه می شود.
طراحی سیستم ورودی و جمعآوری متغیر نیازمند پمپهایی است که در شیبهایی با پمپهای-سرعت و متغیر- ثابت مرتب شدهاند تا نوسانات را به خوبی مدیریت کنند.
(3) دمنده ها
کلید و انرژی{0}}تجهیزات فشرده. پارامترها شامل جریان هوا، فشار، مصرف برق و نویز هستند. دمنده های گریز از مرکز معمولا با مزایایی نسبت به دمنده های Roots در کارایی، طول عمر، نویز و پایداری استفاده می شوند. کنترل فرکانس متغیر و پیکربندی های متعدد دمنده، مصرف انرژی را بهینه می کند.
نگهداری منظم کولرهای روغن، فیلترها و اطمینان از کیفیت مناسب روغن برای جلوگیری از امولسیون شدن و گرم شدن بیش از حد ضروری است.
(4) سرهای هوادهی
عمدتاً غشاهای ریز متخلخل (دیسک، گنبد، صفحه، انواع لوله). گرفتگی و پیری لاستیک راندمان انتقال اکسیژن را کاهش می دهد. تمیز کردن منظم با اسید فرمیک یا هوای با فشار بالا با رعایت اقدامات احتیاطی لازم است. دریچه های تخلیه باید به طور منظم برای حذف میعانات باز شوند. دیفیوزرهای شدیدا گرفتگی یا آسیب دیده باید تعویض شوند.
(5) تجهیزات حذف لجن
برخی از فرآیندها فاقد مخازن ته نشینی ثانویه هستند (مانند SBR، UNITANK)، که باعث قیف شدن لایه لجن و تخلیه ناکافی لجن، افزایش مصرف انرژی و مواد شیمیایی می شود. تخلیه لجن متناوب یا چند نقطه ای توصیه می شود. نگهداری منظم دستگاه های اسکراپر و مکنده در مخازن ته نشینی ضروری است.
(6) ماشین آلات آبگیری
دو نوع اصلی: سانتریفیوژ و تسمه فیلتر پرس.
4. سانتریفیوژ:
غلظت لجن، سرعت تغذیه، اختلاف سرعت، دوز پلیمر روی جامدات کیک، SS فیلتر و بازیابی را در نظر بگیرید.
دیفرانسیل سرعت بزرگتر ماندگاری لجن را کوتاه می کند، رطوبت را افزایش می دهد و مواد جامد را فیلتر می کند.
دیفرانسیل کوچکتر جداسازی را بهبود می بخشد اما خطر گرفتگی را دارد.
دوز پلیمر و نرخ تغذیه را برای بهینه سازی تنظیم کنید.
مسائل رایج:آلارم های ناشی از شستشوی ناکافی، گرمای بیش از حد یاتاقان در اثر انسداد روغن کاری، آلارم موتور از مبدل فرکانس و تخلیه نشدن لجن به دلیل لخته های کوچک لجن به ویژه در فصول بارانی. پارامترهای عملیاتی را برای کاهش تنظیم کنید.
پرس فیلتر کمربند:
لجن فشرده و بریده شده بین دو تسمه که از روی غلتک ها عبور می کند تا آب را خارج کند.
نقاط عملیاتی و نگهداری شامل توزیع یکنواخت لجن، خراشهای نرم، سیستمهای تمیز کردن نازل، ردیابی خودکار تسمه و محافظهای اینترلاک است.
مشکلات رایج: لغزش تسمه، انحراف تسمه، گرفتگی، و مواد جامد کیک بیشتر به دلیل بارگذاری بیش از حد، کشش نامناسب، غلطک های آسیب دیده و پلیمر اضافی کاهش می یابد. تنظیم و تمیز کردن منظم ضروری است.
ابزارهای نظارتی
ناخالصی زیاد و محیط خشن باعث خطاهای اندازه گیری مکرر یا آسیب به آنالایزرهای آنلاین می شود که بر کنترل و اتوماسیون تأثیر می گذارد.
واحدهای پیش تصفیه نمونه آب و آنالایزرهای متناسب با محدوده غلظت ضروری هستند. تجهیزات بزرگ باید دارای سیستم های کنترلی سازگار با اتوماسیون کارخانه برای کاهش هزینه های ارتباطی باشند.
مراحل نگهداری شامل قطعات یدکی برنامه ریزی شده، کالیبراسیون منظم، تمیز کردن و تعویض مواد مصرفی است.
حفاظت در برابر صاعقه برای دستگاه های خارج از منزل به دلیل برخورد مکرر صاعقه در کارخانه های فاضلاب بسیار مهم است. عدم حفاظت منجر به هزینه های تعمیر و خطرات عملیاتی بالا می شود.