Vek kalu, teplota vody a BSK v odpadovej vode5

V priemysle čistenia odpadových vôd často hovoríme o veku kalu (θc), teplote vody a odpadovej vode BSK5 (Se), ale len málokto dokáže skutočne vysvetliť vzťah medzi týmito tromi. V skutočnosti tieto tri parametre tvoria jadro „zlatého trojuholníka“ ovplyvňujúceho stabilitu biologických systémov. Vek kalu určuje „priemernú životnosť“ mikroorganizmov v systéme; teplota vody riadi „účinnosť“ mikroorganizmov; a odpadová voda OD5 (Se) priamo odráža "výkaznú kartu" systému o konečnom spracovaní. S blížiacou sa zimou a poklesom teplôt vody v čistiarňach odpadových vôd v rôznych regiónoch sa tento článok, založený na empirických vzorcoch odvodených z prispôsobených prevádzkových kriviek viacerých čistiarní odpadových vôd, ponorí do kvantitatívneho vzťahu medzi týmito tromi faktormi na referenčné účely pri úprave zásobovania vodou.

Na základe dlhodobých{0}} prevádzkových údajov z viacerých čistiarní odpadových vôd sa pomocou prekladania krivky získali empirické korelácie medzi vekom kalu (θc) a BSK5 (Se) v rôznych teplotných rozsahoch. Tieto vzorce demonštrujú jasný trend: vyššie teploty a silnejšia mikrobiálna aktivita majú za následok nižšie BSK5 v odpade pri rovnakom veku kalu; nižšie teploty sťažujú splnenie noriem systému.

Vzťahy medzi rôznymi teplotnými rozsahmi sú uvedené nižšie.

1. Teplota nad 25 stupňov

Kde: r označuje korelačný koeficient, zvyčajne Pearsonov korelačný koeficient, ktorý sa používa na meranie sily lineárnej korelácie medzi dvoma premennými.

2. Teplota 20~25 stupňov

3. Teplota 15~20 stupňov

4. Teplota pod 15 stupňov

Vzor 1: Nižšie teploty vedú k vyššiemu BSK5 v odpade – dokonca aj pri rovnakom veku kalu

Napríklad: Predpokladajme, že systém funguje v θc=10 dní, pričom do vzorcov uvedených vyššie sa nahradí:

Viac ako 25 stupňov: Se ≈ 2,1 mg/l

15-20 stupňov: Se ≈ 3,2 mg/l

Menej ako 15 stupňov: Se ≈ 4,0 mg/l

Výsledky výpočtov ukazujú, že rozdiel v koncentrácii organických látok v odpade môže byť viac ako dvojnásobný. Dôvod je jednoduchý: pri nízkych teplotách sa mikrobiálna metabolická aktivita oslabuje, miera využitia substrátu klesá, čo vedie k „nedostatočnej kapacite spracovania“ pri rovnakom veku kalu.

Vzor 2: Se a θc majú negatívny exponenciálny vzťah-predĺženie veku kalu vždy zlepšuje odpadovú vodu, ale zlepšenie sa postupne znižuje. Všetky exponenty vo vzorci sú záporné (-0,744, -0,674, -0,519, -0,554), čo naznačuje, že: zvýšenie θc → zníženie Se, ale exponent je menší ako 1; zdvojnásobenie θc nezníži Se na polovicu pôvodnej hodnoty. To znamená, že po predĺžení veku kalu do určitej miery má ďalšie zvyšovanie θc obmedzený účinok a spôsobí problémy, ako je starnutie kalu, zvýšená spotreba kyslíka a horšie vlastnosti pri usadzovaní kalu.

Preto dlhší vek kalu nie je vždy lepší; treba nájsť optimálnu rovnováhu.

Vzor 3: Korelačný koeficient r v zóne nízkej-teploty je nižší, čo naznačuje zvýšenú nestabilitu systému.

V rozmedzí 15–20... V štádiách pod 15 stupňov (r=0.55) a pod 15 stupňov (r=0.64) je BSK5 v odpade výraznejšie ovplyvnený kolísaním teploty. To naznačuje, že pri nízkych-teplotách sú mikroorganizmy citlivejšie na zmeny prostredia; systém je náchylnejší na kolísanie rozpusteného kyslíka a záťaže; a odpadová voda je nestabilnejšia, čo si vyžaduje jemnejšiu kontrolu.

1. Počas zimy vopred zvýšte vek kalu
V severných mestách môže teplota vody v zime klesnúť na 10–13 stupňov. V tomto čase sa odporúča zvýšiť θc na 12–18 dní, aby sa vyrovnalo zníženie mikrobiálnej aktivity spôsobené nízkymi teplotami. Ak sa vek kalu udržiava na 8–10 dňoch v lete, odpadová voda je náchylná na zhoršenie kvality.

2. Znížte vek kalu v lete, aby ste zvýšili kapacitu spracovania systému
Keď je teplota vody vyššia ako 25 stupňov , v dôsledku vysokej mikrobiálnej aktivity sa vek kalu môže primerane skrátiť na 6–8 dní, aby sa zvýšila nosnosť-systému a znížil sa objem kalu. To je tiež dôvod, prečo mnohé čistiarne odpadových vôd zažívajú v lete „veľké vypúšťanie kalu a jednoduchú obsluhu systému“.

3. Túto metódu možno použiť na diagnostiku procesu-určenia, či sú odchýlky odtoku spôsobené vekom alebo teplotou kalu.

Keď sa BSK5 v odpadovej vode zvýši, na určenie príčiny možno použiť nasledujúce kroky:

(1) Vypočítajte prúd θc;

(2) Vyberte zodpovedajúci vzorec založený na teplote vody na výpočet teoretického Se;

(3) Porovnajte teoretickú hodnotu so skutočnou hodnotou: Ak je skutočná hodnota oveľa vyššia ako teoretická hodnota, znamená to záťažový šok, nedostatok rozpusteného kyslíka alebo toxické látky; ak je skutočná hodnota blízka teoretickej hodnote, ale mierne vyššia, znamená to nedostatočný vek kalu alebo príliš nízku teplotu.

Toto je najčastejšie používaná „metóda rýchlej diagnostiky“ prevádzkovými inžiniermi.

Mnoho ľudí je zvyknutých posudzovať prevádzku čistiarní odpadových vôd na základe skúseností, ale skúsenosti potrebujú podporu údajov a tieto empirické vzorce poskytujú najintuitívnejší kvantitatívny základ. Hovoria nám, že: vek kalu nie je svojvoľne nastavený a je potrebné ho prispôsobiť teplote; nízka teplota je najväčšou výzvou pre biologické systémy a opatrenia by sa mali prijať vopred; za zmenami BSK5 v odpadovej vode je celková reakcia mikrobiálneho ekosystému na životné prostredie. Pochopenie „vzťahu zlatého trojuholníka“ medzi vekom kalu, teplotou vody a odpadovou vodou BSK5 je nevyhnutné na dosiahnutie skutočne rafinovaného riadenia prevádzky zameraného na mikroorganizmy.