Kvalita odpadových vôd
SS: Suspendované tuhé látky, všeobecne merané v mg/l. Všeobecne sa to týka hmotnosti tuhých látok v zadržanom materiáli po filtrovaní vzorky vody cez filtračný papier a jej vysušenie pri 105 stupňoch na konštantnú hmotnosť.
CHSK: Chemický dopyt po kyslíku, všeobecne meraný v mg/l. CHSK sa meria pomocou silného oxidantu (dichromát draselný sa v mojej krajine legálne vyžaduje) na oxidovanie organických látok do CO2 a H2O za kyslých podmienok. COD je vyjadrená ako CODCR, zvyčajne COD. Výhody COD: presne naznačuje obsah organických látok v odpadovej vode, vyžaduje iba niekoľko hodín na meranie a nie je ovplyvnená kvalitou vody. Vyššia treska naznačuje závažnejšiu organickú kontamináciu vo vode.
BOD: Biochemický dopyt po kyslíku, všeobecne meraný v mg/l. Toto je množstvo rozpusteného kyslíka spotrebovaného mikrobiálnym rozkladom organických znečisťujúcich látok.
NH3-N: Dusík amoniaku, všeobecne meraný v mg/l. Dusík amoniaku sa vzťahuje na dusík vo vode vo forme voľného amoniaku (NH₃) a iónov amónnych (NH₄⁺).
TP: Celkový fosfor, všeobecne meraný v mg/l. Zlúčeniny fosforu v odpadovej vode sa dajú rozdeliť na organický a anorganický fosfor.
Počet koliformných: počet koliformných baktérií na liter vzorky vody, merané v bunkách/l.
Celkový počet baktérií: Celkový počet koliformných baktérií, patogénov, vírusov a iných baktérií, vyjadrený ako celkový počet bakteriálnych kolónií na mililiter vzorky vody.
Bežné základné koncepty
Anaeróbny: Environmentálny stav, v ktorom nie je počas biologického čistenia odpadových vôd prítomný ani rozpustený kyslík ani dusík dusíka. Rozpustený kyslík je pod 0,2 mg/l.
Anoxický: Environmentálny stav, v ktorom je rozpustený kyslík nedostatočný alebo neprítomný, ale dusík dusíka je prítomný počas biologického čistenia odpadových vôd. Rozpustený kyslík je približne 0,2-0,5 mg/l.
Aeróbny: Environmentálny stav, pri ktorom je počas biologického čistenia odpadových vôd prítomný rozpustený kyslík alebo dusík dusíka. Rozpustený kyslík je nad 2,0 mg/l.
Ozdialenosť: Proces nútenia iba kyslíka zo vzduchu do kvapaliny, konkrétne na získanie dostatočného rozpusteného kyslíka. Aerrácia tiež zabraňuje potápaniu suspendovaných tuhých látok a zvyšuje kontakt medzi organickými látkami, mikroorganizmami a rozpusteným kyslíkom v nádrži, čím sa zabezpečuje dostatočný rozpustený kyslík na mikroorganizmy na oxidovanie a rozkladanie organických látok v odpadovej vode.
Aktivovaný kal: kal - Podobne ako flokulentná látka tvorená rôznymi organizmami, ako sú baktérie, huby, protozoa a metazoany, a anorganické látky, ako sú kovové hydroxidy. Vykazuje vynikajúcu adsorpciu, flokuláciu, biooxidáciu a biosyntézu.
Proces aktivovaného kalu: metóda čistenia odpadových vôd, ktorá využíva koaguláciu, adsorpciu, oxidáciu, rozklad a zrážanie aktivovaného kalu v odpadovej vode na odstránenie organických znečisťujúcich látok.
Proces biofilmu: Metóda čistenia odpadových vôd, ktorá vystavuje odpadovú vodu biofilmu pestovanej na pevnej podpornej ploche a využíva biofilm na degradáciu alebo transformáciu organických znečisťujúcich látok v odpadovej vode.
Flotácia: Flotácia zahŕňa zavedenie alebo generovanie veľkého počtu jemných bublín do vody, čo spôsobuje, že sa pripájajú k suspendovaným časticám, čo vedie k hustote nižšej ako hustota vody. Vztlak núti častice plávať na povrch, čím sa dosiahne pevná separácia kvapaliny. Metódy generovania mikrobublidov zahŕňajú prevzdušňovanie a rozpustený vzduch.
Koagulácia: Účelom koagulácie je pridať látky (koagulanty alebo flokulanty) do vody, aby spôsobili ťažké - do - koloidné častice koloidných častíc na agregáciu a rásť do veľkosti, kde sa môžu prirodzene vyrovnať. Tento proces sa nazýva koagulácia - sedimentácia.
Filtrácia: Pri úrade vody sa filtrácia vo všeobecnosti týka procesu objasnenia vody zachytením suspendovanej hmoty pomocou granulovanej plniva, ako je napríklad kremeňový piesok. Filtrácia primárne odstraňuje suspendované alebo koloidné látky z vody, najmä účinne odstraňovanie častíc a baktérií, ktoré nemožno odstrániť sedimentačnými technikami. Má tiež určitý stupeň účinnosti pri odstraňovaní tresky a BOD.
Sedimentácia: Proces odstraňovania suspendovanej hmoty z vody využitím rozdielu hustoty medzi zavesenou hmotou a usadením vody a gravitáciou.
Bežne používané chemikálie
PAC: polyaluminum chlorid
Herdic Soda: Naoh
Slaked Lime: CA (OH) 2
Rýchle vápno: CAO
PAM: polyakrylamid
Soda Ash: Na2Co3
Metódy čistenia odpadových vôd
1. Proces aktivovaného kalu
1. Tradičný proces aktivovaného kalu (všeobecne sa týka procesu aeróbnej odpadovej vody).
2. A/O proces
A/O znamená anoxický/oxický. Jeho výhody spočívajú nielen v degradácii organických znečisťujúcich látok, ale aj odstraňovaním dusíka a fosforu. Využíva technológiu anaeróbnej hydrolýzy ako predbežnú liečbu pre aktivovaný kal, vďaka čomu je proces A/O vylepšeným procesom aktivovaného kalu.
Základný princíp: Proces A/O spája anoxickú sekciu a aeróbnu sekciu v sérii. Rozpustený kyslík (Do) v sekcii A nie je viac ako 0,2 mg/l, zatiaľ čo DO v sekcii O je 2 - 4 mg/l. V anoxickej zóne hydrolyzované znečisťujúce látky, ako sú škrob, vláknina a uhľohydráty, ako aj rozpustné organické látky, rozdeľujú veľké organické molekuly na malé organické látky na rozpustné organické látky a premieňajú rozpustné organické látky na rozpustné organické látky na rozpustné organické látky na rozpustné organické látky. Keď tieto produkty anoxickej hydrolýzy vstupujú do aeróbnej nádrže na aeróbne ošetrenie, zlepšujú biologicky odbúrateľnosť odpadovej vody a zvyšujú účinnosť kyslíka. V anoxickej zóne heterotrofné baktérie amonifikujú znečisťujúce látky, ako sú bielkoviny a tuky (N na organických reťazcoch alebo aminokyselinách v aminokyselinách), uvoľňujúc amoniak (NH3, NH 4+). Pri dostatočnom prívode kyslíka autotrofické baktérie nitifikujú a oxidujú NH3-N (NH 4+) na NO3-, ktorý sa vracia do tank A cez refluxnú kontrolu. Za anoxických podmienok denitrifikácia heterotrofnými baktériami redukuje NO3- na molekulárny dusík (N2), dokončuje ekologický cyklus C, N a O a dosahuje neškodné čistenie odpadových vôd. Hlavné procesy Nevýhody: Anoxická nádrž je umiestnená na prvom mieste, čo umožňuje využívanie organických uhlíkov v odpadovej vode denitrifikačnými baktériami, čím sa znižuje organické zaťaženie v následnej aeróbnej nádrži. Alkalita generovaná denitrifikačnou reakciou môže kompenzovať požiadavku alkality na nitrifikáciu v aeróbnej nádrži. Prítomnosť aeróbnej nádrže po anoxickej nádrži ďalej odstraňuje organické znečisťujúce látky zostávajúce z denitrifikácie, čím sa zlepšuje kvalita odpadových vôd. Miera odstraňovania BOD5 je vysoká, dosahuje viac ako 90-95%, ale odstránenie dusíka a fosforu je o niečo menej účinné, pričom účinnosť odstraňovania dusíka 70-80%a odstránenie fosforu iba 20-30%. Napriek tomu zostáva proces A/O široko prijatým procesom kvôli jeho jednoduchosti a výhodám. Anoxické a aeróbne nádrže môžu byť tiež kombinované, oddelené usmerňovacími prostriedkami, čím sa znižujú stavebné náklady. Táto konfigurácia je preto vhodná na dodatočné vybavenie existujúcich prevzdušňovacích nádrží plug-flow.
Ovplyvňujúce faktory: Proces A/O si vyžaduje kontrolovanú prevádzku, aby sa zabránilo hromadeniu a strate kalu. Miera degradácie organickej hmoty je vysoká (90-95%), ale jeho nevýhodou je zlé odstránenie dusíka a fosforu. Ak je koncentrácia fosforu v surovej odpadovej vode menšia ako 3 mg/l, je vhodný proces A/O. Aby sa zlepšila účinnosť denitrifikácie, proces A/O predovšetkým riadi niekoľko faktorov:
1) MLSS by mal byť vo všeobecnosti nad 3000 mg/l. Pod touto hodnotou je účinnosť denitrifikácie systému A/O výrazne znížená.
2) Pomer zaťaženia TKN/MLSS (TKN, Kjeldahl dusík sa týka súčtu amoniakového dusíka a organického dusíka vo vode): Počas nitrifikácie by tento pomer zaťaženia mal byť pod 0,05 GTKN/(GMLSS · D).
3) Pomer zaťaženia BOD5/MLSS: Počas nitrifikácie je primárnym faktorom ovplyvňujúcim nitrifikáciu prítomnosť a aktivita nitrifikujúcich baktérií. Minimálna špecifická rýchlosť rastu autotrofických nitrifikačných baktérií je 0,21/d, zatiaľ čo minimálny špecifický rast rastu heterotrofických aeróbnych baktérií je 1,2/d. Prvý má oveľa nižšiu špecifickú mieru rastu ako druhý. Aby nitrifikačné baktérie prežili a dominovali, vek kalu musí byť väčší ako 4,76 dní. Avšak pre heterotrofné aeróbne baktérie je vek kalu iba 0,8 dní. V tradičných procesoch aktivovaných kalov, pretože vek kalu je iba 2 až 4 dni, nitrifikačné baktérie nemôžu prežiť a dominovať, a preto nemôžu dokončiť nitrifikáciu.
Na podporu rastu nitrifikačných baktérií je potrebné zvýšiť koncentráciu MLSS alebo objem prevzdušňovacej nádrže na zníženie organického zaťaženia, čím sa zvyšuje vek kalu. Rýchlosť zaťaženia kalu (BOD5/MLSS) by mala byť nižšia ako 0,18 kgbod5/kgmlss · d.
4) Vek kalu (TS): Na udržanie dostatočného počtu nitrifikačných baktérií v nitrifikačnej nádrži, aby sa zabezpečilo hladkú nitrifikáciu, mal by byť vek kalu trikrát viac nitrifikujúcich časov baktérií. Priemerná doba výroby nitrifikačných baktérií je približne 3,3 dňa (pri 20 stupňoch).
Ak je teplota zimnej vody 10 stupňov a čas na výrobu nitrifikujúcich baktérie je 10 dní, navrhovaný vek kalu by mal byť 30 dní.
5) Celková koncentrácia dusíka vo vplyve odpadovej vody: TN by mala byť menšia ako 30 mg/l. Nadmerne vysoké koncentrácie NH3-N budú inhibovať rast nitrifikačných baktérií a znížiť mieru denitrifikácie pod 50%.
6) Pomer recirkulácie zmiešaného alkoholu: Hodnota R priamo ovplyvňuje účinnosť denitrifikácie. Zvýšenie R sa zvyšuje miera denitrifikácie, ale zvýšenie R zvyšuje spotrebu energie a prevádzkové náklady.
7) Anoxická nádrž BOD5/Nox - n pomer: H> 4, aby sa zabezpečilo dostatočný pomer uhlíka/dusíka; V opačnom prípade miera denitrifikácie rýchlo klesne. Hodnota BOD5 vstupujúca do nitrifikačnej nádrže by sa však mala riadiť pod 80 mg/l. Ak je koncentrácia BOD5 príliš vysoká, heterotrofné baktérie sa rýchlo vynásobia, inhibujú rast autotrofických baktérií a stagnujúce nitrifikačnú reakciu.
8) Nitrifikačná nádrž rozpustená kyslík: Do> 2 mg/l. Vo všeobecnosti by sa na primeranú dodávku kyslíka mali udržiavať na 2 až 4 mg/l, aby sa uspokojilo dopyt po nitrifikácii kyslíka. Výpočty ukazujú, že na oxidáciu 1 g nh4+. sa vyžaduje 4,57 g kyslíka
9) Hydraulická retenčná doba: Čas retencie nitrifikačnej reakcie by mal byť> 6 hodín; Zatiaľ čo hydraulická retenčná doba denitrifikácie by mala byť 2 hodiny, s pomerom 3: 1. V opačnom prípade sa účinnosť denitrifikácie rýchlo zníži.
10) PH: Proces nitrifikácie produkuje HNO₃, ktorý znižuje pH zmiešaného roztoku. Nitrifikačné baktérie sú veľmi citlivé na pH, pričom optimálne pH pre nitrifikáciu je 8,0 - 8.4. Na udržanie vhodného pH by sa mali prijať vhodné opatrenia. Výpočty ukazujú, že približne 7,1 g alkality (vypočítané ako Caco₃) je potrebných na úplné nitrifikácie 1G dusíka amoniaku (NH₃ - n). Alkalita generovaná denitrifikáciou (3,75 g alkality/g no₃-n) kompenzuje približne polovicu alkality spotrebovanej nitrifikáciou. Optimálne pH pre denitrifikáciu je 6,5-7,5; Teploty nad 8 a pod 7 sú nepriaznivé.
11) Teplota: Nitrifikácia sa vyskytuje pri 20-30 stupňoch; teploty pod 5 stupňov takmer prestanú; a denitrifikácia sa vyskytuje pri 20-40 stupňoch; Miera denitrifikácie klesá rýchlo pod 15 stupňov.
Preto by sa v zime mali prijať opatrenia, ako je zvýšenie veku denitrifikačného kalu (TS), zníženie rýchlosti zaťaženia a zvýšenie doby hydraulického zadržania (HRT), na udržanie miery denitrifikácie.
3. Proces A2/O
Proces A2O, tiež známy ako proces AAO (anaeróbne - anoxický - oxic), je bežne používaný proces čistenia sekundárnej odpadovej vody. Môže sa použiť na úpravu sekundárnej alebo terciárnej odpadovej vody, ako aj na regenerované opätovné použitie vody a je účinná pri odstraňovaní dusíka a fosforu. Tento proces bol vyvinutý v 70. rokoch americkými odborníkmi na základe procesu denitrifikácie AO.
Funkcie každej jednotky reaktora
1. Anaeróbny reaktor: Surové odpadové vody a fosfor - obsahujúci spätný kal zo sedimentačnej nádrže vstupujú súčasne. Tento reaktor primárne uvoľňuje fosfor a súčasne amonifikuje niektoré organické látky.
2. Anoxický reaktor: Jeho primárnou funkciou je odstránenie dusíka. Dusičný dusík sa dodáva aeróbnym reaktorom prostredníctvom interného recirkulačného procesu. Objem cirkulujúceho zmiešaného alkoholu je relatívne veľký, zvyčajne 2Q (Q je prvotný prietok odpadových vôd).
3. Aeróbny reaktor: Aeračný tank je multifunkčná reakčná jednotka, ktorá vykonáva odstraňovanie BSK, nitrifikáciu a absorpciu fosforu. Zmiešaný prietok alkoholu 2Q sa vracia z tohto reaktora do anoxického reaktora . 4. sedimentačná nádrž: táto nádrž oddeľuje kaly od vody. Časť kalu sa vracia do anaeróbneho reaktora a supernatant je prepustený ako ošetrená voda.
Procesné charakteristiky
1. Tento proces je najjednoduchším súčasným procesom odstraňovania dusíka a fosforu, pričom celkový čas retencie hydraulického retencie (HRT) je nižší ako iné procesy.
2. Pri striedaní anaeróbnych (anoxických) a aeróbnych podmienok sa vláknité baktérie nemôžu významne množiť, takže je pravdepodobné, že objem kalu je menej pravdepodobné. SVI (index objemu prieskumu) je vo všeobecnosti menší ako 100.
3. Kal obsahuje vysoký fosfor, čo vedie k vysokej účinnosti hnojív.
4. Počas prevádzky nie sú potrebné žiadne pesticídy; Tieto dve fázy vyžadujú iba jemné miešanie, čo zabezpečuje žiadne zvýšenie rozpusteného kyslíka, čo vedie k nízkym prevádzkovým nákladom.
Nevyriešené problémy:
1. Účinnosť odstraňovania fosforu je ťažké zlepšiť. Rast kalov má určitý limit a je ťažké sa zvýšiť, najmä ak je pomer P/BSK vysoký.
2. Účinnosť odstraňovania dusíka je tiež ťažké zlepšiť. Vnútorný objem recirkulácie je všeobecne obmedzený na 2q a nemal by byť príliš vysoký.
3. Ošetrená voda vstupujúca do sedimentačnej nádrže musí udržiavať určitú koncentráciu rozpusteného kyslíka, aby sa skrátil retenčný čas a zabránil anaeróbnym podmienkam a uvoľňovaniu fosforu z kalu. Koncentrácia rozpusteného kyslíka by však nemala byť príliš vysoká na to, aby zabránila interferencii cirkulujúcej zmiešanej likéru s anoxickým reaktorom.
4. SBR
Intermitentný proces aktivovaného kalu je technológia čistenia odpadových vôd s aktivovaným kalom, ktorá funguje s časovanou prerušovanou prevzdušňovaním.
Výhody
1. Ideálny proces toku zástrčky zvyšuje hnaciu silu biochemickej reakcie a zvyšuje účinnosť. Anaeróbne a aeróbne podmienky v nádrži sa striedajú, čo vedie k vynikajúcim výsledkom čistenia.
2. Stabilná prevádzka: odpadová voda sa usadzuje v ideálnom statickom stave, vyžaduje minimálny čas, dosahuje vysokú účinnosť a vynikajúcu kvalitu odpadových vôd.
3. Odolné na nárazové zaťaženie: zadržaná ošetrená voda v zriedenej nádrži a tlmivá odpadová voda, ktorá účinne odoláva vplyvu objemu vody a organických kontaminantov.
4. Každý krok procesu je možné upraviť na základe kvality a objemu vody, čo poskytuje flexibilnú prevádzku.
5. Proces vyžaduje minimálne vybavenie a je jednoduchý v stavebníctve, čo uľahčuje fungovanie a údržbu.
6. V rámci reaktora existujú gradienty koncentrácie Do a BOD5, čím účinne kontrolujú hromadenie aktivovaného kalu.
7. Samotný systém SBR je tiež vhodný na modulárnu konštrukciu, uľahčuje expanziu a renováciu čistiarní odpadových vôd . 8. dusík a fosfor: primerané riadenie riadiaceho režimu prevádzkového režimu umožňuje výsledky striedania aeróbnych, anoxických a anaeróznych podmienok, čo má za následok vynikajúce výsledky odstránenia aeróbneho aeróbneho a fosforu.
9. Tok procesu je jednoduchý a náklady sú nízke. Hlavné vybavenie pozostáva z jediného sekvencovacieho dávkového reaktora bez sekundárneho sedimentačného nádrže alebo systému návratu kalov. Vyrovnanie a primárne sedimentačné nádrže môžu byť tiež vynechané, čo má za následok kompaktné usporiadanie a zníženú podlahovú plochu.
Nevýhody:
1. Požiadavky na kontrolu vysokej automatizácie.
2. Čas krátkeho odvodňovania (počas prerušovaného odtoku) a požiadavka, aby nevyrušovala vrstvu usadeného kalu počas odtoku, si vyžaduje špecializované drenážne vybavenie (dekantéry), ktoré kladú vysoké nároky na dekanter.
3. Veľké post - Požiadavky na čistenie zariadení: Napríklad dezinfekčné zariadenie musí byť veľké, objem kontaktnej nádrže musí byť tiež veľký a odvodňovacie zariadenia, ako sú drenážne rúrky, musia byť tiež veľké.
4. Hĺbka dekantácie je zvyčajne 1-2 metre a táto strata hlavy sa zbytočne stráca, čím sa zvyšuje celková hlava.
5. Nedostatok primárnej sedimentačnej nádrže ľahko vytvára spodinu, problém, ktorý sa ešte musí primerane riešiť. Spracovanie
Vzhľadom na vyššie uvedené technické vlastnosti systém SBR ďalej rozšíril rozsah uplatňovania procesu aktivovaného kalu.
Na základe súčasných technických podmienok je systém SBR vhodný pre nasledujúce situácie:
1) Domáca odpadová voda v malom a strednom - Mestá a priemyselná odpadová voda z tovární a baní, najmä v oblastiach s prerušovaným výtokom a veľkým prietokom.
2) Miesta vyžadujúce vysokú kvalitu odpadových vôd, ako sú scénické turistické oblasti, jazerá a prístavy, vyžadujú nielen odstránenie organických látok, ale aj odstraňovanie fosforu a odstraňovanie dusíka, aby sa zabránilo eutrofizácii riek a jazier.
3) Miesta s obmedzenými vodnými zdrojmi. Systém SBR môže po biologickom spracovaní vykonávať fyzikálne a chemické ošetrenie, čím sa eliminuje potreba ďalších zariadení a uľahčuje recykláciu vody.
4) Miesta s obmedzenou pôdou.
5) Dodatočné vybavenie existujúcich čistiacich prostriedkov na kontinuálne prietoky.
6) ideálne vhodné na ošetrenie malých objemov prerušovane prepustenej priemyselnej odpadovej vody a na liečbu znečistenia dispergovaného bodového zdroja.
5. Cass Process
Cirkulujúci aktivovaný kalový proces rozdeľuje reaktor SBR na dve časti pozdĺž svojej dĺžky: predná časť je zóna biologického výberu, známa tiež ako pred - reaktorová zóna a zadná časť je hlavnou reakčnou zónou. V zadnej časti hlavnej reakčnej zóny je nainštalovaný zdvihákateľný dekanter, ktorý umožňuje cyklickú prevádzku s nepretržitým prítokom vody a prerušovaným odvodňovaním, integráciou prevzdušňovania, sedimentácie a odtoku.
6. Oxidačná priekopa
Vystupuje: Zmiešaný likér nepretržite cirkuluje v priekope a vytvára anaeróbne, anoxické a aeróbne zóny.
2. Biofilm metóda
1. Kontaktujte biologickú metódu
Kontaktná biologická metóda je nová metóda čistenia biochemických odpadových vôd, ktorá kombinuje charakteristiky metódy aktivovaného kalu a metódu biofilmu. Hlavným zariadením v tejto metóde je biologický oxidačný filter na biologický kontakt. Výplnky, ako je koks, štrk a plastové plásty, sú naplnené vzduchotesnou prevzdušňovacou nádržou a ponorené do vody. Dúchadlo sa používa na prevzdušnenie a okysličovanie výplne v spodnej časti.
2. Membránový bioreaktor
Jedná sa o novú technológiu úpravy vody, ktorá kombinuje jednotku separácie membrány s jednotkou biologickej úpravy.
3. Anaeróbny
Anaeróbna biologická liečba využíva metabolické charakteristiky anaeróbnych mikroorganizmov. Bez potreby vonkajšej energie používa anaeróbna biologická liečba zníženú organickú hmotu ako akceptory vodíka a súčasne vytvára energiu - bohatý plyn metánu.
1. Septický tank
2. UASB
3. IC interný cirkulačný reaktor
4. Pokročilá liečba
Na základe primárnej a sekundárnej liečby táto metóda ďalej lieči realcirantné organické látky, fosfor, dusík a ďalšie živiny. To primárne zahŕňa filtráciu a dezinfekciu.
1. Aktívny uhlík filter
2. Generátor oxidu chloričitého