A háztartási szennyvíz anaerob kezelésénél a retenciós idő több mint 2 órán át, az anoxikus retenciós idő több mint 2 órán keresztül, az aerob tartályos retenciós idő 6 órán keresztül tart fenn. Úgy tűnik, hogy az anaerob és anoxikus retenciós idők a szerves anyagok jobb eltávolítását szolgálják. Ha alacsony a szervesanyag-tartalom, szükséges-e lerövidíteni a retenciós időt? És ha magas a szervesanyag-tartalom, akkor meg kell-e hosszabbítani a retenciós időt? Mi lenne a hatása, ha a megőrzési idő túl hosszú vagy túl rövid? Úgy tűnik, hogy a hosszabb aerob retenciós idő elősegíti a nitrifikáló baktériumok szaporodását az ammónia-nitrogén hatékonyabb eltávolítása érdekében. Köszönöm szakértők a (népszerű tudományos magyarázatot)!
A hidraulikus retenciós időt (HRT) gyakran figyelmen kívül hagyják a napi üzemirányítás során, mégis fontos referenciapont, különösen a nitrogén- és foszforeltávolító rendszerek esetében!
1. Mi az a hidraulikus retenciós idő (HRT)?
A hidraulikus retenciós idő (rövidítve HRT) a vízkezelési eljárásokban használt kifejezés. A tisztítandó szennyvíz reaktorban való tartózkodásának átlagos időtartamára vonatkozik, azaz a szennyvíz és a mikroorganizmusok közötti átlagos reakcióidőre a biológiai reaktorban.
A biológiai kezeléshez a HRT-nek meg kell felelnie az adott folyamat követelményeinek. Ellenkező esetben, ha a HRT nem elegendő, a biokémiai reakciók hiányosak lesznek, ami a kezelés hatékonyságának csökkenéséhez vezet. Ezzel szemben a túl hosszú HRT az iszap öregedését okozhatja a rendszerben.
táblázat: HRT különböző szennyvízkezelési eljárásokhoz
Ha a kezelés hatékonysága gyenge, a tervezési HRT-érték használható az ellenőrzéshez. A HRT ellenőrzésekor az áramlási sebességnek tartalmaznia kell az iszap visszatérő áramlását. Ha a HRT túl kicsi, a szennyvíz áramlási sebességét lassan csökkenteni kell; ha túl nagy, akkor a szennyvíz áramlási sebességét lassan növelni kell. Vegye figyelembe, hogy a szennyvíz áramlási sebességének bármilyen változtatását fokozatosan kell végrehajtani, hogy elkerülje a rendszer sokkterhelését. Tekintettel a szennyvízkezelés kihívást jelentő természetére, a bejövő szennyvíz áramlási sebességének csökkentését nem szabad könnyelműen megtenni; elsősorban a visszatérő áramlási sebességet kell módosítani.
A hagyományos eleveniszapos eljárásban a HRT nagymértékben meghatározza a szennyvíztisztítás mértékét, mert ez határozza meg az iszapvisszatartási időt. Az MBR (Membrane Bioreactor) eljárásban azonban a membrán elválasztó hatása teljesen visszatartja a mikroorganizmusokat a reakciótartályon belül, ezáltal a hidraulikus retenciós idő és az iszapkor teljes szétválasztása érhető el!
2. A hidraulikus retenciós idő (HRT) kiszámítása
Valójában kétféle hidraulikus visszatartási idő létezik a szennyvíztisztításban: az egyik a névleges hidraulikus visszatartási idő, a másik a tényleges hidraulikus visszatartási idő!
1. Névleges hidraulikus visszatartási idő
Ahogy a név is sugallja, ez a számítás a definíción alapul: a hidraulikus visszatartási idő egyenlő a szennyvíztisztító rendszer effektív térfogatának osztva a befolyó áramlási sebességgel.
Ha a szennyvíztisztító rendszer effektív térfogata V (m³), Q pedig az óránkénti befolyó áramlási sebesség (m³/h), akkor a hidraulikus visszatartási idő képlete:
`HRT=V / Q`
2. Tényleges hidraulikus visszatartási idő
A tényleges hidraulikus visszatartási idő arra vonatkozik, hogy a szennyvíz mennyi valós időben marad a tisztítórendszerben, és figyelembe kell venni az iszap visszatérő áramlását:
Ha a szennyvíztisztító rendszer effektív térfogata V (m³), Q az óránkénti befolyó áramlási sebesség (m³/h), és R az iszapvisszavezetési arány, akkor a hidraulikus visszatartási idő képlete:
`HRT=V / [(1 + R) Q]`
Tehát egy nitrogéneltávolító rendszerben a belső recirkulációs áramlást beleszámítják az anoxikus tartály tényleges hidraulikus visszatartási idejének kiszámításába? Ezt a kérdést megvitatták. Általában a belső recirkulációs áramlás nem szerepel az anoxikus tartály tényleges HRT-jének képletében. A szabályozások általában csak az anoxikus tartály HRT-hez írnak elő tartományt. Az anoxikus tartály HRT kiszámításához az R külső recirkulációs arányt vita nélkül figyelembe kell venni; általánosan elfogadott, hogy az effektív befolyó áramlási sebesség (1+R)Q.
Ezért az anoxikus tartály HRT általában HRT=V / [(1 + R) Q].
Arra vonatkozóan, hogy a belső recirkulációs áramlást meg kell-e számolni az anoxikus tartály HRT esetében, makroszkopikus szempontból, ha a belső recirkulációs arány r=4 vagy N, úgy tekintjük, hogy a vizet 4 vagy N alkalommal keringtetik. Tehát, bár az áthaladásonkénti retenciós idő rövid, a 4 vagy N meneten túli teljes idő egyenértékű, ami hatékonyan ellensúlyozza a belső recirkuláció hatását.
Ezért a belső recirkulációs áramlás nem szerepel a képletben.
3. A hidraulikus visszatartási idő (HRT) szerepe
A HRT hatása a nitrogén eltávolítására
Az A²/O eljárásban kellően hosszú HRT mellett jó az NH₃-N eltávolítási hatékonysága. Ha a HRT túl rövid, a reakciótartályban lévő különböző mikrobapopulációknak nincs elég idejük a növekedésre, az iszap túl gyorsan kimosódik, és a nitrifikációs és denitrifikációs reakciók sem mennek végbe teljes mértékben. Amikor a HRT elér egy bizonyos értéket, amely elegendő ahhoz, hogy az egyes reaktorokban a reakciók teljes mértékben lezajljanak, a HRT további növelése csak növeli a gazdasági terheket anélkül, hogy jelentősebb javulást eredményezne a nitrogén eltávolításában.
A hibrid MBR-folyamatok kutatása azonban azt mutatta, hogy a tesztelt HRT-tartományon belül (4,97 óra - 8.70h) a rendszer TN-eltávolítási hatékonysága nőtt a HRT csökkenésével. Ennek az az oka, hogy hosszú HRT körülmények között a rendszer szerves terhelési sebessége csökken, ami fokozhatja a biomassza endogén légzését, befolyásolhatja az iszap tevékenységét, és végső soron csökkentheti a rendszer szennyezőanyag-eltávolítási hatékonyságát. A HRT csökkentése növelheti a rendszer szerves terhelési arányát, ezáltal javítva a rendszer denitrifikációs kapacitását és végül a nitrogén eltávolítási teljesítményét.
A HRT hatása a foszfor eltávolítására
Az SBR folyamatban a HRT viszonylag kis hatással van a PO₄³⁻-P eltávolítási hatékonyságára; ez a folyamat nem mutat jelentős eltávolítást 效果 a PO₄³⁻-P esetében. Ennek az lehet az oka, hogy a denitrifikáló baktériumok és a polifoszfát{3}akkumuláló szervezetek (PAO-k) egyaránt heterotrófok. A denitrifikáló baktériumok a PAO-k előtt képesek felvenni és hasznosítani a VFA-kat a denitrifikációhoz, és a PAO-k szigorúbb követelményeket támasztanak a szénforrásokkal szemben, mint a denitrifikáló baktériumok – a biológiailag könnyen lebomló szerves anyagokat elsősorban a denitrifikáló baktériumok használják fel. Ez ahhoz vezet, hogy kevesebb szénforrást adszorbeálnak a PAO-k, ennek megfelelően kevesebb VFA-t, ami kevesebb PHB-t (poli- -hidroxi-butirát) termel anaerob körülmények között. Következésképpen a foszforfelszabadításhoz szükséges energia viszonylag csökken.
Az A²/O folyamattal kapcsolatos kutatások azt mutatják, hogy a HRT növekedésével a TP eltávolítási hatékonyság nem feltétlenül növekszik folyamatosan, hanem inkább azt a tendenciát mutatja, hogy először növekszik, majd csökken. Amikor a HRT 8 óra, a TP eltávolítási hatékonyság a legmagasabb, ami a legjobb eltávolítási teljesítményt jelzi. Amikor a HRT 12 órára nő, a TP eltávolítási hatékonyság csökkenő tendenciát mutat, és a foszfor eltávolítási teljesítmény romlik. Ez azt jelzi, hogy a kellően hosszú HRT előnyös a TP eltávolításához. Azonban ahogy a HRT tovább növekszik, a TP eltávolítási sebesség fokozatosan csökken, ami káros hatással lehet a foszfor eltávolítására. Ez azért lehet, mert ha a HRT túl nagy, az iszapképződéshez vezethet