Qualitat dels efluents
1. Excés de matèria orgànica
Els factors que afecten principalment l'eficiència del tractament de la matèria orgànica inclouen:
(1) Nutrients
En general, els nutrients com el nitrogen i el fòsfor de les aigües residuals són suficients per a les necessitats microbianes, i sovint en excés. Tanmateix, quan la proporció d'aigües residuals industrials és relativament alta, s'ha de comprovar la proporció de carboni-nitrogen-fòsfor per assegurar-se que compleix l'estàndard de 100:5:1.
● Si el nitrogen és deficient, se solen afegir sals d'amoni.
● Si el fòsfor és deficient, se sol afegir àcid fosfòric o fosfats.
(2) pH
El pH de les aigües residuals sol ser neutre, oscil·lant entre 6,5 i 7,5. Una lleugera disminució del pH pot ser causada per la fermentació anaeròbica a la canonada d'aigües residuals. Les caigudes significatives de pH durant l'època de pluges es deuen sovint a la pluja àcida urbana, especialment a les xarxes de clavegueram combinades.
Un canvi sobtat i gran del pH, ja sigui un augment o una disminució, sol ser causat pel gran abocament d'aigües residuals industrials. Ajustar el pH de les aigües residuals normalment implica afegir hidròxid de sodi o àcid sulfúric, però això augmenta significativament els costos de tractament.
(3) Olis i greixos
Quan el contingut de substàncies olioses a les aigües residuals és alt, l'eficiència d'aeració de l'equip d'aireació disminuirà. Sense augmentar l'aireació, l'eficiència del tractament disminuirà, però augmentar l'aireació augmenta inevitablement els costos operatius.
L'alt contingut d'oli també redueix el rendiment de sedimentació dels fangs activats i, en casos greus, pot provocar l'aglomeració dels fangs, provocant que els sòlids en suspensió (SS) en l'efluent superin els estàndards. Per a l'afluent amb alt contingut d'oli, s'ha d'afegir un equip d'eliminació d'oli en l'etapa de pretractament.
(4) Temperatura
La temperatura té una àmplia gamma d'efectes sobre el procés de fangs activats.
● En primer lloc, afecta l'activitat microbiana. A l'hivern, si no es prenen mesures de control, l'eficiència del tractament disminuirà.
● En segon lloc, afecta el rendiment de la separació en dipòsits de sedimentació secundaris; per exemple, els canvis de temperatura poden provocar corrents de densitat i curt{0}}circuits; les baixes temperatures augmenten la viscositat dels fangs i redueixen el rendiment de decantació.
● En tercer lloc, la temperatura afecta l'eficiència de l'aireació. A l'estiu, les temperatures més altes redueixen la saturació d'oxigen dissolt, dificultant la transferència d'oxigen i reduint l'eficiència de l'aireació. També disminueix la densitat de l'aire, de manera que per mantenir el mateix subministrament d'aire, s'ha d'augmentar el volum d'aire.
2.TP (Fòsfor total) que supera els estàndards
L'eliminació biològica de fòsfor depèn dels organismes que -acumulen polifosfats (PAO) que alliberen fòsfor en condicions anaeròbiques i que absorbeixen l'excés de fòsfor en condicions aeròbiques. El fòsfor s'elimina mitjançant la descàrrega d'excés de fangs rics en fòsfor-. Les causes de la TP dels efluents que superen els estàndards inclouen:
(1) Temperatura
La temperatura afecta l'eliminació de fòsfor de manera menys evident que l'eliminació de nitrogen biològica. Dins d'un cert rang, l'eliminació biològica de fòsfor funciona amb èxit malgrat els canvis moderats de temperatura. Els experiments mostren que l'eliminació de fòsfor és preferible a temperatures superiors als 10 graus, ja que els PAO creixen més lentament a temperatures baixes.
(2) Valor de pH
Entre pH 6,5 i 8,0, el contingut de fòsfor i la taxa d'absorció dels microorganismes polifosfat es mantenen estables. Quan el pH baixa per sota de 6,5, l'absorció de fòsfor disminueix bruscament. Les caigudes sobtades de pH provoquen augments ràpids de la concentració de fòsfor tant a les zones aeròbiques com anaeròbiques; com més gran sigui la caiguda de pH, més fòsfor s'allibera. Aquest alliberament no és una resposta fisiològica o bioquímica dels PAO, sinó un efecte de "dissolució àcida" purament químic. L'alliberament de fòsfor anaeròbic més gran a causa de la caiguda del pH provoca una menor absorció de fòsfor aeròbic, cosa que indica que l'alliberament és destructiu i ineficaç. L'absorció lleu de fòsfor es produeix quan augmenta el pH.
(3) Oxigen dissolt (DO)
Cada mg d'oxigen molecular pot consumir 1,14 mg de COD biodegradable, inhibint el creixement de PAO i dificultant l'eliminació de fòsfor. La zona anaeròbica hauria de mantenir un DO baix per afavorir la fermentació àcida per part dels anaeròbis, afavorint l'alliberament de fòsfor per part dels PAO i reduir el consum de matèria orgànica biodegradable, permetent als PAO sintetitzar més PHB. Per contra, la zona aeròbica requereix un DO més alt per suportar els PAO en la degradació del PHB emmagatzemat per obtenir energia per absorbir el fosfat dissolt de les aigües residuals i sintetitzar polifosfat intracel·lular. El DO s'ha de controlar per sota de 0,3 mg/L a les zones anaeròbiques i per sobre de 2 mg/L a les zones aeròbiques per garantir l'alliberament anaeròbic de fòsfor i la captació aeròbica.
(4) Nitrat de nitrogen en tancs anaeròbics
El nitrogen nitrat a la zona anaeròbica consumeix substrats orgànics, inhibint l'alliberament de fòsfor dels PAO i afectant així la captació de fòsfor en condicions aeròbiques. A més, el nitrogen nitrat s'utilitza pels bacteris desnitrificadors com a acceptors d'electrons per a la desnitrificació, cosa que interfereix amb els processos de fermentació produint àcids necessaris per al metabolisme del fòsfor PAO, suprimint l'alliberament, l'absorció i la síntesi de fòsfor PAO. Cada mg de nitrogen nitrat consumeix 2,86 mg de COD biodegradable, suprimint l'alliberament de fòsfor anaeròbic. Normalment, el nitrogen nitrat es controla per sota d'1,5 mg/L.
(5) Edat dels fangs
L'eliminació del fòsfor s'aconsegueix principalment mitjançant la descàrrega de fangs en excés; per tant, la quantitat d'excés de fang determina l'eficiència d'eliminació. L'edat dels fangs afecta directament el volum de descàrrega dels fangs i l'absorció de fòsfor. La menor edat dels fangs millora l'eliminació de fòsfor augmentant l'excés de descàrrega de fangs i l'eliminació de fòsfor del sistema, reduint el fòsfor en l'efluent de sedimentació secundària. Tanmateix, l'eliminació biològica de nitrogen i fòsfor requereix una edat suficient del fang per al creixement de bacteris nitrificants i desnitrificants, cosa que sovint fa que l'eliminació de fòsfor no sigui satisfactòria. Generalment, l'edat dels fangs en els sistemes d'eliminació de fòsfor es controla entre 3,5 i 7 dies.
(6) Relació COD/TP
En l'eliminació biològica de fòsfor, el tipus i la quantitat de substrats orgànics en l'etapa anaeròbica i la proporció de nutrients que necessiten els microbis i el fòsfor a les aigües residuals afecten de manera crítica l'eficiència d'eliminació. Els diferents substrats indueixen l'alliberament i l'absorció de fòsfor variables. Els PAO utilitzen fàcilment els orgànics de baix pes molecular i fàcilment degradables (per exemple, àcids grassos volàtils) per alliberar polifosfat emmagatzemat i induir l'alliberament de fòsfor amb força. Els compostos orgànics d'alt pes molecular i de difícil-- degradació indueixen una alliberació de fòsfor més feble. Com més complet sigui l'alliberament anaeròbic de fòsfor, més gran serà l'absorció de fòsfor aeròbicament. Els PAO utilitzen l'energia de l'alliberament de fòsfor anaeròbic per absorbir els orgànics de baix molecular per sobreviure en condicions anaeròbiques. Per tant, la matèria orgànica suficient (COD/TP > 15) és essencial per a la supervivència de la PAO i l'eliminació ideal del fòsfor.
(7) DQO fàcilment biodegradable (RBCOD)
Els estudis mostren que substrats com l'àcid acètic, propiònic i fòrmic condueixen a altes taxes d'alliberament de fòsfor, que depenen de la concentració de fangs activats i de la composició microbiana, no de la concentració del substrat. Aquest alliberament de fòsfor segueix una cinètica d'ordre zero-. Altres orgànics s'han de convertir en aquestes petites molècules abans que les PAO puguin metabolitzar-les.
(8) Glicogen
El glicogen és un gran polisacàrid ramificat format per unitats de glucosa i serveix com a emmagatzematge d'energia intracel·lular. En els PAO, el glicogen es forma en entorns aeròbics, emmagatzemant energia metabolitzada en condicions anaeròbiques per produir NADH (un precursor de la síntesi de PHA), proporcionant energia metabòlica. L'aeració excessiva o la-oxidació excessiva redueix el glucogen en els PAO, provocant una deficiència de NADH en condicions anaeròbies i una mala eliminació de fòsfor.
(9) Temps de retenció hidràulica (HRT)
En els sistemes biològics municipals d'eliminació de nitrogen i fòsfor ben-funcionats, l'alliberament i l'absorció de fòsfor solen requerir entre 1,5 i 2,5 hores i entre 2,0 i 3,0 hores, respectivament. L'alliberament de fòsfor és una mica més crític; per tant, la TRH anaeròbica es controla de prop. La TRH anaeròbica massa curta impedeix l'alliberament suficient de fòsfor i la degradació de la matèria orgànica en àcids grassos baixos; massa temps augmenta el cost i els efectes secundaris. L'alliberament i la captació de fòsfor estan interrelacionats: l'alliberament anaeròbic suficient millora l'absorció aeròbica i viceversa, creant un cicle positiu. Les dades operatives indiquen que les HRT adequades són d'1h15m a 1h45m anaeròbics i de 2h a 3h10m aeròbics.
(10) Relació de retorn (R)
En els processos A/O (anaeròbic/aeròbic), és fonamental mantenir suficient oxigen dissolt en el fang activat que torna del dipòsit d'aireació al tanc de sedimentació secundari per evitar l'alliberament de fòsfor anaeròbic en aquest últim. Sense una ràpida eliminació de fangs, les capes de fang gruixudes provoquen l'alliberament de fòsfor anaeròbic malgrat l'elevat DO. Així, les relacions de retorn no han de ser massa baixes, garantint una ràpida descàrrega de fangs dels dipòsits de sedimentació. Les relacions de retorn excessivament altes augmenten el consum d'energia i redueixen el temps de retenció de fangs al tanc d'aireació, perjudicant l'eliminació de DBO5 i fòsfor. Les ràtios de rendiment òptims oscil·len entre el 50% i el 70%.
3.Equips mecànics i elèctrics
El funcionament estable del tractament d'aigües residuals i fangs depèn d'un equip mecànic i elèctric fiable, que també afecta el consum d'energia de la planta.
(1) Màquina de pantalla de barra
El primer pas en el tractament, propens a fallades que poden aturar l'entrada d'aigües residuals. Problemes comuns:
Encallament per desgast dels coixinets o fallada mecànica. Requereix lubricació i inspecció regular.
Bloqueig per fibres, bosses de plàstic que provoquen un cabal reduït i desbordament. Requereix actualitzacions tècniques o neteja manual.
(2) Bombes d'elevació
Majoritàriament bombes submergibles. Els buits de l'impulsor de la bomba i dels anells de segellat es poden obstruir amb deixalles, reduint el segellat i l'eficiència, provocant una fallada del motor. Es recomana la inspecció regular, la rotació de la bomba i el funcionament millorat de la pantalla de la barra.
El disseny del sistema de recollida i d'entrada variable requereix bombes disposades en gradients amb bombes de -velocitat fixa i de velocitat-variable per gestionar les fluctuacions de manera eficient.
(3) Ventiladors
Equipament{0}}de clau i d'energia. Els paràmetres inclouen el flux d'aire, la pressió, el consum d'energia i el soroll. Els bufadors centrífugs s'utilitzen habitualment amb avantatges sobre els bufadors Roots en eficiència, vida útil, soroll i estabilitat. El control de freqüència variable i les configuracions múltiples del ventilador optimitzen l'ús d'energia.
El manteniment regular dels refrigeradors d'oli, els filtres i garantir una qualitat adequada de l'oli és necessari per evitar l'emulsificació i el sobreescalfament.
(4) Capçals d'aireació
Principalment membranes microporoses (tipus de disc, cúpula, placa, tub). L'obstrucció i l'envelliment del cautxú redueixen l'eficiència de transferència d'oxigen. Neteja periòdicament amb àcid fòrmic o aire a-alta pressió, amb precaucions de seguretat. Les vàlvules de drenatge s'han d'obrir regularment per eliminar la condensació. S'han de substituir els difusors greument obstruïts o danyats.
(5) Equips d'eliminació de fangs
Alguns processos manquen de dipòsits de sedimentació secundaris (per exemple, SBR, UNITANK), provocant l'embut de la capa de fangs i una descàrrega insuficient de fangs, augmentant el consum d'energia i de productes químics. Es recomana l'abocament de fangs intermitent o multi-punt. És necessari un manteniment regular dels dispositius de rascador i d'aspiració als dipòsits de sedimentació.
(6) Màquines de deshidratació
Dos tipus principals: centrífuga i filtre premsa de cinta.
4.Centrífuga:
Considereu la concentració de fangs, la velocitat d'alimentació, el diferencial de velocitat, la dosificació de polímers sobre els sòlids de la coca, el filtrat SS i la recuperació.
El diferencial de velocitat més gran escurça la retenció de fangs, augmentant el contingut d'humitat i els sòlids filtrats.
El diferencial més petit millora la separació però corre el risc d'obstruir.
Ajusteu la dosi de polímer i la velocitat d'alimentació per optimitzar.
Problemes comuns:alarmes per rentat inadequat, sobreescalfament dels coixinets per bloqueig de la lubricació, alarmes del motor del convertidor de freqüència i fangs no descarregats a causa de petits flocs de fangs, especialment durant les èpoques de pluges. Ajustar els paràmetres operatius per mitigar.
Premsa de filtre de cinturó:
Llots comprimits i tallats entre dues corretges que passen sobre rodets per eliminar l'aigua.
Els punts operatius i de manteniment inclouen una distribució uniforme de fangs, rascadors suaus, sistemes de neteja de broquets, seguiment automàtic de la corretja i proteccions d'enclavament.
Problemes habituals: lliscament del cinturó, desviació del cinturó, obstrucció i els sòlids de pastís disminueixen principalment a causa de la sobrecàrrega, la tensió inadequada, els corrons danyats i l'excés de polímer. L'ajust i la neteja regulars són essencials.
Instruments de monitoratge
L'elevada impuresa i l'entorn dur provoquen errors de mesura freqüents o danys als analitzadors en línia, afectant el control i l'automatització.
Es necessiten unitats de pretractament de mostres d'aigua i analitzadors adequats adaptats als intervals de concentració. Els grans equips haurien de tenir sistemes de control compatibles amb l'automatització de la planta per reduir els costos de comunicació.
Els procediments de manteniment inclouen peces de recanvi planificades, calibratge regular, neteja i substitució de consumibles.
La protecció contra llamps és crucial per als dispositius exteriors a causa dels freqüents llamps a les plantes de clavegueram. La manca de protecció comporta alts costos de reparació i riscos operatius.