Tecnologia de la rasa d’oxidació: disseny, operació i beneficis per al tractament d’aigües residuals

Presentació

La rasa d’oxidació, també coneguda com a canal d’oxidació o dipòsit d’aire circulant, és una versió modificada del procés de fangs activats convencionals. En aquest sistema, les aigües residuals i els sòlids en suspensió de licor mixt (MLS) circulen contínuament, eliminant la necessitat de tancs de sedimentació primària alhora que s’utilitzen sovint.

Es mostra un disseny esquemàtic bàsicFigura 1-1.

Components d'una rasa d'oxidació

Les fosses d'oxidació solen tenir un canal en forma d'anell amb geometries circulars, el·líptiques o rectangulars. Els components clau inclouen:

1. Estructura de la rasa

• Amplada del canal i profunditat de l'aigua efectivaDepèn de la configuració de la rasa d'oxidació i del rendiment dels equips d'aire.
• Longitud mínima de secció recta: 12 m o dues vegades l’amplada de la superfície (excepte les fosses de tipus oral).
• Mescladors submergitsPermet un funcionament més profund que els sistemes només airejats.
• Tauler: Major o igual a 0,5 m; a favor deAeradors de superfície, La plataforma d'equips ha d'estar entre 1 i 2 m sobre el nivell de l'aigua, amb broquets de polvorització anti-espuma.

2. Sistema d’airejat

• ElComponent mecànic del nucli, crític per a l'eficiència del tractament, el consum d'energia i l'estabilitat operativa.
• Funcions:

Subministrament d’oxigen i barreja d’orgànics/microorganismes.

Circulació del flux de conducció i manteniment de la suspensió de fangs.

• Col·locació:

S'han d'instal·lar rotors o discos4–5 m aigües avall de revolts, submergit100–300 mm, i abastar elamplada de canal sencera.

3. Estructures d’entrada/sortida

• Punts de fangs d’entrada i retorn: Posicionat fora dels aeradors per crearZones anòxiques(denitrificació) i millorar la resolució (SVI baix).
• Ubicació de sortida: Davant del costat de l’entrada per evitar curtcircuits.
• Sistemes multi-rases: ÚsCambres de distribució d’entradaamb Weirs/Gates automatitzades per alternar la direcció/volum de flux.
• Weirs de desbordament regulable:

Control la profunditat de l’aigua i la submergència d’aire.

La longitud ha d’aconseguir el flux màxim + la recirculació.

4. Dispositius d’orientació de flux

• Parets de desviació/palesEviteu la deposició de fangs i minimitzeu la pèrdua d’energia.
• Requisits de velocitat:

Velocitat de secció mitjana: Major o igual a 0,3 m/s.

Velocitat inferior: Major o igual a 0,1 m/s.

• Disseny doblegat: Les parets de desviació asseguren girs suaus i un flux uniforme.
• Vanes submergides:

Instal·latAigües avall dels rotorsPer redistribuir el flux de superfície a la part inferior, millorant la transferència d’oxigen.

Característiques del procés de les fosses d’oxidació

1. Mescla completa i retenció hidràulica

• L’influent completa una circulació completa a5-20 minutsen funció del cabal i la longitud del canal, mentre que elTemps de retenció hidràulica real (HRT)serrajades10–24 hores. Això significa que els recirculats influents30–280 vegadesdurant el seu període de retenció total.
• Resultat: La rasa d'oxidació funciona com areactor completament barrejat, amb una qualitat d’aigües residuals gairebé uniformes. El flux entrant es dilueix a l'instant100+ vegadesel volum recirculant, permetent una alta tolerància acàrregues de xoc(Ideal per a les aigües residuals orgàniques de gran resistència).

2. Aeració classificada i Do gradient

• Dispositius d'airesónconcentrat espacialment(no distribuït uniformement), creant:

Zones de gran fe(barreja vigorosa a prop dels airejadors).

Zones anòxiques/anaeròbiques(aigües avall, com a intensitat de barreja i disminueixen).

• Dinàmica de flux de plug-flux: L’oxigen dissolt (do) forma un gradient de concentració al llarg del canal, permetent simultàniamentEliminació de nitrogen (mitjançant nitrificació-denitrificació)iCaptació de fòsfor.

3. Disseny compacte i construcció simplificada

• Aeració integrada i sedimentació: Combina funcions del dipòsit d'aire i el clarificador secundari en una sola estructura poc profunda.
• Facilitat d’instal·lació: Els airejadors del rotor (per exemple, els tipus de raspall/disc) són senzills de fabricar i instal·lar.

4. Flexibilitat operativa

• Adaptabilitat: Resistent a les fluctuacions aTemperatura, qualitat de l’aigua i cabal.
• Gestió de fangs: Aeració estesa permet un espessiment directe de fangs/desordenament, sovint eliminant els clarificadors primaris/secundaris.

5. Qualitat dels efluents superiors

• HRT i edat de fangs ampliats(similar a la aireació estesa): garanteix una eliminació exhaustiva deambdós orgànics suspesos i dissolts.
• Aplicacions:

Aigües residuals municipals de baixa concentració.

Tractament terciari a les aigües residuals post-industrials.

6. Inconvenient clau

• Gran petjada: Requereix més espai que els sistemes de fangs activats convencionals.

Característiques tècniques de les fosses d’oxidació

1. Diversitat en la configuració estructural

Les fosses d’oxidació tradicionals presenten dissenys de canals tancats, que han evolucionat cap a diverses configuracions avançades:

• Formes de canal: Sistemes circulars, ovalats, d’un sol canal o multicanal.
• Dissenys multicanal:

Canals interconnectats concèntrics (per exemple,Tipus orbalfosses).

Canals paral·lels de mida igual (per exemple,Triple canalfosses).

• Clarificadors integrats i separats:

Dissenys integrats: Dipòsits de sedimentació en forma de vaixell en forma de vaixell o de canal lateral.

Dissenys separats: Clarificadors secundaris convencionals.

Aquesta versatilitat permet un funcionament i una adaptabilitat flexibles a diversos estàndards efluents mitjançant combinacions modulars.

2. Varietat d’equips d’airejat

Les fosses d’oxidació utilitzen múltiples dispositius d’aire, impulsant la innovació tecnològica:

• Aerators superficials: Rotors (pinzells/discos), airejadors de superfície mecànica (per exemple,Carrusel fosses).
• Aerators de jet: E.g., Jacfosses.
• Evolució històrica:

Fosses de pasveer(basat en rotor) →Carrusel(Aerators de l'eix vertical) →Jet-aeratsistemes.

El desenvolupament de dispositius d’airejat influeix directament en els avenços d’oxidació, amb nous equips que sovint defineixen noves variants de processos.

3. Intensitat d’airejació regulable

L’airejat es pot ajustar a través de:

• Desbordament de l'alçada de Weir: Ajusta la profunditat de l'aigua, alterant la submergència de l'aerador i l'eficiència de transferència d'oxigen.
• Velocitat de rotor/airejador: Modifica la intensitat de l'aeració i la velocitat del flux.

A diferència dels sistemes de fangs activats convencionals, la Aeració es localitza a1-2 puntsper canal, adaptat al tipus de rasa i característiques influents.

4. Característiques del flux de connexió

• Dinàmica de flux: Malgrat la barreja completa, cada canal exhibeixTrets de flux de plug-flux, fomentant un biofoculació robusta per:

Els fangs millorats s’instal·len en clarificadors.

EfectivaEliminació de fòsfor.

• Control de nutrients: AlternantZones anòxiques/aeròbiquescapacitardesnitrificació(N-Removal) mitjançant ajustaments operatius.

5. Flux de processos simplificat

• Unitats eliminades:

Clarificadors primaris: Extended HRT (10–24h) and sludge age (>15d) Garantir una oxidació exhaustiva dels orgànics en suspensió/dissoldre.

Digestors anaeròbics: Baixa producció de fangs (<0.3 kgVSS/kgBOD) allows direct thickening/dewatering.

• Dissenys d’estalvi d’espai:

Fosses alternatives/integradesCombina l’aeració i la sedimentació, ometent els clarificadors secundaris.