Kod anaerobnog tretmana kućnih otpadnih voda, vrijeme zadržavanja se održava duže od 2 sata, anoksično vrijeme zadržavanja više od 2 sata, a vrijeme zadržavanja u aerobnom rezervoaru 6 sati. Čini se da su anaerobna i anoksična vremena zadržavanja za bolje uklanjanje organske tvari. Ako je sadržaj organske tvari nizak, da li je potrebno skratiti vrijeme zadržavanja? A ako je sadržaj organske tvari visok, da li je potrebno produžiti vrijeme zadržavanja? Kakav bi bio uticaj ako je vrijeme zadržavanja predugo ili prekratko? Čini se da duže vrijeme aerobnog zadržavanja olakšava rast nitrificirajućih bakterija za efikasnije uklanjanje amonijačnog dušika. Hvala vam, stručnjaci, na (popularnom naučnom objašnjenju)!
Hidraulično vrijeme zadržavanja (HRT) se često zanemaruje u svakodnevnom upravljanju radom, a ipak je važan referentni podatak, posebno za sisteme za uklanjanje dušika i fosfora!
1. Što je hidraulično vrijeme zadržavanja (HRT)?
Hidraulično vrijeme zadržavanja (skraćeno HRT) je termin koji se koristi u procesima obrade vode. Odnosi se na prosječno vrijeme u kojem otpadna voda koja se tretira ostaje u reaktoru, odnosno na prosječno vrijeme reakcije između otpadne vode i mikroorganizama u biološkom reaktoru.
Za biološki tretman, HNL mora ispuniti zahtjeve specifičnog procesa. U suprotnom, ako je HNL nedovoljan, biokemijske reakcije će biti nepotpune, što će dovesti do slabije učinkovitosti liječenja. Suprotno tome, preduga HNL može uzrokovati starenje mulja u sistemu.
Tabela: HRT za različite procese tretmana otpadnih voda
Kada je efikasnost tretmana loša, za verifikaciju se može koristiti projektovana vrednost HRT. Prilikom provjere HRT-a, brzina protoka treba uključivati povratni tok mulja. Ako je HRT premali, protok otpadne vode treba polako smanjiti; ako je prevelik, protok otpadne vode treba polako povećavati. Imajte na umu da sve promjene u protoku otpadne vode treba raditi postepeno kako bi se izbjeglo nametanje udarnog opterećenja na sistem. S obzirom na izazovnu prirodu tretmana otpadnih voda, smanjenje protoka ulazne otpadne vode ne bi trebalo biti olako učinjeno; prilagođavanja prvenstveno treba izvršiti na stopi povratnog toka.
U konvencionalnom procesu aktivnog mulja, HRT u velikoj mjeri određuje stupanj tretmana otpadnih voda jer određuje vrijeme zadržavanja mulja. Međutim, u MBR (Membrane Bioreactor) procesu, efekat razdvajanja membrane u potpunosti zadržava mikroorganizme unutar reakcionog rezervoara, čime se postiže potpuno odvajanje hidrauličkog vremena zadržavanja i starosti mulja!
2. Izračun hidrauličkog vremena zadržavanja (HRT)
Postoje zapravo dvije vrste hidrauličkog vremena zadržavanja u tretmanu otpadnih voda: jedno se zove nominalno vrijeme hidrauličkog zadržavanja, a drugo je stvarno hidraulično vrijeme zadržavanja!
1. Nominalno hidraulično vrijeme zadržavanja
Kao što naziv govori, ovo je proračun zasnovan na definiciji: hidraulično vrijeme zadržavanja jednako je efektivnoj zapremini sistema za prečišćavanje otpadnih voda podijeljenoj sa protokom vode.
Ako je efektivna zapremina sistema za prečišćavanje otpadnih voda V (m³), a Q je satni ulazni protok (m³/h), onda je formula za hidrauličko vreme zadržavanja:
`HRT=V / Q`
2. Stvarno vrijeme hidrauličkog zadržavanja
Stvarno vrijeme hidrauličkog zadržavanja odnosi se na stvarno vrijeme koje otpadna voda stvarno ostaje u sistemu za tretman i mora uzeti u obzir povratni tok mulja:
Ako je efektivna zapremina sistema za prečišćavanje otpadnih voda V (m³), Q je satni ulazni protok (m³/h), a R je omjer recirkulacije mulja, tada je formula za vrijeme hidrauličkog zadržavanja:
`HRT=V / [(1 + R) Q]`
Dakle, u sistemu za uklanjanje azota, da li je unutrašnji recirkulacijski tok uključen u izračunavanje stvarnog hidrauličkog vremena zadržavanja za anoksični rezervoar? O ovom pitanju se raspravljalo. Generalno, unutrašnji recirkulacijski protok nije uključen u formulu za stvarni HRT anoksičnog rezervoara. Propisi obično daju opseg samo za anoksični rezervoar HRT. Za proračun anoksičnog rezervoara HRT, vanjski omjer recirkulacije R je uključen bez spora; Općenito je prihvaćeno da je efektivni ulazni protok (1+R)Q.
Stoga se anoksični rezervoar HRT općenito smatra HRT=V / [(1 + R) Q].
Što se tiče toga da li se unutrašnji recirkulacijski protok treba računati za anoksični rezervoar HRT, iz makroskopske perspektive, ako je omjer interne recirkulacije r=4 ili N, smatramo da se voda recirkulacija 4 ili N puta. Dakle, iako je vrijeme zadržavanja po prolazu kratko, ukupno vrijeme preko 4 ili N prolaza je ekvivalentno, efektivno nadoknađujući utjecaj unutrašnje recirkulacije.
Stoga, unutrašnji recirkulacijski tok nije uključen u formulu.
3. Uloga hidrauličkog retencionog vremena (HRT)
Učinak HNL-a na uklanjanje dušika
U A²/O procesu, pod uslovima dovoljno dugog HRT-a, postoji dobra efikasnost uklanjanja NH₃-N. Ako je HRT prekratak, različite populacije mikroba u reakcionom spremniku nemaju dovoljno vremena za rast, mulj se prebrzo ispere, a reakcije nitrifikacije i denitrifikacije se ne odvijaju u potpunosti. Kada HRT dostigne određenu vrijednost, dovoljnu da se reakcije u svakom reaktoru odvijaju u potpunosti, daljnje povećanje HRT samo dodaje ekonomski teret bez značajnijeg poboljšanja uklanjanja dušika.
Međutim, istraživanje hibridnih MBR procesa pokazalo je da se unutar testiranog HRT opsega (4,97h - 8.70h), efikasnost uklanjanja TN sistema povećava kako se HRT smanjuje. To je zato što se pod dugim HRT uslovima smanjuje organska stopa opterećenja sistema, što može intenzivirati endogeno disanje biomase, uticati na aktivnost mulja i na kraju smanjiti efikasnost uklanjanja zagađivača iz sistema. Smanjenje HRT-a može povećati stopu organskog opterećenja sistema, čime se povećava kapacitet denitrifikacije sistema i konačno poboljšava učinak uklanjanja dušika.
Učinak HNL-a na uklanjanje fosfora
U SBR procesu, HRT ima relativno mali uticaj na efikasnost uklanjanja PO₄³⁻-P; ovaj proces ne pokazuje značajno uklanjanje效果 za PO₄³⁻-P. To može biti zato što su denitrifikujuće bakterije i organizmi koji akumuliraju polifosfat-(PAO) oboje heterotrofni. Denitrifikacijske bakterije mogu uzeti i iskoristiti VFA prije PAO za denitrifikaciju, a PAO imaju strožije zahtjeve za izvore ugljika od denitrifikujućih bakterija – lako biorazgradivu organsku tvar prvenstveno koriste denitrifikacijske bakterije. Ovo dovodi do manjeg izvora ugljika koji se adsorbira od strane PAO, odnosno manje VFA, što rezultira manje PHB (poli- -hidroksibutirata) generiranog u anaerobnim uvjetima. Posljedično, energija potrebna za oslobađanje fosfora je relativno smanjena.
Istraživanje A²/O procesa pokazuje da kako se HRT povećava, efikasnost uklanjanja TP ne mora nužno rasti kontinuirano, već pokazuje trend prvo povećanja, a zatim opadanja. Kada je HRT 8h, efikasnost uklanjanja TP-a je najveća, što ukazuje na najbolji učinak uklanjanja. Kada se HRT poveća na 12h, efikasnost uklanjanja TP pokazuje opadajući trend, a učinak uklanjanja fosfora se pogoršava. Ovo ukazuje da je dovoljno duga HNL korisna za uklanjanje TP. Međutim, kako se HNL dalje povećava, brzina uklanjanja TP postupno se smanjuje, što može imati negativan učinak na uklanjanje fosfora. To može biti zato što ako je HNL prevelik, može dovesti do mulja