Smulkių burbuliukų aeracijos sistemos veikimo matavimas ir įvertinimas AAO procese vasarą ir žiemą
Dauguma Kinijos komunalinių nuotekų valymo įrenginių (WWTP) naudoja aerobinius biologinius procesus, kad pašalintų organines medžiagas, azotą, fosforą ir kitus teršalus iš nuotekų. Vandenyje ištirpusio deguonies (DO) tiekimas yra būtina sąlyga norint išlaikyti mikrobų gyvavimo poreikį ir gydymo efektyvumą aerobiniame biologiniame procese. Vadinasi,aeracijos įrenginys yra aerobinio biologinio nuotekų valymo šerdis. Tuo pačiu metu vėdinimo sistema taip pat yrapagrindinis energijos -sunaudojantis vienetasNVĮ, apskaitantNuo 45% iki 75% visų augalų suvartojamos energijos. Be eksploatavimo sąlygų, aeracijos sistemos energijos suvartojimą įtakoja tokie veiksniai kaip nuotekų kokybė ir aplinkos sąlygos. Daugumoje Kinijos regionų būdingi keturi sezonai, gausus kritulių kiekis ir dideli sezoniniai temperatūros svyravimai. Vasaros krituliai sumažina įtekamų NV teršalų koncentraciją, o žema žiemos temperatūra daro įtaką mikrobų veiklai ir taip kenkia nuotekų kokybei. Įtekančio srauto greičio ir kokybės svyravimai taip pat kelia iššūkių tiksliai kontroliuojant NVĮ aeravimo sistemą. Be pakankamai supratimo apie smulkių burbuliukų difuzorių deguonies perdavimo charakteristikų pokyčius ir jų priežiūrą eksploatacijos metu, didelio deguonies perdavimo efektyvumo (OTE) pranašumų, susijusių su smulkių burbuliukų aeravimo sistemomis, negalima visiškai išnaudoti, o tai lemia energijos švaistymą.
Šiuo metu plačiausiai naudojamas tipas yrasmulkių burbulų difuzorius, kurio veikimas yra tiesiogiai susijęs su eksploataciniu aeravimo sistemos energijos suvartojimu. Smulkių burbuliukų difuzorių deguonies perdavimo efektyvumo matavimo metodai apima statinius bandymus (pvz., švaraus vandens bandymą) ir dinaminius bandymus (pvz., išmetamųjų dujų analizės metodą). Atliekant statinių bandymų tyrimus, daugiausia dėmesio skiriama laboratorinio-masto modeliavimui, o apie dinaminius bandymo metodus retai pranešama dėl tokių veiksnių kaip bandymų vietos reikalavimai ir bandymų vietoje apribojimai. Šiuo metu Kinija nustatė tik atitinkamus švaraus vandens tyrimo metodo standartus. Faktinio veikimo metu difuzorių deguonies perdavimo efektyvumą veikia tokie veiksniai kaip įtekančio vandens kokybė, dumblo charakteristikos, eksploatavimo sąlygos ir difuzoriaus užterštumas. Tikrasis efektyvumas labai skiriasi nuo švaraus vandens bandymo rezultatų, todėl naudojant švaraus vandens duomenis, siekiant numatyti faktinį oro tiekimo poreikį, atsiranda didelių nukrypimų. Veiksmingų NVĮ aeracijos sistemų energijos vartojimo efektyvumo stebėjimo metodų trūkumas lemia energijos švaistymą. Todėl būtina išmatuoti ir įvertinti difuzorių deguonies perdavimo efektyvumą faktinio veikimo metu, kad būtų galima laiku koreguoti aeravimo strategijas ir sutaupyti energijos bei sumažinti suvartojimą aeravimo sistemose. Šis tyrimas trunkakaip pavyzdys Šanchajaus miesto NV. Matuojant teršalų koncentraciją aerobiniame rezervuare ir OTE kitimo modelius smulkios burbulinės aeracijos sistemos kelyje vasarą ir žiemą, buvo sistemingai matuojamas ir vertinamas teršalų pašalinimo efektyvumas ir aeracijos sistemos veikimas. Tikslas yra ištirti sezoninių pokyčių įtaką aeracijos sistemos deguonies perdavimo našumui, pateikiant gaires, kaip tiksliai valdyti ir taupyti energiją- nuotekų valymo aeravimo sistemas.
1. Medžiagos ir metodai
1.1 NV veiklos apžvalga
Šanchajaus savivaldybės nuotekų valymo įrenginiuose naudojamas procesų derinysišankstinis apdorojimas + AAO procesas + giluminis pluošto filtras + UV dezinfekcija. Thevalymo našumas 3,0×10⁵ m³/d. Pagrindinis NV proceso srautas parodytas1 pav. Įtaka pirmiausia yrabuitinės nuotekos, o prieš išleidžiant į Jangdzę nuotekos atitinka „Komunalinių nuotekų valymo įrenginių teršalų išleidimo standarto“ (GB 18918-2002) A klasės standartą. Šios gamyklos anaerobinio rezervuaro, anoksinio bako ir biologinio rezervuaro aerobinio rezervuaro hidraulinės sulaikymo laikas (HRT) yra atitinkamai 1,5 val., 2,7 val. ir 7,1 val. Vidinis ir išorinis refliukso santykis yra 100%. Dumblo amžius kontroliuojamas 10-15 dienų. Gamykloje iš viso yra 8 aerobiniai rezervuarai. Vieno aerobinio bako matmenys yra 116,8 m × 75,1 m × 7,0 m (ilgis × P × A), o tūris - 11 093 m³. Mišriojo skysčio suspenduotų kietųjų dalelių (MLSS) koncentracija kontroliuojama maždaug 4 g/l. Dugnas įrengtas suUkrainietiški Ecopolemer polietileniniai vamzdiniai smulkių burbuliukų difuzoriai, kurių dydis yra 120 mm × 1 000 mm (D × L). Oro-ir-vandens santykis yra 5,7:1. Kiekvienas aerobinis bakas susideda iš 3 kanalų (1 zona, 2 zona ir 3 zona). Remiantis DO koncentracija, išmatuota dujų srauto matuokliais kanaluose, vienpakopių išcentrinių pūstuvų (4 darbiniai, 2 budėjimo režimai) kreipiamosios mentės sureguliuojamos taip, kad DO koncentracija aerobiniame bake būtų tarp 2-5 mg/l. Kiekvienos orapūtės vardinis oro srautas yra 108 m³/min, slėgis – 0,06 kPa, o galia – 160 kW. Kiekvienas kanalas valdomas atskirai, naudojant dujų srauto matuoklius. Kartu su DO skaitymo grįžtamuoju ryšiu tikrasis oro tiekimas valdomas reguliuojant vienpakopių išcentrinių pūstuvų kreipiamąsias mentes, kad vidutinis DO aerobiniame bake būtų 2–5 mg/l. Suprojektuota įtekamoji / nuotekų kokybė ir 2019 m. įtekamoji gamyklos kokybė parodyta1 lentelė.
1.2 Bandymo taško išdėstymas
Liepos (vasarą) ir gruodį (žiemą) buvo atlikti du smulkių burbuliukų aeracijos sistemos deguonies perdavimo efektyvumo bandymai realiomis eksploatavimo sąlygomis. Išilgai srauto krypties buvo įrengti 22 bandymo taškai pagal aerobinio bako apžiūros angų vietas. Atstumas tarp dviejų gretimų bandymo taškų buvo apie 5 m, atitinkamai 7, 7 ir 8 bandymo taškai 1, 2 ir 3 zonose. Bandymo taškų pasiskirstymas parodytas2 pav. Tikrasis smulkių burbuliukų difuzorių OTE kiekviename taške buvo apskaičiuotas išmatavus deguonies kiekį išmetamosiose{1}}dujose, išeinančiose iš vandens paviršiaus. Tuo pačiu metu DO koncentracija ir vandens temperatūra kiekviename taške buvo matuojama naudojant kelių parametrų vandens kokybės matuoklį (HQ 30d, Hachas, JAV), o teršalų koncentracija kiekviename taške buvo išmatuota ir analizuojama, kad būtų gautas jo kitimo modelis kelyje. Kad išvengtumėte CODKrmėginiuose, kurie nesuyra pernešant, mėginiai, paimti išilgai aerobinio rezervuaro, prieš matavimą buvo filtruojami -vietoje.
1.3 Smulkių burbuliukų difuzorių deguonies perdavimo efektyvumo matavimas tikromis sąlygomis
Smulkių burbuliukų difuzorių deguonies perdavimo efektyvumui matuoti tikromis sąlygomis buvo naudojamas Šanchajaus elektros energetikos universiteto nepriklausomai sukurtas išmetamųjų{0} dujų analizatorius, kurį sudaro dujų surinkimo sistema, dujų analizės sistema ir signalų konvertavimo sistema. Dujos buvo surinktos naudojant dujų siurblį (KVP15-KM-2-C-S, Karier, Kinija) ir gaubtą ir pristatytos į elektrocheminį deguonies jutiklį (A-01, ITG, Vokietija) analizei. Signalo konvertavimo sistema pavertė jutiklio išėjimo įtampos signalą į deguonies dalinį slėgį dujose. Atliekant išmetamųjų dujų bandymą, pirmiausia buvo išmatuotas dalinis deguonies slėgis aplinkos ore. Tada gaubtas buvo pritvirtintas prie aerobinio bako vandens paviršiaus, kad surinktų išmetamąsias dujas ir išmatuotų dalinį deguonies slėgį. Duomenys buvo įrašyti po to, kai išvestis stabilizavosi 5 minutes. Parametrai, gauti naudojant išmetamųjų dujų analizatorių, apėmė dalinį deguonies slėgį aplinkos ore ir išmetamosiose dujose, iš kurių buvo apskaičiuotas deguonies, perkelto iš dujų fazės į mišrų skystį, procentas, ty smulkiojo burbuliuko difuzoriaus OTE.1 lygtis.
Kur:
Y(O₂,oro)- Deguonies dalis ore;
Y(O₂,išjungti{0}}dujas)- Deguonies dalis išmetamosiose-dujose;
AOTE- OTE vertė.
Išmeta{0}}dujų analizatoriumi išmatuotas OTE buvo pakoreguotas pagal DO, temperatūrą ir druskingumą, kad būtų gautas standartinis smulkių burbuliukų difuzoriaus OTE (SOTE) nuotekose standartinėmis sąlygomis, kaip2 lygtis. Sočiųjų DO apskaičiavimas vandenyje parodytas3 lygtis.
Kur:
θ- Temperatūros korekcijos koeficientas, paimtas kaip 1,024, be matmenų;
ASOTE- SOTE vertė;
- Mišraus skysčio druskingumo koeficientas (apskaičiuojamas pagal bendrą ištirpusių kietųjų medžiagų kiekį mišriame skystyje), be matmenų, paprastai laikomas 0,99;
- Difuzoriaus deguonies perdavimo efektyvumo nuotekose santykis su švaraus vandens sąlygomis, be matmenų;
C - DO koncentracija vandenyje, mg/L;
CS,T- Sočiųjų DO koncentracija vandenyje esant T temperatūrai, mg/L;
CS,20- Sočiųjų DO koncentracija vandenyje esant 20 laipsnių , mg/L;
T- Vandens temperatūra, laipsniai .
1.4 Aeracijos sistemos energijos suvartojimo skaičiavimo metodas
Teorinis aerobinio rezervuaro deguonies poreikis buvo apskaičiuotas pagal aktyviojo dumblo modelį (ASM). Deguonies poreikis buvo apskaičiuotas pagal CODKrir amoniako azoto pašalinimo rezultatai, siekiant nustatyti bendrą aerobinio bako deguonies poreikį (TOD), kaip nurodyta4 lygtis.
Kur:
MTOD- TOD vertė, kg O₂/val.;
Q- Įtekančio srauto greitis, m³/d;
ΔCCODCr- Skirtumas tarp įtekančio ir nuotekų ChDS Cr koncentracijos, mg/L;
ΔCAmoniakinis azotas- Įtekančio ir nutekančio amoniakinio azoto koncentracijos skirtumas, mg/L; 4,57 yra amoniakinio azoto konversijos koeficientas NO₃⁻-N.
Deguonies tiekimo greitis smulkių burbuliukų aeravimo sistemai apskaičiuojamas kaip nurodyta(5) lygtis.
Kur:
MOTR- Faktinio deguonies tiekimo greičio vertė, kg O₂/d;
QAFR- Oro srautas, m³/h;
ŷO₂- Deguonies masės dalis ore, 0,276.
Pūstuvo galia nustatoma pagal faktinį pūstuvo oro tiekimo greitį ir išėjimo slėgį, kurį savo ruožtu lemia įsiurbimo slėgis, oro slėgio nuostoliai vamzdyne, paties smulkiojo burbuliuko difuzoriaus slėgio nuostoliai ir statinis vandens slėgis bako apačioje, kaip(6) lygtis.
Kur:
ρoro- Oro tankis, g/l, imamas 1,29 g/l;
N - Ventiliatoriaus galia, kW;
R- Universali dujų konstanta, 8,314 J/(mol·K);
Toro- Atmosferos temperatūra, laipsniai ;
B- Ventiliatoriaus konversijos koeficientas, laikomas 29,7;
- Dujų savitosios šilumos santykis, paimtas kaip pastovus 0,283;
η- Kombinuotas variklio ir orapūtės efektyvumas, paimtas kaip pastovus 0,8;
Pi- Ventiliatoriaus įsiurbimo slėgis, Pa;
Z- Panardinamasis vandens slėgis ant difuzoriaus, Pa;
Ppraradimas- Slėgio praradimas pačiame smulkių burbuliukų difuzorių, Pa;
hL- Oro slėgio nuostoliai vamzdyne, Pa.
Bandymo sąlygomis į vandenį perduoto deguonies kiekis vienam difuzoriaus sunaudotos elektros energijos vienetui [kg/(kW·h)] yra standartinis aeracijos efektyvumas (SAE), kaip nurodyta(7) lygtis. SAE vertė gali būti naudojama norint įvertinti faktinį smulkių burbuliukų difuzoriaus naudojimo efektyvumą.
Kur:
ASAE- SAE vertė.
1.5 Įprasti rodiklių matavimo metodai
Sumaišyti skysčio mėginiai buvo filtruojami per kokybinį filtravimo popierių. Tirpusis CODKr(SCODKr), amoniakinis azotas, NO₃--N ir TP buvo išmatuoti naudojant nacionalinius standartinius metodus.
2. Rezultatai ir aptarimas
2.1 Teršalų šalinimo efektyvumas
Pavaizduota pagrindinių teršalų įtakų kokybė vasarą ir žiemą NV3 pav. Vidutinis valymo srautas vasarą ir žiemą buvo atitinkamai 3,65×10⁵ m³/d ir 3,13×10⁵ m³/d.Vasaros įtaka CODKro amoniakinio azoto koncentracija buvo (188,38 ± 52,53) mg/l ir (16,93 ± 5,10) mg/l, atitinkamai.Žiemos įtaka CODKro amoniakinio azoto koncentracija buvo (187,94 ± 28,26) mg/l ir (17,91 ± 3,42) mg/l, atitinkamai. Didesnis vasaros kritulių kiekis verčia NVĮ veikti „didelės hidraulinės apkrovos - mažos teršalų apkrovos“ režimu. Hidraulinės apkrovos padidėjimas sutrumpina sistemos HRT, sumažindamas reakcijos laiką biologinėje talpykloje ir paveikdamas teršalų pašalinimą. Maža įtekančių teršalų apkrova NV gali lengvai lemti per mažą dumblo apkrovą, dėl kurios per-vėdinamas ir dumblas suirsta. NV turėtų laiku pakoreguoti dumblo apkrovą ir oro tiekimo greitį, kad sušvelnintų mažos teršalų apkrovos veikimo poveikį.Vasaros vandens temperatūra buvo (27,32 ± 1,34) laipsnio, žymiai aukštesnė už žiemos temperatūrą (17,39 ± 0,75) laipsnio.. Temperatūra yra vienas iš svarbių veiksnių, turinčių įtakos sistemos teršalų šalinimo pajėgumui. Gijinių bakterijų tolerancija yra didesnė nei flok-sudarančių bakterijų, todėl jos linkusios daugintis žemos-temperatūros aplinkoje, sukeldamos dumblo kaupimąsi. Žemesnė temperatūra taip pat sumažina aktyviajame dumble esančių mikroorganizmų fermentinį aktyvumą, sumažina substrato skilimo greitį ir endogeninio kvėpavimo greitį, todėl sumažėja teršalų pašalinimo efektyvumas. NV gali imtis priemonių, pvz., padidinti dumblo amžių ir MLSS biologiniame rezervuare, kad sumažintų neigiamą žemos temperatūros poveikį teršalų pašalinimui. Kadangi hidraulinė apkrova žiemą yra mažesnė nei vasarą, HRT aerobiniame bake šiek tiek pailgėja esant pakankamai aeracijai, kompensuojant neigiamą žemos temperatūros poveikį nitrifikacijai. Todėl nuotekų kokybė tiek vasarą, tiek žiemą atitiko GB 18918-2002 A klasės standartą.
2.2 Teršalų formų kitimo modeliai išilgai aerobinio rezervuaro
Bandymų dienomis,įtakingas SCODKrvasarą ir žiemą buvo atitinkamai 186,76 mg/l ir 248,42 mg/l, o amoniakinio azoto koncentracija buvo 22,05 mg/l ir 25,91 mg/l., atitinkamai. Galbūt dėl bendro kanalizacijos perpildymo ir gruntinio vandens įsiskverbimo įtekėjimo kokybė buvo prastesnė nei projektinės vertės. Teršalų kitimas aerobiniame bake parodytas4 pav.
Dėl fosforo išsiskyrimo anaerobiniame rezervuare, denitrifikacijos anoksiniame rezervuare ir praskiedimo dumblo grąžinimu teršalų koncentracija gerokai sumažėjo prieš patenkant į aerobinį rezervuarą. SCODKrkoncentracijos aerobinio bako įleidimo angoje vasarą ir žiemą buvo atitinkamai 30,32 mg/l ir 52,48 mg/l, o amoniakinio azoto koncentracijos buvo atitinkamai 3,90 mg/l ir 4,62 mg/l. TN koncentracija aerobinio rezervuaro įleidimo angoje vasarą ir žiemą buvo atitinkamai 4,86 mg/l ir 6,16 mg/l, nuotekose šiek tiek sumažėjo iki 4,46 mg/l ir 5,70 mg/l, o tai rodo santykinai mažą tuo pačiu metu vykstančios nitrifikacijos ir denitrifikacijos dalį aerobiniame rezervuare. SCODKrkoncentracija žymiai sumažėjo 1 zonoje iki 19,36 mg/L ir 30,20 mg/L atitinkamai vasarą ir žiemą; amoniakinio azoto koncentracija sumažėjo iki 1,75 mg/l ir 2,80 mg/l. Teršalų koncentracijos mažėjimo tendencija 2 zonoje sulėtėjo, o tai rodo, kad mažos molekulinės organinės medžiagos buvo visiškai suirusios ir nitrifikacija baigta. Teršalų koncentracija 2 zonos pabaigoje jau atitiko nuotekų išleidimo standartą. Teršalų koncentracija 3 zonoje beveik nepakito, tačiau DO reikšmė mišriame skystyje padidėjo, o tai rodo, kad didžioji dalis tiekiamo deguonies šioje zonoje ištirpo į dumblo mišrų skystį ir nebuvo panaudotas ChDS.Kroksidacija ir amoniako oksidacija. Nuotekų SCODKrkoncentracijos iš aerobinio rezervuaro vasarą ir žiemą buvo atitinkamai 15,36 mg/l ir 26,51 mg/l, o ištekančioje amoniakinio azoto koncentracijos buvo atitinkamai 0,17 mg/l ir 0,50 mg/l.Didesnį amoniako azoto pašalinimo greitį vasarą lėmė aukštesnė vandens temperatūra, dėl kurios sustiprėja mikroorganizmų nitrifikacijos{0}}denitrifikacijos aktyvumas.. Zhang Tao ir kt. rado taižema žiemos temperatūra sumažina amoniaką -oksiduojančių bakterijų ir nitritus-oksiduojančių bakterijų gausą, todėl sumažėja amoniakinio azoto pašalinimo greitis NV.
2.3 Išjungta-Dujų bandymo rezultatai aerobiniame bake
Smulkių burbuliukų aeravimo sistemos deguonies perdavimo efektyvumo lauko bandymai buvo atlikti palei aerobinį baką vasarą ir žiemą, naudojant išmetamųjų{0}}dujų analizatorių. Rezultatai rodomi5 pav. DO koncentracija aerobiniame bake palaipsniui didėjo srauto kryptimi. DO koncentracija mišriame skystyje priklauso nuo deguonies kiekio, kurį difuzoriai (ty OTR) perneša iš dujinės fazės į skystąją fazę, ir nuo mikroorganizmų suvartojamo deguonies kiekio (ty OUR). Substratas yra gausus aerobinio bako priekiniame gale, o mikroorganizmams reikia daugiau deguonies, kad suardytų substratą. Todėl DO koncentracija buvo mažiausia 1 zonoje tiek vasarą, tiek žiemą – atitinkamai (1,54 ± 0,22) mg/l ir (1,85 ± 0,31) mg/l. DO koncentracija 2 zonoje atitinkamai padidėjo iki (2,27 ± 0,45) mg/l ir (2,04 ± 0,13) mg/l. 3 zonoje DO koncentracija buvo atitinkamai (4,48 ± 0,55) mg/l ir (4,53 ± 1,68) mg/l. DO kitimo modelis kelyje atitinka teršalų koncentraciją. Organinių medžiagų skaidymas ir nitifikacija iš esmės buvo baigti 2 zonoje. Organinių medžiagų kiekis 3 zonoje yra mažesnis, todėl sumažėja deguonies poreikis, todėl deguonis nėra visiškai panaudojamas ir kaupiamas vandens fazėje kaip DO, todėl DO koncentracija padidėja iki pernelyg aukšto lygio. Vidutinis DO 3 zonoje buvo žymiai didesnis nei 2,0 mg/l, o tai rodo, kad aerobinio rezervuaro gale yra per-aeracija. Endogeninis aktyviojo dumblo kvėpavimas sumažina dumblo aktyvumą ir gali lengvai sukelti dumblo tūrį, kartu eikvojant energiją. Pernelyg didelė DO koncentracija aerobinio rezervuaro gale taip pat lemia didesnę DO koncentraciją grįžtamajame tirpale, o tai ne tik padidina DO koncentraciją, patenkančią į anoksinį baką per išorinį refliuksą, bet ir sumažina turimo COD Cr kiekį, taip sumažinant denitrifikacijos efektyvumą. Todėl 3 zonoje rekomenduojama sumažinti oro padavimą, išlaikant tik reikiamą maišymo intensyvumą, taupant aeracijos energijos sąnaudas.
Kaip parodyta5 pav, egzistuoja reikšmingi skirtumai tarp difuzorių deguonies perdavimo skirtinguose kanaluose, kai jie veikia nuo vasaros iki žiemos. Žiemą išmatuotas vidutinis OTE buvo 9,72 proc., mažesnis nei vasarą išmatuotas rezultatas (16,71 proc.). Taip yra todėlsumažėjus vandens temperatūrai, sumažėja mikroorganizmų aktyvumas NV aerobiniame rezervuare, dėl to sumažėja deguonies panaudojimas. Pakoregavus temperatūrą, druskingumą ir DO, vidutinės SOTE vertės vasarą ir žiemą buvo atitinkamai 17,69% ir 14,21%. Vasaros SOTE buvo šiek tiek didesnis nei žiemą, galbūt todėlužsitęsusi operacija padidina difuzoriaus užsiteršimą, blokuoja poras ir sumažina difuzoriaus deguonies perdavimo efektyvumą.
2.4 Aerobinio bako aeravimo sistemos energijos optimizavimo potencialo analizė
Pagal (3) ir (4) lygtis buvo apskaičiuotas deguonies poreikis, deguonies tiekimo greitis ir ventiliatoriaus galia kiekvienam aerobinio bako kanalui vasarą ir žiemą, kaip parodyta2 lentelė. Bendras aerobinio rezervuaro deguonies poreikis žiemą buvo apie 34,91% didesnis nei vasarą, dėl didesnio įtekančio COD.Krir amoniakinio azoto teršalų apkrova žiemą, palyginti su vasara. Deguonies poreikis kiekvienoje aerobinio rezervuaro zonoje mažėja, nes įtekamieji teršalai suskaidomi kelyje. 1 zona turi didžiausią teršalų koncentraciją ir pakankamai substrato, todėl yra didesnis mikrobų aktyvumas, todėl jos deguonies poreikis yra didžiausias. Kadangi teršalai nuolat skaidomi, deguonies poreikis 2 ir 3 zonose palaipsniui mažėja. Vasarą trijų zonų deguonies poreikis buvo atitinkamai 72,62%, 21,65% ir 5,73% viso aerobinio rezervuaro deguonies poreikio. Žiemą proporcijos buvo atitinkamai 72,84%, 24,53% ir 2,63%. Įprastuose aktyviojo dumblo reaktoriuose deguonies poreikis priekinei sekcijai yra 45% -55%, vidurinei sekcijai 25% -35%, o galinei - 15% -25%. Apdorojimo apkrova šio aerobinio bako gale yra mažesnė nei įprastinės vertės. Oro tiekimas priekinėje dalyje gali būti atitinkamai sumažintas, todėl kai kurie teršalai gali suskaidyti galinėse dalyse.
Palyginti su vasara,Žiemą biologinio valymo proceso deguonies poreikis yra didesnis, o smulkiosios burbulinės aeracijos sistemos deguonies perdavimo efektyvumas yra mažesnis, todėl reikalingas didesnis oro tiekimas. NV eksploataciniais duomenimis, bendras orapūtės oro padavimo greitis vasarą ir žiemą buvo atitinkamai 76,23 m³/h ir 116,70 m³/h. Oro tiekimas buvo didžiausias 1 zonoje, o oro tiekimas 2 ir 3 zonose buvo panašus, bet mažesnis nei 1 zonoje. Deguonies tiekimas vasarą buvo 38,99 % didesnis nei deguonies poreikis, o tai rodo didelį energijos taupymo potencialą. Deguonies tiekimas tiek 2, tiek 3 zonose viršijo faktinį deguonies poreikį. Deguonies tiekimas žiemą buvo 7,07% didesnis nei deguonies poreikis. Deguonies tiekimas ir poreikis 1 ir 2 zonose buvo suderinti, o per-aeracija įvyko 3 zonoje. Pūstuvo galia yra proporcinga oro tiekimo greičiui, kaip nurodyta (6) lygtyje. Orapūtės elektros energijos sąnaudos vasarą ir žiemą buvo atitinkamai 85,21 kW ir 130,44 kW. Henkel tai siūlopakilus oro temperatūrai, sumažėja aeracijos sistemų orapūtių galia. Reaguodami į deguonies poreikio skirtumus skirtinguose kanaluose, NV turi imtis atitinkamų aeracijos reguliavimo priemonių, pvz., siaurėjančio aeravimo. Tai gali apimti iki galo atidaryti oro tiekimo atšakos vamzdžius priekiniame gale, atidaryti viduriniame gale esančius vamzdžius iki pusės ir sureguliuoti atšakos vamzdžius gale iki minimalios angos.taupyti tiekiamo oro ir aeracijos energijos sąnaudas.
Toliau kiekybiškai įvertinant faktinį smulkių burbuliukų difuzorių naudojimo efektyvumą, standartinis aeracijos efektyvumas (SAE) aerobiniame bake vasarą buvo 2,57 kg O₂/kW·h, o tai yra 32,29 % didesnis nei žiemą. Įtekančio vandens kokybės, kiekio ir temperatūros skirtumai vasarą ir žiemą lemia didelius NV aeracijos sistemos veikimo ir valdymo skirtumus. Energijos švaistymas vasarą buvo didesnis nei žiemą, o aeracijos sistema pasiekė geresnį pasiūlos-paklausos balansą žiemą. Atsižvelgiant į įtekančio srauto greitį ir kokybę,vasarą būtų galima atitinkamai sumažinti oro tiekimątuo pačiu užtikrinant nuotekų kokybę ir tinkamą maišymą aerobiniame rezervuare. Žiemą, siekiant sumažinti didelės įtekamų teršalų apkrovos ir žemos temperatūros poveikį, reikia užtikrinti pakankamą aeraciją. Tačiau svarbu atkreipti dėmesį, kad ilgai-veikiant, teršalai kaupiasi difuzorių paviršiuje ir porų viduje, palaipsniui užkimšdami poras, todėl sumažės deguonies perdavimo efektyvumas. Jei difuzoriaus valymas neatliekamas laiku, aeracijos sistema gali nepakankamai tiekti deguonį, o tai gali turėti įtakos nuotekų kokybei.
NVĮ naudojama DO{0}}pūstuvo oro srauto valdymo strategija. Aeracijos valdymo sistemos tikslas – užtikrinti stabilią DO aplinką mikroorganizmams aerobiniame bake ir užtikrinti nuotekų atitiktį. Tačiau vien DO grįžtamojo ryšio mechanizmas negali įvertinti vėdinimo sistemos energijos taupymo- potencialo. Aeracijos sistemos deguonies perdavimo efektyvumo lauko bandymas leidžia tiksliai apskaičiuoti tikrąjį aeracijos sistemos deguonies tiekimo greitį ir apibūdina jo kitimo modelį kelyje. Kartu su deguonies poreikio duomenimis, tai leidžia tiksliai valdyti aeravimo sistemą, kad būtų pasiektas pasiūlos-paklausos balansas ir energijos taupymo bei suvartojimo mažinimo tikslas.
3. Išvada
- Aukštesnė vasaros vandens temperatūra padidina mikrobų nitrifikacijos aktyvumą ir denitrifikaciją, todėl žiemą, palyginti su vasarą, išleidžiamas didesnis ChDS Cr ir amoniakinis azotas. Tačiau dėl mažesnės hidraulinės apkrovos žiemą nei vasarą, pailginta PHT aerobiniame bake ir pakankama aeracija atsveria neigiamą žemos temperatūros poveikį nitrifikacijai. Todėl nuotekų kokybė tiek vasarą, tiek žiemą atitiko GB 18918-2002 A klasės standartą.
- Palyginti su vasara, biologinio valymo proceso deguonies poreikis žiemą yra didesnis, smulkiosios burbulinės aeracijos sistemos deguonies perdavimo efektyvumas mažesnis, todėl reikalingas didesnis oro tiekimo greitis ir mažesnis aeracijos efektyvumas.
- Deguonies tiekimas vasarą ir žiemą buvo atitinkamai 38,99 % ir 7,07 % didesnis nei deguonies poreikis, o tai rodo didesnį energijos taupymo potencialą vasarą. Teršalų koncentracija aerobiniame rezervuare palaipsniui mažėja, o pabaigoje išlieka beveik pastovi, o DO koncentracija pabaigoje yra daug didesnė nei priekyje. Tai rodo, kad didžioji dalis pabaigoje tiekiamo deguonies ištirpsta į dumblo mišinį ir nėra naudojamas ChDS.Kroksidacija ir amoniako oksidacija, o tai rodo per{0}}aeraciją. Todėl oro tiekimas aerobinio bako gale gali būti atitinkamai sumažintas, tuo pačiu užtikrinant nuotekų kokybę ir tinkamą maišymą.