Pri anaerobnem čiščenju gospodinjske odpadne vode se zadrževalni čas vzdržuje več kot 2 uri, anoksični zadrževalni čas več kot 2 uri in aerobni zadrževalni čas v rezervoarju 6 ur. Zdi se, da sta anaerobni in anoksični zadrževalni čas namenjena boljšemu odstranjevanju organskih snovi. Če je vsebnost organske snovi nizka, ali je treba skrajšati retenzijski čas? In če je vsebnost organske snovi visoka, ali je treba podaljšati retenzijski čas? Kakšen bi bil vpliv, če bi bil čas hrambe predolg ali prekratek? Zdi se, da daljši aerobni zadrževalni čas olajša rast nitrificirajočih bakterij za učinkovitejše odstranjevanje dušika iz amoniaka. Hvala, strokovnjaki, za (poljudnoznanstveno razlago)!
Hidravlični zadrževalni čas (HRT) je pri vsakodnevnem vodenju delovanja pogosto spregledan, vendar je pomembna referenčna podatkovna točka, zlasti za sisteme za odstranjevanje dušika in fosforja!
1. Kaj je hidravlični zadrževalni čas (HRT)?
Hidravlični zadrževalni čas (skrajšano HRT) je izraz, ki se uporablja v postopkih obdelave vode. Nanaša se na povprečni čas, ko odpadna voda, ki jo je treba očistiti, ostane v reaktorju, tj. povprečni reakcijski čas med odpadno vodo in mikroorganizmi v biološkem reaktorju.
Za biološko obdelavo mora HRT izpolnjevati zahteve specifičnega postopka. V nasprotnem primeru, če je HNZ nezadostno, bodo biokemične reakcije nepopolne, kar vodi do manjše učinkovitosti zdravljenja. Nasprotno pa lahko predolgo HRT povzroči staranje blata v sistemu.
Tabela: HRT za različne postopke čiščenja odpadne vode
Kadar je učinkovitost zdravljenja slaba, se lahko za preverjanje uporabi načrtovana vrednost HRT. Pri preverjanju HRT mora pretok vključevati povratni tok blata. Če je HRT premajhen, je treba pretok odpadne vode počasi zmanjševati; če je prevelik, je treba pretok odpadne vode počasi povečevati. Upoštevajte, da je treba vse spremembe pretoka odpadne vode narediti postopoma, da preprečite udarno obremenitev sistema. Glede na zahtevno naravo čiščenja odpadne vode zmanjšanja pretoka vhodne odpadne vode ne bi smeli narediti zlahka; prilagoditi je treba predvsem stopnjo povratnega toka.
Pri konvencionalnem procesu z aktivnim blatom HRT v veliki meri določa stopnjo čiščenja odpadne vode, ker določa čas zadrževanja blata. Vendar pa pri procesu MBR (membranski bioreaktor) učinek ločevanja membrane popolnoma zadrži mikroorganizme v reakcijski posodi, s čimer se doseže popolna ločitev hidravličnega zadrževalnega časa in starosti blata!
2. Izračun hidravličnega zadrževalnega časa (HRT)
Dejansko obstajata dve vrsti hidravličnega zadrževalnega časa pri čiščenju odpadne vode: eden se imenuje nazivni hidravlični zadrževalni čas, drugi pa dejanski hidravlični zadrževalni čas!
1. Nazivni hidravlični zadrževalni čas
Kot že ime pove, je to izračun, ki temelji na definiciji: hidravlični zadrževalni čas je enak efektivni prostornini sistema za čiščenje odpadne vode, deljeni s stopnjo dotoka.
Če je efektivna prostornina sistema za čiščenje odpadne vode V (m³) in je Q urni vtočni pretok (m³/h), potem je formula za hidravlični zadrževalni čas:
`HRT=V / Q`
2. Dejanski hidravlični zadrževalni čas
Dejanski hidravlični zadrževalni čas se nanaša na realni čas, ko odpadna voda dejansko ostane v čistilnem sistemu, in mora upoštevati povratni tok blata:
Če je efektivna prostornina sistema za čiščenje odpadne vode V (m³), Q je urni vtočni pretok (m³/h) in je R razmerje recirkulacije blata, potem je formula za hidravlični zadrževalni čas:
`HRT=V / [(1 + R) Q]`
Ali je torej v sistemu za odstranjevanje dušika notranji recirkulacijski tok vključen v izračun dejanskega hidravličnega zadrževalnega časa za anoksični rezervoar? O tem vprašanju se je razpravljalo. Na splošno notranji recirkulacijski tok ni vključen v formulo za dejansko HRT anoksičnega rezervoarja. Predpisi običajno določajo le razpon za HRT za anoksični rezervoar. Za izračun HRT anoksičnega rezervoarja je razmerje zunanje recirkulacije R brez spora vključeno; splošno sprejeto je, da je efektivna dotočna stopnja (1+R)Q.
Zato se HRT v anoksičnem rezervoarju na splošno obravnava kot HRT=V / [(1 + R) Q].
Glede na to, ali je treba notranji recirkulacijski tok šteti za anoksični rezervoar HRT, z makroskopskega vidika, če je razmerje notranjega recirkulacije r=4 ali N, menimo, da voda kroži 4 ali N-krat. Torej, čeprav je zadrževalni čas na prehod kratek, je skupni čas v 4 ali N prehodih enakovreden, kar učinkovito izravna vpliv notranje recirkulacije.
Zato notranji recirkulacijski tok ni vključen v formulo.
3. Vloga hidravličnega zadrževalnega časa (HRT)
Vpliv HNZ na odstranjevanje dušika
V procesu A²/O je pod pogoji dovolj dolgega HRT dobra učinkovitost odstranjevanja NH3-N. Če je HRT prekratek, različne mikrobne populacije v reakcijski posodi nimajo dovolj časa za rast, blato se prehitro izpere in tako reakciji nitrifikacije kot denitrifikacije ne potekata v celoti. Ko HRT doseže določeno vrednost, ki zadošča za popolno potek reakcij v vsakem reaktorju, nadaljnje zvišanje HRT le doda gospodarsko breme, ne da bi zagotovilo pomembnejše izboljšanje odstranjevanja dušika.
Vendar pa je raziskava o hibridnih procesih MBR pokazala, da se je znotraj testiranega območja HRT (4,97h - 8.70h) učinkovitost odstranjevanja TN sistema povečala, ko se je HRT zmanjšal. To je zato, ker se pod dolgotrajnimi pogoji HRT stopnja organske obremenitve sistema zmanjša, kar lahko okrepi endogeno dihanje biomase, vpliva na aktivnost blata in na koncu zmanjša učinkovitost odstranjevanja onesnaževal sistema. Zmanjšanje HRT lahko poveča stopnjo organske obremenitve sistema, s čimer se poveča denitrifikacijska zmogljivost sistema in končno izboljša učinkovitost odstranjevanja dušika.
Vpliv HNZ na odstranjevanje fosforja
V procesu SBR ima HRT razmeroma majhen vpliv na učinkovitost odstranjevanja PO₄³⁻-P; ta postopek ne kaže pomembne odstranitve效果 za PO₄³⁻-P. To je morda zato, ker so denitrifikacijske bakterije in organizmi, ki kopičijo polifosfat (PAO), heterotrofni. Denitrifikacijske bakterije lahko sprejmejo in uporabijo VFA pred PAO za denitrifikacijo, PAO pa imajo strožje zahteve za vire ogljika kot denitrifikacijske bakterije – lahko biološko razgradljivo organsko snov prednostno uporabljajo denitrifikacijske bakterije. To povzroči manj vira ogljika, ki ga adsorbirajo PAO, ustrezno manj VFA, kar ima za posledico manj PHB (poli- -hidroksibutirata), ki nastane v anaerobnih pogojih. Posledično se energija, potrebna za sproščanje fosforja, relativno zmanjša.
Raziskave o procesu A²/O kažejo, da z naraščanjem HNZ učinkovitost odstranjevanja TP ne narašča nujno stalno, temveč kaže trend najprej naraščanja in nato upadanja. Ko je HRT 8 ur, je učinkovitost odstranjevanja TP največja, kar kaže na najboljšo učinkovitost odstranjevanja. Ko se HRT poveča na 12 ur, kaže učinkovitost odstranjevanja TP trend upadanja, učinkovitost odstranjevanja fosforja pa se poslabša. To kaže, da je dovolj dolgo HNZ koristno za odstranitev TP. Ko pa se HRT še poveča, se stopnja odstranitve TP postopoma zmanjša, kar lahko negativno vpliva na odstranitev fosforja. To je morda zato, ker lahko HRT, če je prevelik, povzroči nastanek blata