Dalam rawatan anaerobik air sisa domestik, masa pengekalan dikekalkan selama lebih daripada 2 jam, masa pengekalan anoksik selama lebih daripada 2 jam, dan masa pengekalan tangki aerobik selama 6 jam. Nampaknya masa pengekalan anaerobik dan anoksik adalah untuk penyingkiran bahan organik yang lebih baik. Sekiranya kandungan bahan organik rendah, adakah masa pengekalan perlu dipendekkan? Dan jika kandungan bahan organik tinggi, adakah masa pengekalan perlu dipanjangkan? Apakah kesan jika masa pengekalan terlalu lama atau terlalu singkat? Nampaknya masa pengekalan aerobik yang lebih lama adalah untuk memudahkan pertumbuhan bakteria nitrifikasi untuk penyingkiran nitrogen ammonia yang lebih berkesan. Terima kasih, pakar, untuk (penjelasan sains popular)!
Masa Pengekalan Hidraulik (HRT) sering diabaikan dalam pengurusan operasi harian, namun ia merupakan titik data rujukan yang penting, terutamanya untuk sistem penyingkiran nitrogen dan fosforus!
1. Apakah Masa Pengekalan Hidraulik (HRT)?
Masa Pengekalan Hidraulik (disingkat HRT) ialah istilah yang digunakan dalam proses rawatan air. Ia merujuk kepada purata masa air sisa yang akan dirawat kekal di dalam reaktor, iaitu, purata masa tindak balas antara air sisa dan mikroorganisma dalam reaktor biologi.
Untuk rawatan biologi, HRT mesti memenuhi keperluan proses tertentu. Jika tidak, jika HRT tidak mencukupi, tindak balas biokimia akan menjadi tidak lengkap, membawa kepada kecekapan rawatan yang lebih lemah. Sebaliknya, HRT yang terlalu panjang boleh menyebabkan penuaan enap cemar dalam sistem.
Jadual: HRT untuk Proses Rawatan Air Sisa Berbeza
Apabila kecekapan rawatan adalah lemah, nilai HRT reka bentuk boleh digunakan untuk pengesahan. Apabila mengesahkan HRT, kadar aliran hendaklah termasuk aliran pulangan enapcemar. Jika HRT terlalu kecil, kadar aliran air sisa perlu dikurangkan secara perlahan; jika ia terlalu besar, kadar aliran air sisa perlu ditingkatkan perlahan-lahan. Ambil perhatian bahawa sebarang perubahan dalam kadar aliran air sisa hendaklah dibuat secara beransur-ansur untuk mengelakkan daripada mengenakan beban kejutan pada sistem. Memandangkan sifat rawatan air sisa yang mencabar, mengurangkan kadar aliran air sisa yang masuk tidak boleh dilakukan dengan mudah; pelarasan hendaklah dibuat terutamanya kepada kadar aliran pulangan.
Dalam proses enapcemar teraktif konvensional, HRT sebahagian besarnya menentukan tahap rawatan air sisa kerana ia menentukan masa pengekalan enap cemar. Walau bagaimanapun, dalam proses MBR (Membrane Bioreactor), kesan pemisahan membran sepenuhnya mengekalkan mikroorganisma dalam tangki tindak balas, dengan itu mencapai pengasingan lengkap masa pengekalan hidraulik dan umur enapcemar!
2. Pengiraan Masa Pengekalan Hidraulik (HRT)
Sebenarnya terdapat dua jenis masa pengekalan hidraulik dalam rawatan air sisa: satu dipanggil Masa Pengekalan Hidraulik Nominal, dan satu lagi ialah Masa Pengekalan Hidraulik Sebenar!
1. Masa Pengekalan Hidraulik Nominal
Seperti namanya, ini adalah pengiraan berdasarkan definisi: masa pengekalan hidraulik bersamaan dengan isipadu berkesan sistem rawatan air sisa dibahagikan dengan kadar aliran influen.
Jika isipadu berkesan sistem rawatan air sisa ialah V (m³), dan Q ialah kadar aliran influen setiap jam (m³/j), maka formula untuk masa pengekalan hidraulik ialah:
`HRT=V / Q`
2. Masa Pengekalan Hidraulik Sebenar
Masa pengekalan hidraulik sebenar merujuk kepada air sisa masa sebenar yang sebenarnya kekal dalam sistem rawatan, dan ia perlu mengambil kira aliran pulangan enapcemar:
Jika isipadu berkesan sistem rawatan air sisa ialah V (m³), Q ialah kadar aliran influen setiap jam (m³/j), dan R ialah nisbah edaran semula enapcemar, maka formula untuk masa pengekalan hidraulik ialah:
`HRT=V / [(1 + R) Q]`
Jadi, dalam sistem penyingkiran nitrogen, adakah aliran edaran semula dalaman termasuk dalam pengiraan masa pengekalan hidraulik sebenar untuk tangki anoksik? Isu ini telah diperdebatkan. Secara amnya, aliran edaran semula dalaman tidak termasuk dalam formula untuk HRT sebenar tangki anoksik. Peraturan biasanya hanya menyediakan julat untuk tangki anoksik HRT. Untuk pengiraan tangki anoksik HRT, nisbah peredaran semula luaran R disertakan tanpa pertikaian; diterima umum bahawa kadar aliran pengaruh berkesan ialah (1+R)Q.
Oleh itu, HRT tangki anoksik biasanya dianggap sebagai HRT=V / [(1 + R) Q].
Berkenaan sama ada aliran peredaran semula dalaman perlu dikira untuk tangki anoksik HRT, dari perspektif makroskopik, jika nisbah peredaran semula dalaman r=4 atau N, kami menganggap bahawa air dikitar semula 4 atau N kali. Jadi, walaupun masa pengekalan setiap pas adalah singkat, jumlah masa melebihi 4 atau N pas ditambah menjadi setara, dengan berkesan mengimbangi pengaruh peredaran semula dalaman.
Oleh itu, aliran peredaran semula dalaman tidak termasuk dalam formula.
3. Peranan Masa Pengekalan Hidraulik (HRT)
Kesan HRT pada Penyingkiran Nitrogen
Dalam proses A²/O, di bawah keadaan HRT yang cukup panjang, terdapat kecekapan penyingkiran yang baik untuk NH₃-N. Jika HRT terlalu pendek, pelbagai populasi mikrob dalam tangki tindak balas tidak mempunyai masa yang mencukupi untuk berkembang, enapcemar dihanyutkan terlalu cepat, dan kedua-dua tindak balas nitrifikasi dan denitrifikasi tidak diteruskan sepenuhnya. Apabila HRT mencapai nilai tertentu, mencukupi untuk tindak balas dalam setiap reaktor untuk diteruskan sepenuhnya, meningkatkan lagi HRT hanya menambah beban ekonomi tanpa memberikan peningkatan yang lebih ketara dalam penyingkiran nitrogen.
Walau bagaimanapun, penyelidikan tentang proses MBR hibrid telah menunjukkan bahawa dalam julat HRT yang diuji (4.97j - 8.70h), kecekapan penyingkiran TN sistem meningkat apabila HRT menurun. Ini kerana dalam keadaan HRT yang panjang, kadar pemuatan organik sistem berkurangan, yang boleh meningkatkan respirasi endogen biojisim, menjejaskan aktiviti enap cemar, dan akhirnya mengurangkan kecekapan penyingkiran bahan pencemar sistem. Mengurangkan HRT boleh meningkatkan kadar pemuatan organik sistem, sekali gus meningkatkan kapasiti denitrifikasi sistem dan akhirnya meningkatkan prestasi penyingkiran nitrogen.
Kesan HRT pada Penyingkiran Fosforus
Dalam proses SBR, HRT mempunyai kesan yang agak kecil pada kecekapan penyingkiran PO₄³⁻-P; proses ini tidak menunjukkan penyingkiran yang ketara效果 untuk PO₄³⁻-P. Ini mungkin kerana bakteria denitrifikasi dan organisma terkumpul-polifosfat (PAO) adalah kedua-duanya heterotrofik. Bakteria pendenitrifikasi boleh mengambil dan menggunakan VFA sebelum PAO untuk penyahtelan, dan PAO mempunyai keperluan yang lebih ketat untuk sumber karbon daripada bakteria pendenitrifikasi - bahan organik yang mudah terbiodegradasi lebih disukai digunakan oleh bakteria penyahtelan. Ini membawa kepada kurang sumber karbon yang diserap oleh PAO, yang juga kurang VFA, mengakibatkan kurang PHB (- -hidroksibutirat) yang dijana dalam keadaan anaerobik. Akibatnya, tenaga yang diperlukan untuk pembebasan fosforus agak berkurangan.
Penyelidikan tentang proses A²/O menunjukkan bahawa apabila HRT meningkat, kecekapan penyingkiran TP tidak semestinya meningkat secara berterusan tetapi menunjukkan arah aliran pertama meningkat dan kemudian menurun. Apabila HRT ialah 8j, kecekapan penyingkiran TP adalah yang tertinggi, menunjukkan prestasi penyingkiran terbaik. Apabila HRT meningkat kepada 12j, kecekapan penyingkiran TP menunjukkan arah aliran menurun, dan prestasi penyingkiran fosforus semakin merosot. Ini menunjukkan bahawa HRT yang cukup panjang adalah bermanfaat untuk penyingkiran TP. Walau bagaimanapun, apabila HRT meningkat lagi, kadar penyingkiran TP secara beransur-ansur berkurangan, yang boleh memberi kesan buruk pada penyingkiran fosforus. Ini mungkin kerana jika HRT terlalu besar, ia boleh menyebabkan enapcemar