Prestazzjoni ta' Arjazzjoni tal-Bużżieqa Fina fil-Proċess AAO: Analiżi Staġjonali (Sajf Vs. Xitwa)

Kejl tal-Prestazzjoni u Evalwazzjoni ta 'Sistema ta' Arjazzjoni tal-Bużżieqa Fine fil-Proċess AAO matul is-Sajf u x-Xitwa

Ħafna mill-impjanti tat-trattament tad-drenaġġ muniċipali (WWTPs) fiċ-Ċina jutilizzaw proċessi bijoloġiċi aerobiċi biex ineħħu materja organika, nitroġenu, fosfru, u sustanzi oħra li jniġġsu mill-ilma mormi. Il-provvista ta 'ossiġnu maħlul (DO) fl-ilma hija prerekwiżit għaż-żamma tad-domanda tal-ħajja mikrobjali u l-effiċjenza tat-trattament fil-proċess bijoloġiku aerobiku. Konsegwentement,l-unità ta 'arjazzjoni hija l-qalba tat-trattament tad-drenaġġ bijoloġiku aerobiku. Fl-istess ħin, is-sistema ta 'arjazzjoni hija wkoll il-unità prinċipali li tikkonsma l-enerġija-fil-WWTPs, li jammontaw għal45% sa 75% tal-konsum totali tal-enerġija tal-pjanti. Minbarra l-kundizzjonijiet operattivi, il-konsum tal-enerġija tas-sistema tal-arjazzjoni huwa influwenzat minn fatturi bħall-kwalità tal-ilma mormi u l-kundizzjonijiet ambjentali. Ħafna reġjuni fiċ-Ċina għandhom erba 'staġuni distinti, xita abbundanti, u varjazzjonijiet sinifikanti fit-temperatura staġjonali. Ix-xita tas-sajf iddilwixxi l-konċentrazzjoni tal-influwenti li jniġġsu tal-WWTPs, filwaqt li temperaturi baxxi tax-xitwa jaffettwaw l-attività mikrobjali, u b'hekk jaffettwaw il-kwalità tal-effluwent. Il-varjazzjonijiet fir-rata tal-fluss tal-influwenti u l-kwalità joħolqu wkoll sfidi għall-kontroll preċiż tas-sistema tal-arjazzjoni fil-WWTPs. Mingħajr fehim suffiċjenti tal-bidliet fil-prestazzjoni tat-trasferiment ta 'l-ossiġnu tad-diffusers tal-bużżieqa fini u l-manutenzjoni tagħhom waqt it-tħaddim, il-vantaġġ ta' effiċjenza għolja ta 'trasferiment ta' ossiġnu (OTE) ta 'sistemi ta' arjazzjoni ta 'bużżieqa fini ma jistax jiġi utilizzat bis-sħiħ, li jwassal għal skart ta' enerġija.

It-tip l-aktar użat bħalissa huwa l-Diffużur tal-bużżieqa multa, li l-prestazzjoni tagħha hija direttament relatata mal-konsum tal-enerġija operattiva tas-sistema tal-arjazzjoni. Metodi għall-kejl tal-prestazzjoni tat-trasferiment tal-ossiġnu tad-diffużuri tal-bżieżaq fini jinkludu testijiet statiċi (bħal test tal-ilma nadif) u testijiet dinamiċi (bħall-metodu tal-analiżi tal-gass off-). Ir-riċerka dwar testijiet statiċi tiffoka l-aktar fuq simulazzjonijiet fuq skala ta'-laboratorju, filwaqt li metodi ta' ttestjar dinamiċi rari huma rrappurtati minħabba fatturi bħal rekwiżiti tas-sit tat-test u restrizzjonijiet tal-ittestjar fuq il-post. Bħalissa, iċ-Ċina stabbiliet biss standards rilevanti għall-metodu tat-test tal-ilma nadif. Waqt it-tħaddim attwali, il-prestazzjoni tat-trasferiment tal-ossiġnu tad-diffusers hija affettwata minn fatturi bħall-kwalità tal-influwenza, il-karatteristiċi tal-ħama, il-kundizzjonijiet operattivi u l-fouling tad-diffużur. Il-prestazzjoni attwali tvarja b'mod sinifikanti mir-riżultati tat-test tal-ilma nadif, li twassal għal devjazzjonijiet konsiderevoli meta tuża dejta tal-ilma nadif biex tbassar ir-rekwiżit attwali tal-provvista tal-arja. In-nuqqas ta' metodi ta' monitoraġġ effettivi għall-prestazzjoni tal-effiċjenza enerġetika tas-sistema tal-arjazzjoni fil-WWTPs jirriżulta fi skart tal-enerġija. Għalhekk, huwa meħtieġ li titkejjel u tiġi evalwata l-prestazzjoni tat-trasferiment tal-ossiġnu tad-diffusers waqt it-tħaddim attwali biex tiggwida aġġustamenti f'waqthom tal-istrateġiji tal-arjazzjoni u tgħin biex jinkiseb iffrankar tal-enerġija u tnaqqis tal-konsum fis-sistemi tal-arjazzjoni. Dan l-istudju jieħuWWTP muniċipali f'Shanghai bħala eżempju. Permezz ta 'kejl fuq il-post tal-konċentrazzjoni ta' tniġġis fit-tank aerobiku u l-mudelli ta 'varjazzjoni ta' OTE tul il-mogħdija tas-sistema ta 'arjazzjoni tal-bużżieqa multa fis-sajf u fix-xitwa, l-effiċjenza tat-tneħħija tal-inkwinanti u l-prestazzjoni tas-sistema ta' arjazzjoni ġew imkejla u evalwati b'mod sistematiku. L-għan huwa li tiġi esplorata l-influwenza tal-bidliet staġjonali fuq il-prestazzjoni tat-trasferiment tal-ossiġnu tas-sistema tal-arjazzjoni, li tipprovdi gwida għal kontroll preċiż u tħaddim tal--iffrankar tal-enerġija tas-sistemi tal-arjazzjoni fit-trattament tal-ilma mormi.

1. Materjali u Metodi

1.1 Ħarsa Ġenerali Operattiva tad-WWTP

Il-WWTP muniċipali ta 'Shanghai timpjega kombinazzjoni ta' proċess ta 'trattament minn qabel + proċess AAO + filtru tal-fibra tas-sodda fil-fond + diżinfezzjoni UV. Il-kapaċità ta 'trattament hija 3.0 × 10⁵ m³/d. Il-fluss tal-proċess prinċipali tad-WWTP jidher fiFigura 1. L-influwent huwa primarjamentdrenaġġ domestiku, u l-effluwent jilħaq l-istandard tal-Grad A tal- "Istandard ta 'Krittu ta' Pollutanti għal Impjanti ta 'Trattament ta' Ilma Mormi Muniċipali" (GB 18918-2002) qabel ma jintrema fix-Xmara Yangtze. Il-ħinijiet ta 'żamma idrawlika (HRT) għat-tank anerobiku, tank anosiku, u tank aerobiku tat-tank bijoloġiku f'dan l-impjant huma 1.5 h, 2.7 h, u 7.1 h, rispettivament. Il-proporzjon ta 'rifluss intern u proporzjon ta' rifluss estern huma t-tnejn 100%. L-età tal-ħama hija kkontrollata bejn 10-15-il jum. L-impjant għandu total ta 'tankijiet aerobiċi 8. Tank aerobiku wieħed ikejjel 116.8 m × 75.1 m × 7.0 m (L × W × H), b'volum ta '11,093 m³. Il-konċentrazzjoni tas-solidi sospiżi likur imħallat (MLSS) hija kkontrollata għal madwar 4 g/L. Il-qiegħ huwa mgħammarDiffużuri tubulari tal-bużżieqa fini tal-polyethylene Ukrain Ecopolemer, daqs 120 mm × 1,000 mm (D × L). Il-proporzjon tal-arja-għall--ilma huwa 5.7:1. Kull tank aerobiku jikkonsisti fi 3 kanali (Żona 1, Żona 2, u Żona 3). Ibbażat fuq il-konċentrazzjoni DO mkejla minn miters tal-fluss tal-gass fil-kanali, il-panewijiet gwida ta 'blowers ċentrifugali ta'-stadju wieħed (4 operattivi, 2 standby) huma aġġustati biex iżommu l-konċentrazzjoni DO fit-tank aerobiku bejn 2-5 mg/L. Kull blower għandu rata ta 'fluss ta' arja ratata ta '108 m³/min, pressjoni ta' 0.06 kPa, u qawwa ta '160 kW. Kull kanal huwa kkontrollat ​​separatament bl-użu ta 'miters tal-fluss tal-gass. Flimkien ma 'feedback tal-qari DO, il-provvista ta' l-arja attwali hija kkontrollata billi jiġu aġġustati l-panewijiet ta 'gwida tal-blowers ċentrifugali ta' stadju wieħed biex iżommu l-DO medju fit-tank aerobiku bejn 2-5 mg/L. Il-kwalità tal-influwent/effluwent iddisinjata u l-kwalità tal-influwenti tal-impjant tal-2019 huma murija fiTabella 1.

1.2 Tqassim tal-Punti tat-Test

Żewġ testijiet tal-prestazzjoni tat-trasferiment tal-ossiġnu tas-sistema ta 'arjazzjoni tal-bużżieqa fin taħt kundizzjonijiet operattivi attwali saru f'Lulju (sajf) u Diċembru (xitwa). Tul id-direzzjoni tal-fluss, ġew stabbiliti 22 punt tat-test skont il-postijiet tal-portijiet tal-ispezzjoni tat-tank aerobiku. Id-distanza bejn żewġ punti tat-test ħdejn xulxin kienet ta 'madwar 5 m, b'7, 7, u 8 punti tat-test fiż-Żona 1, Żona 2, u Żona 3, rispettivament. Id-distribuzzjoni tal-punti tat-test hija murija fiFigura 2. L-OTE attwali tad-diffużuri tal-bżieżaq fini f'kull punt ġie kkalkulat billi tkejjel il-kontenut ta' ossiġnu fil-gass off-li joħroġ mill-wiċċ tal-ilma. Fl-istess ħin, il-konċentrazzjoni DO u t-temperatura ta 'l-ilma f'kull punt tkejlu bl-użu ta' arloġġ tal-kwalità ta 'l-ilma b'ħafna-parametri (HQ 30d, Hach, USA), u l-konċentrazzjoni ta' tniġġis f'kull punt ġiet imkejla u analizzata biex tinkiseb il-mudell tal-varjazzjoni tagħha tul il-mogħdija. Biex tipprevjeni l-COD_Crfil-kampjuni mid-degradazzjoni waqt it-trasferiment, kampjuni meħuda tul it-tank aerobiku ġew iffiltrati fuq-post qabel il-kejl.

1.3 Kejl tal-Prestazzjoni tat-Trasferiment tal-Ossiġnu ta' Diffusers tal-Bużżieqa Fini taħt Kundizzjonijiet Attwali

Il-kejl tal-prestazzjoni tat-trasferiment tal-ossiġnu tad-diffusers tal-bużżieqa fini taħt kundizzjonijiet attwali uża analizzatur tal-gass off- żviluppat b'mod indipendenti mill-Università tal-Enerġija Elettrika ta 'Shanghai, li jikkonsisti f'sistema ta' ġbir ta 'gass, sistema ta' analiżi tal-gass u sistema ta 'konverżjoni tas-sinjal. Gass mitfi-inġabar bl-użu ta' pompa tal-gass (KVP15-KM{-2-C{-S, Karier, iċ-Ċina) u barnuża, u kkonsenjat lil sensor tal-ossiġnu elettrokimiku (A-01, ITG, il-Ġermanja) għall-analiżi. Is-sistema ta 'konverżjoni tas-sinjal ikkonvertit is-sinjal tal-vultaġġ tal-ħruġ tas-senser fil-pressjoni parzjali tal-ossiġnu fil-gass. Waqt l-ittestjar tal-gass, il-pressjoni parzjali tal-ossiġnu fl-arja ambjentali kienet imkejla l-ewwel. Imbagħad il-barnuża ġiet imwaħħla fuq il-wiċċ ta 'l-ilma tat-tank aerobiku biex tiġbor il-gass barra u tkejjel il-pressjoni parzjali ta' l-ossiġnu tagħha. Id-dejta ġiet irreġistrata wara li l-output stabbilizzat għal 5 minuti. Il-parametri miksuba permezz tal-analizzatur tal-gass mitluf kienu jinkludu l-pressjoni parzjali tal-ossiġnu fl-arja ambjentali u l-gass mitfi, li minnhom il-perċentwal tal-ossiġnu ttrasferit mill-fażi tal-gass għal-likur imħallat, jiġifieri, l-OTE tad-diffużur tal-bużżieqa fin, ġie kkalkulat bħal f'Ekwazzjoni (1).

Fejn:

Y(O_₂,_arja)- Proporzjon ta' ossiġnu fl-arja;

Y(O_₂,_off-gass)- Proporzjon ta' ossiġnu fil--gass;

A_OTE- Valur ta' OTE.

L-OTE imkejjel mill-analizzatur tal--gass mitfi kien ikkoreġut għal DO, temperatura, u salinità biex jinkiseb l-OTE standard (SOTE) tad-diffużur tal-bużżieqa fin fl-ilma tad-drenaġġ taħt kundizzjonijiet standard, bħal f'Ekwazzjoni (2). Il-kalkolu tad-DO saturat fl-ilma jidher fiEkwazzjoni (3).

Fejn:

θ- Koeffiċjent ta' korrezzjoni tat-temperatura, meħud bħala 1.024, bla dimensjoni;

A_SOTE- Valur ta' SOTE;

- Koeffiċjent tas-salinità għall-likur imħallat (ikkalkulat ibbażat fuq solidi maħlula totali f'likur imħallat), bla dimensjoni, ġeneralment meħud bħala 0.99;

- Proporzjon tal-effiċjenza tat-trasferiment tal-ossiġnu tad-diffużur fl-ilma tad-drenaġġ kontra l-kundizzjonijiet tal-ilma nadif, mingħajr dimensjoni;

C - konċentrazzjoni DO fl-ilma, mg/L;

C_S,_T- Konċentrazzjoni DO saturata fl-ilma f'temperatura T, mg/L;

C_S,₂₀- Konċentrazzjoni DO saturata fl-ilma f'20 grad , mg/L;

T- Temperatura tal-ilma, grad .

1.4 Metodu ta' Kalkolu għall-Konsum tal-Enerġija tas-Sistema ta' Arjazzjoni

Id-domanda teoretika għall-ossiġnu tat-tank aerobiku ġiet ikkalkulata skont il-Mudell tal-Ħama Attivata (ASM). Id-domanda għall-ossiġnu ġiet ikkalkulata abbażi tas-COD_Cru r-riżultati tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja biex jiddeterminaw id-domanda totali tal-ossiġnu (TOD) tat-tank aerobiku, bħal f'Ekwazzjoni (4).

Fejn:

M_TOD- Valur ta' TOD, kg O₂/h;

Q- Rata tal-fluss influwenti, m³/d;

ΔC_CODCr- Differenza bejn l-influwent u l-effluwent COD Cr konċentrazzjoni, mg/L;

ΔC_{Nitroġenu tal-ammonja}- Differenza bejn il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja tal-influwent u tal-effluwent, mg/L; 4.57 huwa l-fattur ta 'konverżjoni għan-nitroġenu ta' l-ammonja għal NO₃⁻-N.

Ir-rata tal-provvista tal-ossiġnu tas-sistema ta 'arjazzjoni tal-bużżieqa fina hija kkalkulata kif inEkwazzjoni (5).

Fejn:

M_OTR- Valur tar-rata attwali tal-provvista tal-ossiġnu, kg O₂/d;

Q_AFR- Rata tal-fluss tal-arja, m³/h;

ŷ_O₂- Frazzjoni tal-massa tal-ossiġnu fl-arja, 0.276.

Il-qawwa tal-blower hija ddeterminata mir-rata attwali tal-provvista tal-arja tal-blower u l-pressjoni tal-ħruġ, li min-naħa tagħha hija determinata mill-pressjoni tad-dħul, telf ta 'pressjoni ta' arja fil-pipeline, it-telf tal-pressjoni tad-diffużur tal-bużżieqa multa innifsu, u l-pressjoni tal-ilma statika承受 fil-qiegħ tat-tank, bħal f'Ekwazzjoni (6).

Fejn:

ρ_arja- Id-densità tal-arja, g/L, meħuda bħala 1.29 g/L;

N - Qawwa tal-blower, kW;

R- Gass kostanti universali, 8.314 J/(mol·K);

T_arja- Temperatura atmosferika, grad ;

B- Koeffiċjent ta' konverżjoni tal-blower, meħud bħala 29.7;

- Proporzjon speċifiku tas-sħana tal-gass, meħud bħala kostanti 0.283;

η- Effiċjenza magħquda tal-mutur u l-blower, meħuda bħala kostanti 0.8;

P_i- Pressjoni tad-dħul tal-blower, Pa;

Z- Pressjoni tal-ilma tal-immersjoni fuq id-diffużur, Pa;

P_telf- Telf ta' pressjoni tad-diffużur tal-bużżieqa fin innifsu, Pa;

h_L- Telf ta' pressjoni ta' arja fil-pipeline, Pa.

Taħt kundizzjonijiet tat-test, l-ammont ta’ ossiġnu trasferit fl-ilma għal kull unità ta’ enerġija elettrika kkunsmata mid-diffużur [kg/(kW·h)] huwa l-Effiċjenza Standard tal-Arjazzjoni (SAE), bħal f’Ekwazzjoni (7). Il-valur SAE jista 'jintuża biex jevalwa l-effiċjenza attwali tal-użu tad-diffużur tal-bużżieqa multa.

Fejn:

A_SAE- Valur ta' SAE.

1.5 Metodi ta' Kejl ta' Indikatur Konvenzjonali

Kampjuni ta' likur imħallat ġew iffiltrati minn karta tal-filtru kwalitattiva. COD solubbli_Cr(SCOD_Cr), nitroġenu ta 'l-ammonja, NO₃^--N, u TP ġew imkejla bl-użu ta' metodi standard nazzjonali.

2. Riżultati u Diskussjoni

2.1 Effiċjenza tat-Tneħħija tal-Kontaminanti

Il-kwalità influwenti tas-sustanzi li jniġġsu ewlenin fis-sajf u fix-xitwa fid-WWTP tidher fihaFigura 3. Ir-rati medji tal-fluss tat-trattament fis-sajf u fix-xitwa kienu 3.65 × 10⁵ m³/d u 3.13 × 10⁵ m³/d, rispettivament.L-influwenza tas-sajf COD_Cru l-konċentrazzjonijiet tan-nitroġenu tal-ammonja kienu (188.38 ± 52.53) mg/L u (16.93 ± 5.10) mg/L, rispettivament.Il-COD influwenti tax-xitwa_Cru l-konċentrazzjonijiet tan-nitroġenu tal-ammonja kienu (187.94 ± 28.26) mg/L u (17.91 ± 3.42) mg/L, rispettivament. Xita ogħla fis-sajf twassal lid-WWTP biex topera f'modalità ta' "tagħbija idrawlika għolja - tagħbija baxxa ta' tniġġis". Iż-żieda fit-tagħbija idrawlika tqassar l-HRT tas-sistema, tnaqqas il-ħin ta 'reazzjoni fit-tank bijoloġiku u taffettwa t-tneħħija tas-sustanzi li jniġġsu. Tagħbija ta' tniġġis influwenti baxx fil-WWTPs tista' faċilment twassal għal tagħbija ta' ħama eċċessivament baxxa, li tikkawża arjazzjoni żejda-u diżintegrazzjoni tal-ħama. Il-WWTPs għandhom jaġġustaw f'waqthom it-tagħbija tal-ħama u r-rati tal-provvista tal-arja biex itaffu l-impatt ta 'operazzjoni ta' tagħbija baxxa ta 'tniġġis.It-temperatura ta 'l-ilma tas-sajf kienet (27.32 ± 1.34) grad, ogħla b'mod sinifikanti mit-temperatura tax-xitwa ta' (17.39 ± 0.75) grad. It-temperatura hija waħda mill-fatturi importanti li jaffettwaw il-kapaċità tat-tneħħija tas-sustanzi li jniġġsu tas-sistema. It-tolleranza ta' batterji filamentożi hija ogħla minn dik ta' batterji li jiffurmaw flok-, li jagħmluhom suxxettibbli li jipproliferaw f'ambjenti ta'-temperatura baxxa, u jikkawża bulking tal-ħama. Temperaturi aktar baxxi jnaqqsu wkoll l-attività tal-enżimi tal-mikro-organiżmi fil-ħama attivata, inaqqsu r-rata ta 'degradazzjoni tas-sottostrat u r-rata ta' respirazzjoni endoġena, li jwasslu għal effiċjenza mnaqqsa tat-tneħħija tal-inkwinanti. Il-WWTPs jistgħu jieħdu miżuri bħal żieda fl-età tal-ħama u MLSS fit-tank bijoloġiku biex itaffu l-impatt negattiv tat-temperatura baxxa fuq it-tneħħija tal-inkwinanti. Peress li t-tagħbija idrawlika fix-xitwa hija aktar baxxa milli fis-sajf, l-HRT fit-tank aerobiku huwa kemmxejn estiż b'arjazzjoni suffiċjenti, li jikkumpensa l-impatt negattiv tat-temperatura baxxa fuq in-nitrifikazzjoni. Għalhekk, il-kwalità tal-effluwent kemm fis-sajf kif ukoll fix-xitwa laħqet l-istandard tal-Grad A ta 'GB 18918-2002.

2.2 Disinji ta' Varjazzjoni ta' Forom ta' Pollutanti tul it-Tank Aerobiku

Fil-jiem tat-test,l-influwent SCOD_Cril-konċentrazzjonijiet fis-sajf u fix-xitwa kienu 186.76 mg/L u 248.42 mg/L, rispettivament, u l-konċentrazzjonijiet tan-nitroġenu tal-ammonja kienu 22.05 mg/L u 25.91 mg/L, rispettivament. Possibbilment minħabba l-overflow tad-drenaġġ u l-infiltrazzjoni ta 'l-ilma ta' taħt l-art, il-kwalità ta 'l-influwenti kienet inqas mill-valuri tad-disinn. Il-varjazzjoni tas-sustanzi li jniġġsu tul it-tank aerobiku hija murija fiFigura 4.

Minħabba r-rilaxx tal-fosfru fit-tank anerobiku, denitrifikazzjoni fit-tank anosiku, u dilwizzjoni bir-ritorn tal-ħama, il-konċentrazzjoni ta 'tniġġis naqset b'mod sinifikanti qabel ma tidħol fit-tank aerobiku. L-SCOD_Cril-konċentrazzjonijiet fid-daħla tat-tank aerobiku fis-sajf u fix-xitwa kienu 30.32 mg/L u 52.48 mg/L, rispettivament, u l-konċentrazzjonijiet tan-nitroġenu tal-ammonja kienu 3.90 mg/L u 4.62 mg/L, rispettivament. Il-konċentrazzjonijiet TN fid-daħla tat-tank aerobiku fis-sajf u fix-xitwa kienu 4.86 mg / L u 6.16 mg / L, rispettivament, naqsu ftit għal 4.46 mg / L u 5.70 mg / L fl-effluwent, li jindika proporzjon relattivament baxx ta 'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja li jseħħu fit-tank aerobiku. L-SCOD_Cril-konċentrazzjoni naqset b'mod sinifikanti fiż-Żona 1 għal 19.36 mg/L u 30.20 mg/L fis-sajf u fix-xitwa, rispettivament; il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja naqset għal 1.75 mg/L u 2.80 mg/L. Ix-xejra ta 'tnaqqis tal-konċentrazzjoni ta' tniġġis naqset fiż-Żona 2, li tindika li materja organika molekulari żgħira kienet ġiet degradata għal kollox u n-nitrifikazzjoni kienet kompluta. Il-konċentrazzjoni ta 'tniġġis fl-aħħar taż-Żona 2 diġà laħqet l-istandard ta' skariku ta 'effluwent. Il-konċentrazzjoni tat-tniġġis baqgħet kważi l-istess fiż-Żona 3, iżda l-valur DO fil-likur imħallat żdied, li jindika li l-biċċa l-kbira tal-ossiġnu fornut f’din iż-żona maħlul fil-likur imħallat tal-ħama u ma ntużax għal COD_Crossidazzjoni u ossidazzjoni tal-ammonja. L-effluwent SCOD_Crkonċentrazzjonijiet mit-tank aerobiku fis-sajf u fix-xitwa kienu 15.36 mg/L u 26.51 mg/L, rispettivament, u l-konċentrazzjonijiet tan-nitroġenu tal-ammonja effluwent kienu 0.17 mg/L u 0.50 mg/L, rispettivament.Ir-rata ogħla ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja fis-sajf kienet dovuta għal temperatura ogħla tal-ilma li ssaħħaħ l-attività ta' nitrifikazzjoni-denitrifikazzjoni tal-mikro-organiżmi. Zhang Tao et al. sabet litemperaturi baxxi tax-xitwa jnaqqsu l-abbundanza ta' batterji ossidanti tal-ammonja-u batterji ossidanti tan-nitrit-, u jnaqqas ir-rata tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja fil-WWTPs.

2.3 Mitfi-Riżultati tat-Test tal-Gass tul it-Tank Aerobiku

It-testijiet fuq il-post tal-prestazzjoni tat-trasferiment tal-ossiġnu tas-sistema tal-arjazzjoni tal-bużżieqa fin twettqu tul it-tank aerobiku fis-sajf u fix-xitwa bl-użu tal-analizzatur tal-gass off-. Ir-riżultati huma murija fiFigura 5. Il-konċentrazzjoni DO fit-tank aerobiku żdiedet gradwalment tul id-direzzjoni tal-fluss. Il-konċentrazzjoni DO fil-likur imħallat tiddependi fuq l-ammont ta 'ossiġnu trasferit mill-fażi tal-gass għall-fażi likwida mid-diffusers (jiġifieri, OTR) u l-ossiġnu kkunsmat minn mikro-organiżmi (jiġifieri, OUR). Is-sottostrat huwa abbundanti fit-tarf ta 'quddiem tat-tank aerobiku, u l-mikro-organiżmi jeħtieġu aktar ossiġnu biex jiddegradaw is-sottostrat. Għalhekk, il-konċentrazzjoni DO kienet l-aktar baxxa fiż-Żona 1 kemm fis-sajf kif ukoll fix-xitwa, f'(1.54 ± 0.22) mg/L u (1.85 ± 0.31) mg/L, rispettivament. Il-konċentrazzjoni DO żdiedet għal (2.27 ± 0.45) mg/L u (2.04 ± 0.13) mg/L fiż-Żona 2, rispettivament. Fiż-Żona 3, il-konċentrazzjoni DO kienet (4.48 ± 0.55) mg/L u (4.53 ± 1.68) mg/L, rispettivament. Il-mudell tal-varjazzjoni tad-DO tul il-mogħdija huwa konsistenti ma 'dak tal-konċentrazzjoni ta' tniġġis. Id-degradazzjoni u n-nitifikazzjoni tal-materja organika tlestew bażikament fiż-Żona 2. Il-kontenut tal-materja organika fiż-Żona 3 huwa aktar baxx, u jnaqqas id-domanda tal-ossiġnu, li wassal biex l-ossiġnu ma jiġix utilizzat bis-sħiħ u jinħażen fil-fażi tal-ilma bħala DO, li jikkawża li l-konċentrazzjoni DO titla 'għal livelli eċċessivament għoljin. Id-DO medja fiż-Żona 3 kienet ogħla b'mod sinifikanti minn 2.0 mg/L, li tindika arjazzjoni żejda fl-aħħar tat-tank aerobiku. Respirazzjoni endoġena tal-ħama attivata tnaqqas l-attività tal-ħama u tista 'faċilment tikkawża bulking tal-ħama, filwaqt li wkoll taħli l-enerġija. Il-konċentrazzjoni DO eċċessivament għolja fl-aħħar tat-tank aerobiku tirriżulta wkoll f'konċentrazzjoni DO ogħla fil-likur tar-ritorn, li mhux biss iżżid il-konċentrazzjoni DO li tidħol fit-tank anosiku permezz ta 'rifluss estern iżda tnaqqas ukoll l-ammont ta' COD Cr disponibbli, u b'hekk tnaqqas l-effiċjenza tad-denitrifikazzjoni. Għalhekk, huwa rrakkomandat li titnaqqas il-provvista tal-arja fiż-Żona 3, billi tinżamm biss l-intensità tat-taħlit meħtieġa, biex tiffranka l-konsum tal-enerġija tal-arjazzjoni.

Kif muri fiFigura 5, jeżistu differenzi sinifikanti fil-prestazzjoni tat-trasferiment tal-ossiġnu tad-diffusers f'kanali differenti waqt l-operat attwali bejn is-sajf u x-xitwa. L-OTE medja mkejla fix-xitwa kienet 9.72%, inqas mir-riżultat imkejjel fis-sajf (16.71%). Dan għaliexit-tnaqqis fit-temperatura tal-ilma jnaqqas l-attività tal-mikro-organiżmi fit-tank aerobiku tal-WWTP, li jwassal għal rata aktar baxxa ta 'utilizzazzjoni tal-ossiġnu. Wara l-korrezzjoni għat-temperatura, salinità, u DO, il-valuri medji SOTE fis-sajf u fix-xitwa kienu 17.69% u 14.21%, rispettivament. Is-SOTE tas-sajf kien kemmxejn ogħla milli fix-xitwa, possibilment minħabbatħaddim fit-tul fowling tad-diffużur aggravat, imblukkar tal-pori, u tnaqqas il-prestazzjoni tat-trasferiment tal-ossiġnu tad-diffużur.

2.4 Analiżi tal-Potenzjal tal-Ottimizzazzjoni tal-Enerġija għas-Sistema tal-Arjazzjoni tat-Tankijiet Aerobiċi

Skont l-Ekwazzjonijiet (3) u (4), id-domanda tal-ossiġnu, ir-rata tal-provvista tal-ossiġnu, u l-qawwa tal-blower għal kull kanal tat-tank aerobiku fis-sajf u fix-xitwa ġew ikkalkulati, kif muri f'Tabella 2. Id-domanda totali għall-ossiġnu tat-tank aerobiku fix-xitwa kienet madwar 34.91% ogħla milli fis-sajf, ikkawżata mill-COD influwenti ogħla_Cru nitroġenu ammonja tagħbija li jniġġsu fix-xitwa meta mqabbla mas-sajf. Id-domanda għall-ossiġnu f'kull żona tat-tank aerobiku tonqos hekk kif is-sustanzi li jniġġsu influwenti jiġu degradati tul il-mogħdija. Iż-żona 1 għandha l-ogħla konċentrazzjoni ta 'tniġġis u sottostrat suffiċjenti, li tirriżulta f'attività mikrobjali ogħla, għalhekk id-domanda għall-ossiġnu tagħha hija l-ogħla. Peress li l-inkwinanti jiġu degradati kontinwament, id-domanda għall-ossiġnu fiż-Żona 2 u ż-Żona 3 tonqos gradwalment. Fis-sajf, il-proporzjonijiet tad-domanda tal-ossiġnu tat-tliet żoni kienu 72.62%, 21.65%, u 5.73% tad-domanda totali tal-ossiġnu tat-tank aerobiku, rispettivament. Fix-xitwa, il-proporzjonijiet kienu 72.84%, 24.53%, u 2.63%, rispettivament. F'reatturi tal-ħama attivat konvenzjonali, id-domanda għall-ossiġnu għas-sezzjoni ta 'quddiem hija 45% -55%, is-sezzjoni tan-nofs 25% -35%, u s-sezzjoni ta' wara 15% -25%. It-tagħbija tat-trattament fl-aħħar ta 'dan it-tank aerobiku hija aktar baxxa mill-valuri konvenzjonali. Il-provvista tal-arja fit-tarf ta 'quddiem tista' titnaqqas b'mod xieraq, u tippermetti li xi sustanzi li jniġġsu jiġu degradati fis-sezzjonijiet ta 'wara.

Meta mqabbel mas-sajf,id-domanda tal-ossiġnu tal-proċess ta 'trattament bijoloġiku fix-xitwa hija ogħla, u l-effiċjenza tat-trasferiment tal-ossiġnu tas-sistema ta' arjazzjoni tal-bużżieqa fina hija aktar baxxa, li twassal għal provvista tal-arja meħtieġa ogħla. Skont id-dejta operattiva tad-WWTP, ir-rati totali tal-provvista tal-arja tal-blower fis-sajf u fix-xitwa kienu 76.23 m³/h u 116.70 m³/h, rispettivament. Il-provvista tal-arja kienet l-ogħla fiż-Żona 1, filwaqt li l-provvista tal-arja fiż-Żona 2 u ż-Żona 3 kienu simili iżda aktar baxxi minn fiż-Żona 1. Il-provvista tal-ossiġnu fis-sajf kienet 38.99% ogħla mid-domanda tal-ossiġnu, li tindika potenzjal sinifikanti għall-iffrankar tal-enerġija-. Il-provvista tal-ossiġnu kemm fiż-Żona 2 kif ukoll fiż-Żona 3 qabżet id-domanda attwali tal-ossiġnu. Il-provvista tal-ossiġnu fix-xitwa kienet 7.07% ogħla mid-domanda tal-ossiġnu. Il-provvista u d-domanda tal-ossiġnu fiż-Żona 1 u ż-Żona 2 tqabblu, filwaqt li -arjazzjoni żejda seħħet fiż-Żona 3. Il-qawwa tal-blower hija proporzjonali għar-rata tal-provvista tal-arja, bħal fl-Ekwazzjoni (6). Il-konsum tal-enerġija tal-blowers fis-sajf u fix-xitwa kien 85.21 kW u 130.44 kW, rispettivament. Henkel jissuġġerixxi liżieda fit-temperatura tal-arja tnaqqas il-qawwa tal-blowers fis-sistemi tal-arjazzjoni. Bi tweġiba għad-differenzi fid-domanda għall-ossiġnu fost kanali differenti, il-WWTPs għandhom jieħdu miżuri ta 'aġġustament ta' arjazzjoni korrispondenti, bħal arjazzjoni għax-xejn. Dan jista 'jinvolvi l-ftuħ sħiħ tal-pajpijiet tal-fergħat tal-provvista tal-arja fit-tarf ta' quddiem, il-ftuħ ta 'dawk fit-tarf tan-nofs fin-nofs, u l-aġġustament tal-pajpijiet tal-fergħat fit-tarf għall-ftuħ minimu biextiffranka l-provvista tal-arja u l-konsum tal-enerġija tal-arjazzjoni.

Li tikkwantifika aktar l-effiċjenza attwali tal-użu tad-diffusers tal-bużżieqa multa, l-Effiċjenza Standard tal-Arjazzjoni (SAE) fit-tank aerobiku fis-sajf kienet 2.57 kg O₂/kW·h, li hija 32.29% ogħla milli fix-xitwa. Id-differenzi fil-kwalità, il-kwantità u t-temperatura tal-ilma influwenti bejn is-sajf u x-xitwa jikkawżaw varjazzjonijiet sinifikanti fl-operat u l-kontroll tas-sistema tal-arjazzjoni fid-WWTP. Il-ħela tal-enerġija kienet aktar severa fis-sajf milli fix-xitwa, u s-sistema tal-arjazzjoni kisbet bilanċ aħjar tal-provvista-domanda fix-xitwa. Meta wieħed iqis ir-rata tal-fluss influwenti u l-kwalità,il-provvista tal-arja tista' titnaqqas kif xieraq fis-sajffilwaqt li tiġi żgurata l-kwalità tal-effluwent u taħlit adegwat fit-tank aerobiku. Fix-xitwa, biex jittaffa l-impatt ta 'tagħbija ta' tniġġis influwenti għolja u temperatura baxxa, għandha tiġi żgurata arjazzjoni suffiċjenti. Madankollu, huwa importanti li wieħed jinnota li waqt tħaddim fit-tul-, inkwinanti jakkumulaw fuq il-wiċċ u ġewwa l-pori tad-diffusers, jimblukkaw gradwalment il-pori, u l-effiċjenza tat-trasferiment tal-ossiġnu tonqos. Jekk it-tindif tad-diffużur ma jkunx f'waqtu, jista 'jwassal għal provvista insuffiċjenti ta' ossiġnu mis-sistema ta 'arjazzjoni, li taffettwa l-kwalità tal-effluwent.

Id-WWTP timpjega strateġija ta' kontroll tal-fluss tal-arja DO-blower. L-għan tas-sistema ta 'kontroll ta' arjazzjoni huwa li tipprovdi ambjent DO stabbli għall-mikro-organiżmi fit-tank aerobiku u tiżgura l-konformità tal-effluwent. Madankollu, il-mekkaniżmu ta' feedback DO waħdu ma jistax jevalwa l-potenzjal ta'-iffrankar tal-enerġija tas-sistema ta' arjazzjoni. L-ittestjar fuq il-post tal-prestazzjoni tat-trasferiment tal-ossiġnu tas-sistema tal-arjazzjoni jippermetti kalkolu preċiż tar-rata attwali tal-provvista tal-ossiġnu tas-sistema tal-arjazzjoni u jiddeskrivi l-mudell tal-varjazzjoni tiegħu tul il-mogħdija. Flimkien mad-dejta tad-domanda tal-ossiġnu, dan jippermetti kontroll preċiż tas-sistema tal-arjazzjoni biex jinkiseb bilanċ tal-provvista-domanda u l-għan tal-iffrankar tal-enerġija u t-tnaqqis tal-konsum.

3. Konklużjoni

• Temperaturi ogħla tal-ilma tas-sajf itejbu l-attività ta 'nitrifikazzjoni mikrobjali u denitrifikazzjoni, li jirriżultaw f'COD Cr effluwent ogħla u nitroġenu tal-ammonja fix-xitwa meta mqabbla mas-sajf. Madankollu, minħabba tagħbija idrawlika aktar baxxa fix-xitwa milli fis-sajf, l-HRT estiż fit-tank aerobiku u arjazzjoni suffiċjenti kkumpensaw għall-impatt negattiv tat-temperatura baxxa fuq in-nitrifikazzjoni. Għalhekk, il-kwalità tal-effluwent kemm fis-sajf kif ukoll fix-xitwa laħqet l-istandard tal-Grad A ta 'GB 18918-2002.

• Meta mqabbla mas-sajf, id-domanda għall-ossiġnu tal-proċess ta 'trattament bijoloġiku fix-xitwa hija ogħla, l-effiċjenza tat-trasferiment ta' l-ossiġnu tas-sistema ta 'arjazzjoni tal-bużżieqa multa hija aktar baxxa, li twassal għal rata ta' provvista ta 'arja meħtieġa ogħla u effiċjenza ta' arjazzjoni aktar baxxa.

• Il-provvista tal-ossiġnu fis-sajf u fix-xitwa kienet 38.99% u 7.07% ogħla mid-domanda tal-ossiġnu, rispettivament, li jindika potenzjal akbar ta' ffrankar tal-enerġija-fis-sajf. Il-konċentrazzjoni ta 'tniġġis tonqos gradwalment tul it-tank aerobiku, u tibqa' kważi kostanti fl-aħħar, filwaqt li l-konċentrazzjoni DO fl-aħħar hija ħafna ogħla milli fuq quddiem. Dan jindika li ħafna mill-ossiġnu fornut fl-aħħar jinħall fil-likur imħallat tal-ħama u ma jintużax għal COD_Crossidazzjoni u ossidazzjoni ta' l-ammonja, li jissuġġerixxu -arjazzjoni żejda. Għalhekk, il-provvista tal-arja fit-tarf tat-tank aerobiku tista 'titnaqqas b'mod xieraq filwaqt li tiġi żgurata l-kwalità tal-effluwent u taħlit adegwat.