Οι μη φυσιολογικές συγκεντρώσεις διαλυμένου οξυγόνου (DO) είναι ένα κοινό και προκλητικό πρόβλημα στις μονάδες επεξεργασίας λυμάτων, επηρεάζοντας όχι μόνο την ποιότητα των λυμάτων, αλλά και δυνητικά πυροδοτώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση διόγκωσης της ιλύος και αυξημένη κατανάλωση ενέργειας. Εκτός από τις συμβατικές ρυθμίσεις αερισμού και τα μέτρα προεπεξεργασίας νερού, τα ακόλουθα παρέχουν προηγμένες λύσεις για ανωμαλίες DO από τρεις διαστάσεις: καινοτόμες τεχνολογίες έκτακτης ανάγκης, αναδιάρθρωση και βελτιστοποίηση συστήματος και διεπιστημονική ενσωμάτωση τεχνολογίας.
Καινοτόμες τεχνολογίες έκτακτης ανάγκης: Γρήγορη υπέρβαση του διλήμματος συγκέντρωσης DO
(Ι) Ενισχυμένη τεχνολογία αερισμού
Τεχνολογία αερισμού με νανοφυσαλίδες
Αρχή και Πλεονεκτήματα: Οι νανοφυσαλίδες, με διάμετρο μόνο 10-200 nm, διαθέτουν μεγάλη ειδική επιφάνεια, αργή ταχύτητα ανόδου και υψηλή απόδοση διάλυσης. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους αερισμού, ο αερισμός με νανοφυσαλίδες μπορεί να αυξήσει τη χρήση οξυγόνου σε πάνω από 80%, που είναι 2-3 φορές περισσότερο από αυτόν του μικροπορώδους αερισμού. Σε σενάρια έκτακτης ανάγκης με ξαφνική πτώση της συγκέντρωσης DO, οι νανοφυσαλίδες μπορούν να αυξήσουν γρήγορα τα επίπεδα διαλυμένου οξυγόνου στο νερό χωρίς να επηρεάσουν τη μικροβιακή κοινότητα.
Περίπτωση εφαρμογής: Μια μονάδα επεξεργασίας χημικών λυμάτων παρουσίασε ξαφνική αύξηση στη συγκέντρωση εισερχόμενης οργανικής ύλης, με αποτέλεσμα η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου (DO) να πέσει από 2,5 mg/L σε 0,8 mg/L. Μετά την ενεργοποίηση έκτακτης ανάγκης του συστήματος αερισμού με νανοφυσαλίδες, η συγκέντρωση DO επανήλθε σε πάνω από 2 mg/L μέσα σε μόλις 30 λεπτά και επέστρεψε στα κανονικά επίπεδα μετά από 2 ώρες, αποφεύγοντας τον κίνδυνο υπέρβασης των προτύπων από τα απόβλητα.
Σύστημα έκτακτης ανάγκης καθαρού αερισμού οξυγόνου
Εφαρμόσιμα σενάρια: Όταν τα συμβατικά συστήματα αερισμού δεν μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες έκτακτης ανάγκης σε οξυγόνο, ο αερισμός καθαρού οξυγόνου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συμπλήρωμα έκτακτης ανάγκης. Οξυγόνο υψηλής-συγκέντρωσης παρέχεται μέσω δεξαμενών αποθήκευσης υγρού οξυγόνου ή γεννητριών οξυγόνου και εγχέεται απευθείας στη δεξαμενή βιολογικού καθαρισμού, αυξάνοντας σημαντικά τη συγκέντρωση DO σε σύντομο χρονικό διάστημα. Η απόδοση μεταφοράς οξυγόνου του αερισμού καθαρού οξυγόνου είναι 5-10 φορές μεγαλύτερη από αυτή του αερισμού αέρα, καθιστώντας τον ιδιαίτερα κατάλληλο για αντιμετώπιση έκτακτης ανάγκης κραδασμών υψηλού φορτίου ή αστοχιών εξοπλισμού αερισμού.
Προφυλάξεις: Είναι απαραίτητος ο αυστηρός έλεγχος του ρυθμού έγχυσης οξυγόνου για τον αερισμό καθαρού οξυγόνου για την αποφυγή υπερβολικά υψηλών συγκεντρώσεων DO που οδηγούν σε μικροβιακή δηλητηρίαση. Επιπλέον, το καθαρό οξυγόνο είναι σχετικά ακριβό και θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο ως βραχυπρόθεσμο-μέτρο έκτακτης ανάγκης, όχι για μακροχρόνια-συνεχή χρήση. Κατά τις περιόδους αιχμής απόρριψης των λυμάτων καθαρισμού δεξαμενών ζύμωσης, μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων ζυθοποιίας χρησιμοποιούσε αερισμό καθαρού οξυγόνου για να διατηρήσει σταθερή συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου (DO) περίπου 3 mg/L, διασφαλίζοντας αποτελεσματική αποσύνθεση της οργανικής ύλης.
(II) Τεχνολογία Ενισχυμένης Μικροβιακής Αποκατάστασης
Στοχευμένη δοσολογία λειτουργικών μικροβιακών παραγόντων:
Επιλογή και εφαρμογή παράγοντα: Επιλέγονται συγκεκριμένοι λειτουργικοί μικροβιακοί παράγοντες για βελτίωση με βάση διαφορετικούς τύπους ανωμαλιών DO. Για παράδειγμα, όταν η κατανάλωση DO είναι αργή λόγω ανεπαρκούς δραστηριότητας λάσπης, η προσθήκη εξαιρετικά αποτελεσματικών αποικοδομητικών μικροβιακών παραγόντων (όπως Bacillus και Pseudomonas) μπορεί να ενισχύσει γρήγορα τη μικροβιακή μεταβολική ικανότητα και να αυξήσει την κατανάλωση οξυγόνου. Όταν η συγκέντρωση DO είναι πολύ υψηλή, προστίθενται μικροβιακά απονιτροποιητικά μέσα για να χρησιμοποιηθούν οι αντιδράσεις απονιτροποίησης για την κατανάλωση περίσσειας οξυγόνου.
Ανάπτυξη προσαρμοσμένων μικροβιακών παραγόντων: Ορισμένες μονάδες επεξεργασίας λυμάτων συνεργάζονται με ερευνητικά ιδρύματα για την ανάπτυξη προσαρμοσμένων σύνθετων μικροβιακών παραγόντων με βάση την ποιότητα του εισερχόμενου νερού και τη δομή της μικροβιακής κοινότητας. Μια φαρμακευτική μονάδα επεξεργασίας λυμάτων, μέσω ανάλυσης της μικροβιακής κοινότητας της ιλύος, ανακάλυψε την έλλειψη στελεχών που υποβαθμίζουν συγκεκριμένα αντιβιοτικά. Μετά τη στοχευμένη εφαρμογή ενός σύνθετου μικροβιακού παράγοντα, η συγκέντρωση DO μειώθηκε από 5 mg/L σε 2,8 mg/L, ενώ ο ρυθμός απομάκρυνσης αντιβιοτικού αυξήθηκε κατά 40%. Τεχνολογία Ταχείας Κατασκευής Βιοφίλμ
Μέθοδος Επιλογής Φορέα και Σχηματισμού Βιοφίλμ: Οι αιωρούμενοι βιολογικοί φορείς (όπως σφουγγάρι πολυουρεθάνης ή κεραμσίτης) προστίθενται στη δεξαμενή βιολογικής επεξεργασίας. Μια τεχνολογία ταχείας δημιουργίας βιοφίλμ χρησιμοποιείται για τη δημιουργία βιοφίλμ στην επιφάνεια του φορέα. Η μικροβιακή κοινότητα στο βιοφίλμ έχει σταθερή δομή, ισχυρή αντοχή σε κραδασμούς και μπορεί να διατηρήσει τη δραστηριότητα ακόμη και υπό συνθήκες μεγάλων διακυμάνσεων της συγκέντρωσης DO. Χρησιμοποιώντας αερισμό και ανάμειξη σε συνδυασμό με ενοφθαλμισμό κυρίαρχων βακτηριακών ειδών, ο σχηματισμός βιοφίλμ μπορεί να ολοκληρωθεί εντός 7-10 ημερών, αυξάνοντας την ικανότητα επεξεργασίας του βιολογικού συστήματος κατά 20%-30%.
Αποτελέσματα Εφαρμογής: Μια μονάδα επεξεργασίας αστικών λυμάτων παρουσίασε μειωμένη δραστηριότητα λάσπης και υπερβολικό άζωτο αμμωνίας στα απόβλητά της λόγω μακροπρόθεσμων-διακυμάνσεων της συγκέντρωσης DO. Με την προσθήκη βιολογικών φορέων κεραμσιτών και τον εμβολιασμό με νιτροποιητικά βακτήρια, η συγκέντρωση DO σταθεροποιήθηκε στα 2-3 mg/L μετά το σχηματισμό βιοφίλμ και ο ρυθμός απομάκρυνσης του αζώτου αμμωνίας αυξήθηκε από 60% σε 95%, βελτιώνοντας σημαντικά το ποσοστό συμμόρφωσης της ποιότητας των εκροών.
Αναδιάρθρωση και βελτιστοποίηση συστήματος: Εξάλειψη των βασικών αιτιών των ανωμαλιών DO
(I) Αναβάθμιση και Μετασχηματισμός Διαδρομής Διαδικασίας
Πολυ-Βελτιστοποίηση διαδικασίας AO σε πολλά στάδια
Τμηματοποιημένος αερισμός εισροής και ακριβής αερισμός: Η αναβάθμιση της παραδοσιακής διεργασίας AO σε μια διεργασία AO πολλαπλών-σταδίων, μέσω τμηματοποιημένου εισερχόμενου και ανεξάρτητου ελέγχου αερισμού, επιτυγχάνει ακριβή ρύθμιση της συγκέντρωσης DO σε διαφορετικές ζώνες. Για παράδειγμα, στο πρώτο-στάδιο ανοξικής ζώνης, η συγκέντρωση DO ελέγχεται<0.5 mg/L to enhance denitrification; in the aerobic zone, the aeration rate is adjusted according to the influent load to stabilize the DO concentration at 2-4 mg/L. After adopting the multi-stage AO process, a wastewater treatment plant reduced the DO concentration fluctuation range from ±1 mg/L to ±0.3 mg/L, and the denitrification efficiency increased by 30%.
Προσθήκη ενδιάμεσης δεξαμενής καθίζησης: Η προσθήκη μιας ενδιάμεσης δεξαμενής καθίζησης στη διαδικασία πολλαπλών-σταδίων AO επιτυγχάνει ξεχωριστό έλεγχο της επιστροφής λάσπης και της επιστροφής μικτού υγρού. Η ενδιάμεση δεξαμενή καθίζησης μπορεί να αφαιρέσει λίγη λάσπη, μειώνοντας τη συγκέντρωση της λάσπης στην επόμενη αερόβια ζώνη και μειώνοντας την κατανάλωση οξυγόνου. Ταυτόχρονα, η ανάμικτη επιστροφή υγρού μπορεί να μεταφέρει περισσότερα νιτρικά άλατα στην ανοξική ζώνη, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα της απονιτροποίησης. Μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων σε ένα βιομηχανικό πάρκο μείωσε τη συγκέντρωση DO στην αερόβια ζώνη κατά 0,5 mg/L και μείωσε την κατανάλωση ενέργειας αερισμού κατά 15% με την προσθήκη μιας ενδιάμεσης δεξαμενής καθίζησης.
Βαθιά βελτιστοποίηση διεργασίας MBR: Διάταξη διάταξης μεμβράνης και μέθοδος αερισμού: Σε έναν βιοαντιδραστήρα μεμβράνης (MBR), η βελτιστοποίηση της διάταξης της μονάδας μεμβράνης και της μεθόδου αερισμού μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά την κατανομή συγκέντρωσης DO. Ένας συνδυασμός αερισμού πυθμένα και πλευρικού αερισμού χρησιμοποιείται για την κάλυψη της ζήτησης οξυγόνου των μικροοργανισμών, ενώ παράγει δύναμη διάτμησης για την αποφυγή ρύπανσης της μεμβράνης. Ταυτόχρονα, η διαδικτυακή παρακολούθηση της συγκέντρωσης DO στη δεξαμενή μεμβράνης επιτρέπει την-ρύθμιση του ρυθμού αερισμού σε πραγματικό χρόνο, αποτρέποντας τον υπερβολικό αερισμό που θα μπορούσε να οδηγήσει σε υψηλές συγκεντρώσεις DO. Μετά τη βελτιστοποίηση, η συγκέντρωση DO στο σύστημα MBR της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων μιας μονάδας επεξεργασίας τροφίμων σταθεροποιήθηκε στα 1,5-2,5 mg/L και ο κύκλος καθαρισμού της μεμβράνης επεκτάθηκε από 30 ημέρες σε 60 ημέρες.
MBR σε συνδυασμό με προηγμένες διεργασίες οξείδωσης: Όταν η συγκέντρωση DO στο σύστημα MBR είναι ανώμαλη λόγω της ανυπόφορης οργανικής ύλης στην εισροή, οι προηγμένες διεργασίες οξείδωσης (όπως η οξείδωση του όζοντος και η οξείδωση Fenton) συνδέονται για την προεπεξεργασία της εισροής. Η προηγμένη οξείδωση μπορεί να αποσυνθέσει την ανυπόφορη οργανική ύλη σε εύκολα βιοαποδομήσιμες ουσίες, μειώνοντας το φορτίο βιοχημικής επεξεργασίας και σταθεροποιώντας τη συγκέντρωση DO. Μετά την υιοθέτηση της διαδικασίας MBR{2}}σύζευξης όζοντος, μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων βαφής και εκτύπωσης είδε τη συγκέντρωση DO της να αυξάνεται από 1,2 mg/L σε 2,2 mg/L και το ποσοστό αφαίρεσης COD να αυξάνεται από 75% σε 90%.
(ΙΙ) Ανάκτηση και Ανακύκλωση Ενέργειας
Αναερόβια χώνευση λάσπης για παραγωγή ενέργειας και αερισμό
Αρχή της διαδικασίας: Η περίσσεια ιλύος τροφοδοτείται στον αναερόβιο χωνευτήρα. Το παραγόμενο βιοαέριο χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω κυψελών καυσίμου, παρέχοντας ισχύ στον εξοπλισμό αερισμού. Ταυτόχρονα, το χωνεμένο υπόλειμμα μετά την αναερόβια χώνευση είναι πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά όπως άζωτο και φώσφορο, τα οποία μπορούν να επιστραφούν στη βιοχημική δεξαμενή για την αναπλήρωση των μικροβιακών θρεπτικών συστατικών, την προώθηση του μικροβιακού μεταβολισμού και τη σταθεροποίηση της συγκέντρωσης DO. Μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων, μέσω αναερόβιας χώνευσης λάσπης για παραγωγή ενέργειας, κάλυψε το 30% της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας του συστήματος αερισμού, εξοικονομώντας περίπου 800.000 γιουάν σε κόστος ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως, ενώ ταυτόχρονα βελτιώνει τη σταθερότητα της συγκέντρωσης DO κατά 25%.
Έλεγχος επιστροφής υπολειμμάτων: Ελέγχετε αυστηρά τον ρυθμό ροής επιστροφής του χωνεμένου υπολείμματος για να αποφύγετε την υπερβολική μικροβιακή ανάπτυξη λόγω υπερβολικών θρεπτικών συστατικών, που θα αύξανε την κατανάλωση οξυγόνου. Με την παρακολούθηση των συγκεντρώσεων αζώτου και φωσφόρου στη δεξαμενή βιολογικής επεξεργασίας, η αναλογία της ανακυκλοφορίας του πολτού βιοαερίου ρυθμίζεται, γενικά ελέγχεται στο 5%-10% του ρυθμού ροής εισροής.
Ανάκτηση απόβλητης θερμότητας και έλεγχος θερμοκρασίας νερού
Το σύστημα ανάκτησης απορριμμάτων θερμότητας συλλέγει την απορριπτόμενη θερμότητα που παράγεται κατά την επεξεργασία των λυμάτων (όπως η απαγωγή θερμότητας από τον εξοπλισμό αερισμού και η παραγωγή θερμότητας από την αναερόβια χώνευση), μετατρέποντάς την σε ζεστό νερό μέσω ενός συστήματος αντλίας θερμότητας για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας του νερού στη δεξαμενή βιολογικού καθαρισμού. Η θερμοκρασία του νερού είναι ένας κρίσιμος παράγοντας που επηρεάζει τη διαλυτότητα στο οξυγόνο και τη μικροβιακή δραστηριότητα. Η διατήρηση της θερμοκρασίας του νερού στους 20-30 βαθμούς βοηθά στη σταθεροποίηση της διαλυτότητας του οξυγόνου και βελτιστοποιεί τη μικροβιακή δραστηριότητα. Μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων στη βόρεια Κίνα, μέσω του συστήματος ανάκτησης θερμότητας αποβλήτων, αύξησε τη θερμοκρασία του νερού στη δεξαμενή βιολογικού καθαρισμού από 12 βαθμούς σε 22 βαθμούς το χειμώνα, αύξησε τη συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου (DO) κατά 0,8 mg/L και βελτίωσε την απόδοση επεξεργασίας κατά 20%.
Θερμοκρασία νερού και έλεγχος DO Co-: Δημιουργείται ένα μοντέλο συν-ελέγχου μεταξύ της θερμοκρασίας του νερού και της συγκέντρωσης DO. Όταν η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται, ο ρυθμός αερισμού αυξάνεται κατάλληλα για να αντισταθμιστεί η μείωση της διαλυτότητας του οξυγόνου. όταν η θερμοκρασία του νερού πέφτει, ο ρυθμός αερισμού μειώνεται για να αποφευχθούν οι υπερβολικά υψηλές συγκεντρώσεις DO. Αυτός ο δυναμικός έλεγχος διασφαλίζει ότι η συγκέντρωση DO παραμένει σταθερή εντός ενός κατάλληλου εύρους.
Διασταυρούμενη-Ενσωμάτωση τεχνολογίας κλάδου: Καινοτόμες λύσεις για ανωμαλίες DO
(Ι) Εφαρμογή IoT και Τεχνολογιών Μεγάλων Δεδομένων
DO Concentration Intelligent Prediction and Early Warning System
Ανάλυση σύντηξης δεδομένων πολλαπλών-πηγών: Ενσωματώνοντας πληροφορίες πολλαπλών-πηγών, όπως ποιότητα νερού εισροής, ποσότητα νερού, παραμέτρους λειτουργίας εξοπλισμού αερισμού και μετεωρολογικά δεδομένα, καθιερώνεται ένα μοντέλο πρόβλεψης συγκέντρωσης DO μέσω ανάλυσης μεγάλων δεδομένων. Αυτό το μοντέλο μπορεί να προβλέψει τις τάσεις συγκέντρωσης DO 24 ώρες νωρίτερα. Όταν η προβλεπόμενη συγκέντρωση DO υπερβεί το κανονικό εύρος, ενεργοποιεί αυτόματα μια έγκαιρη προειδοποίηση και προωθεί προτάσεις βελτιστοποίησης. Το έξυπνο σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σε μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων πέτυχε ποσοστό ακρίβειας 95%, μειώνοντας τον χρόνο απόκρισης για το χειρισμό των ανωμαλιών συγκέντρωσης DO από 2 ώρες σε 30 λεπτά.
Τηλεχειρισμός και μη επανδρωμένη λειτουργία: Με βάση την τεχνολογία IoT, επιτυγχάνεται ο τηλεχειρισμός του εξοπλισμού αερισμού και η μη επανδρωμένη διαχείριση δεξαμενών βιολογικού καθαρισμού. Οι χειριστές μπορούν να παρακολουθούν τη συγκέντρωση DO και την κατάσταση λειτουργίας του εξοπλισμού σε πραγματικό χρόνο μέσω κινητής εφαρμογής ή υπολογιστή και να προσαρμόζουν εξ αποστάσεως παραμέτρους όπως ο ρυθμός αερισμού και η αναλογία επιστροφής λάσπης. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος μη επανδρωμένης λειτουργίας, μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων σε μια ορεινή περιοχή είδε το ποσοστό σταθερότητας της συγκέντρωσης DO να αυξάνεται στο 98% και το κόστος εργασίας μειώθηκε κατά 60%. Προσομοίωση και βελτιστοποίηση Digital Twin System
Κατασκευή εικονικής βιοχημικής δεξαμενής: Κατασκευάζεται ένα εικονικό μοντέλο της βιοχημικής δεξαμενής με χρήση ψηφιακής διπλής τεχνολογίας για την προσομοίωση της κατανομής της συγκέντρωσης DO και των μικροβιακών μεταβολικών διεργασιών υπό διαφορετικές συνθήκες εισροής και παραμέτρους λειτουργίας. Μέσω εικονικών πειραμάτων, οι παράμετροι όπως οι στρατηγικές αερισμού και οι αναλογίες επιστροφής λάσπης βελτιστοποιούνται και η βέλτιστη λύση εφαρμόζεται στη συνέχεια στην πραγματική παραγωγή. Μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων, μέσω της προσομοίωσης ψηφιακού διπλού συστήματος, διαπίστωσε ότι η προσαρμογή της απόστασης της κεφαλής αερισμού από 1,2 μέτρα σε 1 μέτρο βελτίωσε την ομοιομορφία συγκέντρωσης DO κατά 20%, και το πραγματικό αποτέλεσμα μετά την τροποποίηση ήταν σύμφωνο με τα αποτελέσματα της προσομοίωσης.
Προσομοίωση σφάλματος και ασκήσεις έκτακτης ανάγκης: Τα σενάρια μη φυσιολογικής συγκέντρωσης DO (όπως αστοχία εξοπλισμού αερισμού και κρούσεις φορτίου εισροής) προσομοιώνονται στο ψηφιακό σύστημα διπλού συστήματος και πραγματοποιούνται εικονικές ασκήσεις έκτακτης ανάγκης για τη βελτίωση των δυνατοτήτων απόκρισης των χειριστών. Μέσω επαναλαμβανόμενων ασκήσεων, οι χειριστές εξοικειώθηκαν περισσότερο με τις διαδικασίες χειρισμού για ανωμαλίες DO και ο πραγματικός χρόνος απόκρισης έκτακτης ανάγκης μειώθηκε κατά 40%.
(II) Ανάπτυξη νέων υλικών και προηγμένου εξοπλισμού
Ευφυή Υλικά Μεμβρανών Αερισμού
Χαρακτηριστικά υλικού και πλεονεκτήματα: Το νέο έξυπνο υλικό μεμβράνης αερισμού διαθέτει υψηλό πορώδες, υψηλή απόδοση μεταφοράς οξυγόνου και ισχυρή αντι-δυνατότητα ρύπανσης. Η έξυπνη επίστρωση στην επιφάνεια της μεμβράνης προσαρμόζει αυτόματα το μέγεθος των πόρων σύμφωνα με τη συγκέντρωση DO. Όταν η συγκέντρωση DO είναι πολύ υψηλή, οι πόροι συρρικνώνονται, μειώνοντας τη μεταφορά οξυγόνου. όταν η συγκέντρωση DO είναι πολύ χαμηλή, οι πόροι διαστέλλονται, αυξάνοντας τη μεταφορά οξυγόνου. Η απόδοση μεταφοράς οξυγόνου της έξυπνης μεμβράνης αερισμού είναι περισσότερο από 50% υψηλότερη από αυτή των παραδοσιακών κεφαλών αερισμού, ενώ μειώνει την κατανάλωση ενέργειας κατά 30%.
Προοπτικές εφαρμογής: Το έξυπνο υλικό μεμβράνης αερισμού βρίσκεται επί του παρόντος σε πιλοτικό στάδιο-κλίμακας και αναμένεται να επιτύχει εφαρμογή μεγάλης-κλίμακας τα επόμενα 3-5 χρόνια. Τα αποτελέσματα πιλοτικής κλίμακας από ένα ερευνητικό ίδρυμα δείχνουν ότι το εύρος διακύμανσης της συγκέντρωσης DO στη δεξαμενή βιολογικού καθαρισμού που χρησιμοποιεί την έξυπνη μεμβράνη αερισμού είναι μόνο ±0,2 mg/L και το αποτέλεσμα επεξεργασίας είναι σημαντικά καλύτερο από αυτό των παραδοσιακών συστημάτων αερισμού.
Υποβρύχιο DO Concentration Real-Ρομπότ παρακολούθησης χρόνου
Χαρακτηριστικά: Το υποβρύχιο ρομπότ είναι εξοπλισμένο με αισθητήρα DO υψηλής ακρίβειας-, αναλυτή ποιότητας νερού και κάμερα. Μπορεί να πλοηγηθεί αυτόνομα μέσα στη δεξαμενή βιολογικού καθαρισμού, παρακολουθώντας τη συγκέντρωση DO και τις παραμέτρους ποιότητας νερού σε διαφορετικές περιοχές σε πραγματικό χρόνο. Το ρομπότ μεταδίδει δεδομένα στον κεντρικό θάλαμο ελέγχου μέσω ασύρματης επικοινωνίας, επιτρέποντας στους χειριστές να κατανοήσουν διαισθητικά την κατανομή συγκέντρωσης DO και να εντοπίσουν αμέσως περιοχές με μη φυσιολογικά επίπεδα DO.
Καινοτόμος εφαρμογή: Μετά την εισαγωγή ενός υποβρύχιου ρομπότ παρακολούθησης DO, μια μεγάλη μονάδα επεξεργασίας λυμάτων ανακάλυψε μια νεκρή ζώνη με χαμηλή συγκέντρωση DO στη γωνία της δεξαμενής βιολογικού καθαρισμού. Με την προσαρμογή της διάταξης της κεφαλής αερισμού, η ανομοιόμορφη κατανομή της συγκέντρωσης DO εξαλείφθηκε, βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση επεξεργασίας κατά 10%.
Συμπέρασμα: Η επίλυση μη φυσιολογικών συγκεντρώσεων DO απαιτεί διάρρηξη της παραδοσιακής σκέψης και συνδυασμό καινοτόμων τεχνολογιών έκτακτης ανάγκης, ανακατασκευής και βελτιστοποίησης συστημάτων και διεπιστημονικής ολοκλήρωσης τεχνολογίας για τη δημιουργία διαφοροποιημένων και πολλαπλών{1}} λύσεων. Από βραχυπρόθεσμα-μέτρα έκτακτης ανάγκης όπως αερισμός με νανοφυσαλίδες και προσθήκη λειτουργικών βακτηριακών παραγόντων,-τη μακροπρόθεσμη βελτιστοποίηση του συστήματος μέσω αναβαθμίσεων διαδικασιών και ανάκτησης ενέργειας, και περαιτέρω σε τεχνολογίες αιχμής όπως εφαρμογές IoT και ανάπτυξη νέων υλικών, κάθε τεχνολογία παρέχει νέες ιδέες για την επίλυση μη φυσιολογικών συγκεντρώσεων DO. Στο μέλλον, με συνεχή τεχνολογική πρόοδο και καινοτομία, ο έλεγχος συγκέντρωσης DO θα γίνει πιο ακριβής και αποτελεσματικός, παρέχοντας μια σταθερή εγγύηση για τη σταθερή λειτουργία των μονάδων επεξεργασίας λυμάτων και την επίτευξη των προτύπων ποιότητας του νερού.
