Ο υδραυλικός χρόνος κατακράτησης (HRT) αναφέρεται στον μέσο χρόνο παραμονής των λυμάτων στη δομή επεξεργασίας σύμφωνα με τη γραπτή γλώσσα. Με απλά λόγια, είναι ο χρόνος που βιώνουν τα λύματα από την είσοδο στην εγκατάσταση επεξεργασίας έως τη ροή τους από την εγκατάσταση. Η συνήθης μέθοδος υπολογισμού είναι η διαίρεση του ενεργού όγκου της δομής επεξεργασίας με την ποσότητα των λυμάτων που εισέρχονται στη δομή ανά μονάδα χρόνου.
HRT=Πραγματικός όγκος αντιδραστήρα V / Επεξεργασμένος όγκος νερού ανά μονάδα χρόνου Q
Επομένως, όταν κατασκευάζουμε τη δομή, πρέπει να λαμβάνουμε πλήρως υπόψη τον ημερήσιο όγκο επεξεργασίας, τη συγκέντρωση των ρύπων και τις απαιτήσεις που πρέπει να επιτευχθούν μετά την επεξεργασία.
Ο όγκος επεξεργασίας καθορίζει το μέγεθος της πισίνας. Η συγκέντρωση των ρύπων επηρεάζει το χρόνο και τις συνθήκες που απαιτούνται για την αντίδραση. Οι υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να απαιτούν μεγαλύτερους χρόνους αντίδρασης ή πιο πολύπλοκες διαδικασίες επεξεργασίας, οι οποίες απαιτούν μεγαλύτερους όγκους συγκέντρωσης ή πιο αποτελεσματική ανάδευση, αερισμό και άλλες εγκαταστάσεις για να εξασφαλιστεί η πλήρης αντίδραση.
Οι διάφοροι δείκτες ποιότητας νερού της εκροής καθορίζουν την επιλεγμένη διαδικασία επεξεργασίας και τις παραμέτρους σχεδιασμού της δεξαμενής, όπως ο υδραυλικός χρόνος κατακράτησης και το φορτίο λάσπης.
Φυσικά, στις πραγματικές παραγωγικές μας λειτουργίες, ο χρόνος συγκράτησης του υδραυλικού συστήματος επηρεάζεται και από πολλούς άλλους παράγοντες. Για παράδειγμα, η ποιότητα και η ποσότητα του εισερχόμενου νερού, οι εποχιακές αλλαγές θερμοκρασίας.
- Η επίδραση της θερμοκρασίας στην HRT
Η θερμοκρασία επηρεάζει τη δραστηριότητα των μικροοργανισμών. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, ο μεταβολικός ρυθμός των μικροοργανισμών μειώνεται, ο οποίος μπορεί να μειωθεί σε λιγότερο από το 50% της δραστηριότητας το καλοκαίρι, με αποτέλεσμα την αύξηση περίπου 1,5 φορές την απαραίτητη HRT για τη διατήρηση της ίδιας αποτελεσματικότητας θεραπείας.
- Η επίδραση της ποιότητας του εισερχόμενου νερού στην HRT
Οι υψηλές συγκεντρώσεις ρυπογόνων φορτίων απαιτούν μεγαλύτερη διάρκεια HRT για να εξασφαλιστεί επαρκής χρόνος βιοαποδόμησης.
- Η επίδραση της αναλογίας θρεπτικών συστατικών (C:N:P) στην HRT
Μια μη ισορροπημένη αναλογία θρεπτικών συστατικών θα εμποδίσει την ανάπτυξη μικροοργανισμών και θα επηρεάσει την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας λυμάτων. Για παράδειγμα, μια χαμηλή αναλογία C:N μπορεί να οδηγήσει σε περιορισμένη νιτροποίηση, η οποία πρέπει να αντισταθμιστεί με αύξηση της HRT για να διασφαλιστεί η αποτελεσματική απομάκρυνση του αζώτου.
- Η επίδραση του pH στην HRT
Το κατάλληλο εύρος pH μπορεί να αυξήσει τη μεταβολική δραστηριότητα των μικροοργανισμών, μειώνοντας έτσι την απαιτούμενη HRT. Αντίθετα, μια ακατάλληλη τιμή pH θα μειώσει τη μικροβιακή δραστηριότητα και θα αυξήσει τις απαιτήσεις HRT. Για παράδειγμα, η προσαρμογή της τιμής του pH από 7,5 σε 6,5 μπορεί να αυξήσει το HRT της διαδικασίας νιτροποίησης κατά περίπου 20%, επειδή τα νιτροποιητικά βακτήρια είναι πιο ευαίσθητα στις αλλαγές του pH.
- Επίδραση τοξικών ουσιών στην HRT
Η παρουσία βαρέων μετάλλων ή τοξικών οργανικών ενώσεων στην εισροή θα αναστείλει τη μικροβιακή δραστηριότητα και θα αυξήσει τις απαιτήσεις HRT.
Τι επιπτώσεις θα έχει λοιπόν στη διεργασία μας ο χρόνος συγκράτησης του υδραυλικού συστήματος;
Αρχικά, παραθέτουμε πολλές πιθανές επιπτώσεις της πολύ σύντομης HRT:
ένα. Κακή επίδραση επεξεργασίας: Ανεπαρκής χρόνος για τα λύματα να έρθουν σε επαφή και να αντιδράσουν με μικροοργανισμούς, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή απομάκρυνση ρύπων όπως οργανική ύλη, άζωτο και φώσφορο και δυσκολία στην τήρηση των προτύπων ποιότητας των λυμάτων.
σι. Περιορισμένη μικροβιακή ανάπτυξη: Οι μικροοργανισμοί δεν έχουν αρκετό χρόνο για να απορροφήσουν θρεπτικά συστατικά και να πραγματοποιήσουν μεταβολικές δραστηριότητες, οι οποίες μπορεί να επηρεάσουν την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή τους, μειώνοντας έτσι τη βιολογική δραστηριότητα και τη σταθερότητα του συστήματος επεξεργασίας.
ντο. Δύσκολη εξημέρωση ιλύος: Δεν ευνοεί την εξημέρωση και την προσαρμογή μικροβιακών κοινοτήτων και είναι δύσκολο να σχηματιστούν κυρίαρχες βακτηριακές κοινότητες που προσαρμόζονται σε συγκεκριμένη ποιότητα νερού.
ρε. Ασθενής αντοχή σε κρούση: Η ικανότητα του συστήματος επεξεργασίας να αντιμετωπίζει κρούσεις όπως οι διακυμάνσεις στην ποιότητα του νερού εισροής και τον όγκο του νερού μειώνεται και είναι επιρρεπής η ασταθής λειτουργία.
μι. Αύξηση του φόρτου της επακόλουθης επεξεργασίας: Λόγω της ανεπαρκούς προκαταρκτικής επεξεργασίας, περισσότεροι ρύποι εισέρχονται στην επόμενη μονάδα επεξεργασίας, αυξάνοντας τη δυσκολία και το κόστος της επακόλουθης επεξεργασίας.
φά. Δεν ευνοεί το σχηματισμό και τη σταθερότητα του βιοφίλμ: Για τη διαδικασία επεξεργασίας με τη μέθοδο του βιοφίλμ, ένας πολύ σύντομος υδραυλικός χρόνος συγκράτησης μπορεί να μην επιτρέψει στο βιοφίλμ να αναπτυχθεί πλήρως και να ωριμάσει, επηρεάζοντας το αποτέλεσμα επεξεργασίας του.
σολ. Επηρεασμός της αντίδρασης χημικών παραγόντων: Εάν υπάρχει σύνδεση για την προσθήκη χημικών παραγόντων για επεξεργασία, ένας πολύ σύντομος χρόνος υδραυλικής συγκράτησης μπορεί να προκαλέσει ανομοιόμορφη ανάμειξη του παράγοντα και λυμάτων, ανεπαρκή αντίδραση και να μειώσει το αποτέλεσμα χρήσης του παράγοντα.
Τα αποτελέσματα της πολύ μακράς HRT μπορεί να είναι:
α, η υπερβολική ανάπτυξη μικροοργανισμών στο σύστημα, η πολύ μεγάλη διάρκεια HRT μπορεί να προκαλέσει γήρανση και διόγκωση της λάσπης, να μειώσει την απόδοση καθίζησης της λάσπης και να αυξήσει τη συγκέντρωση των αιωρούμενων στερεών (SS) στα απόβλητα. Η σχέση μεταξύ της ηλικίας της λάσπης (SRT) και της HRT δείχνει ότι η SRT θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 2-3 φορές HRT για να διατηρηθεί η δραστηριότητα της λάσπης. Φυσικά, μια σύντομη παράταση του χρόνου συγκράτησης του υδραυλικού συστήματος συνήθως δεν προκαλεί πολύ αρνητικό αντίκτυπο, επειδή το σύστημα επεξεργασίας έχει μια ορισμένη προσωρινή αποθήκευση και προσαρμοστικότητα.
σι. Ο χρόνος συγκράτησης των λυμάτων στη δεξαμενή αερισμού αυξάνεται. Εάν η ένταση αερισμού δεν ρυθμιστεί ανάλογα, είναι εύκολο να προκληθεί υπερβολικός αερισμός. Καταναλώστε περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια και αυξήστε το λειτουργικό κόστος. Χαλαρώστε τη δομή του κροκιδώματος λάσπης, κάτι που δεν ευνοεί την επακόλουθη επεξεργασία καθίζησης.
ντο. Αύξηση του κόστους υποδομής και λειτουργίας Προκειμένου να επιτευχθεί υπερβολικά μεγάλος χρόνος υδραυλικής συγκράτησης, μπορεί να χρειαστεί να κατασκευαστεί μεγαλύτερος όγκος δεξαμενών επεξεργασίας, γεγονός που αυξάνει τις επενδύσεις σε υποδομές. Σημαίνει επίσης υψηλότερη κατανάλωση ενέργειας και κόστος συντήρησης.
ρε. Το αναερόβιο περιβάλλον καταστρέφεται: Εάν ο χρόνος κατακράτησης είναι πολύ μεγάλος, το οξυγόνο μπορεί να αναμιχθεί στην περιοχή που θα έπρεπε να βρίσκεται στο αναερόβιο περιβάλλον, επηρεάζοντας τη διαδικασία απελευθέρωσης φωσφόρου των πολυφωσφορικών βακτηρίων, μειώνοντας έτσι το αποτέλεσμα απομάκρυνσης του φωσφόρου. Μπορεί επίσης να προκαλέσει υπερανάπτυξη άλλων μικροοργανισμών, να ανταγωνίζεται τα πολυφωσφορικά βακτήρια για περιορισμένα θρεπτικά συστατικά και ζωτικό χώρο, να επηρεάσει την ανάπτυξη και το μεταβολισμό των πολυφωσφορικών βακτηρίων και να παρεμποδίσει την αποτελεσματικότητα απομάκρυνσης του φωσφόρου.
μι. Αναερόβια ζύμωση ιλύος: Η υπερβολική διάρκεια μπορεί να προκαλέσει αναερόβια ζύμωση της καταβυθισμένης ιλύος, να παράγει μεθάνιο και άλλα αέρια, να κάνει τη λάσπη να επιπλέει και να επηρεάσει το φαινόμενο της καθίζησης.
φά. Αστοχία χημικού παράγοντα: Εάν χρησιμοποιούνται χημικοί παράγοντες στη διαδικασία καθίζησης, ο υπερβολικά μεγάλος υδραυλικός χρόνος συγκράτησης μπορεί να προκαλέσει την αποσύνθεση του παράγοντα ή την αντίδραση με άλλες ουσίες και την αποτυχία, επηρεάζοντας την επίδραση της καθίζησης.
σολ. Διατροφική ανισορροπία. Τα θρεπτικά συστατικά στα λύματα μπορεί να υπερκαταναλωθούν, με αποτέλεσμα μια ανισορροπία στην αναλογία θρεπτικών συστατικών που απαιτείται για τη μικροβιακή ανάπτυξη, η οποία δεν ευνοεί τον κανονικό μεταβολισμό και την αναπαραγωγή μικροοργανισμών.
Συνήθως χρησιμοποιούμε τις ακόλουθες μεθόδους για να παρατείνουμε τον χρόνο συγκράτησης του υδραυλικού συστήματος.
Μειώστε την ποσότητα του νερού προς επεξεργασία: Αυτός είναι ένας πιο άμεσος τρόπος, αλλά μπορεί να επηρεάσει την αποτελεσματικότητα και την κλίμακα της επεξεργασίας.
Αυξήστε τον όγκο της δεξαμενής αντίδρασης: Με την επέκταση ή την ανακαίνιση της δεξαμενής αντίδρασης, αυξήστε τον ενεργό όγκο της, επεκτείνοντας έτσι τον χρόνο συγκράτησης της υδραυλικής ενέργειας. Με την αλλαγή του τρόπου ροής μέσα στον αντιδραστήρα, όπως η χρήση σχεδίασης σχήματος U ή πολλαπλών θαλάμων, η διαδρομή ροής των λυμάτων μέσα στον αντιδραστήρα μπορεί να αυξηθεί, επεκτείνοντας έτσι το HRT.
Ρυθμίστε τη ροή εισόδου και εξόδου: Η μείωση της ροής εισόδου ή η μείωση της ροής εξόδου μπορεί επίσης να επιτύχει επέκταση του χρόνου συγκράτησης του υδραυλικού συστήματος. Όταν ο χρόνος συγκράτησης του υδραυλικού συστήματος παραταθεί ελέγχοντας τη ροή εξόδου να είναι μικρότερη, εάν η ροή εισόδου παραμείνει αμετάβλητη, η στάθμη του υγρού στην πισίνα θα ανέβει. Αυτό θέτει ορισμένες απαιτήσεις για τη χωρητικότητα της δεξαμενής. Εάν η χωρητικότητα της δεξαμενής είναι πολύ μικρή, η αύξηση της στάθμης του υγρού μπορεί να φέρει μια σειρά προβλημάτων, όπως αύξηση του κινδύνου υπερχείλισης και επηρεασμό της κανονικής λειτουργίας του συστήματος επεξεργασίας. Υπάρχουν επίσης τρόποι να αυξήσετε τον χρόνο συγκράτησης του υδραυλικού συστήματος σε σύντομο χρονικό διάστημα προσαρμόζοντας την αναλογία επαναροής, αλλά αυτό συνήθως προκαλεί άλλα προβλήματα.
Η σωστή παράταση του χρόνου συγκράτησης του υδραυλικού συστήματος σε εύλογο εύρος είναι συνήθως ευεργετική για την απομάκρυνση των ρύπων. Αυτό επιτρέπει στα λύματα να έχουν περισσότερο επαρκή χρόνο επαφής και αντίδρασης με μικροοργανισμούς, χημικές ουσίες κ.λπ., γεγονός που βοηθά στη βελτίωση της αποικοδόμησης της οργανικής ύλης και στην αποτελεσματικότητα απομάκρυνσης του αζώτου και του φωσφόρου.
Για παράδειγμα, για κάποια οργανική ύλη που είναι δύσκολο να αποικοδομηθεί, ένας μεγαλύτερος υδραυλικός χρόνος συγκράτησης μπορεί να αυξήσει την πιθανότητα αποσύνθεσης. στη διαδικασία βιολογικής απονιτροποίησης και απομάκρυνσης του φωσφόρου, μπορεί επίσης να παρέχει πιο ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη και το μεταβολισμό των μικροοργανισμών, βελτιώνοντας έτσι την επίδραση απομάκρυνσης του αζώτου και του φωσφόρου.
Ο χρόνος υδραυλικής συγκράτησης του σώματος της δεξαμενής είναι στο κοινό εύρος:
- Αναερόβια δεξαμενή: 1-2 ώρες Δεξαμενή καθίζησης πήξης 1.5 - 3 ώρες
- Ανοξική δεξαμενή: 2-4 ώρες Ρυθμιστική δεξαμενή: 4 - 24 ώρες
- Δεξαμενή απολύμανσης: 0.5 - 2 ώρες.
- Φίλτρο ινών: 0.5 - 1 ώρα
- Δεξαμενή αεροβικής: 4-8 ώρες
- Δεξαμενή οξίνισης: 4-6 ώρες,
- Δεξαμενή καθίζησης άμμου: από 30 δευτερόλεπτα έως 2 λεπτά
Τα παραπάνω δεδομένα είναι μόνο για αναφορά. Η πραγματική HRT θα πρέπει να προσαρμόζεται σύμφωνα με τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά των λυμάτων, τους στόχους επεξεργασίας και τις περιβαλλοντικές συνθήκες και να αναφέρεται στα σχετικά εθνικά και τοπικά πρότυπα. Κατά το σχεδιασμό και τη λειτουργία μονάδων επεξεργασίας λυμάτων, η βελτιστοποίηση θα πρέπει να πραγματοποιείται σε συνδυασμό με τις πραγματικές συνθήκες. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτοί οι χρόνοι είναι θεωρητικές κατευθυντήριες τιμές και μπορεί να χρειαστεί να προσαρμοστούν σύμφωνα με τις πραγματικές συνθήκες στην πραγματική λειτουργία.
