Stáří kalu, teplota vody a odpadní voda BSK5

V průmyslu čištění odpadních vod často mluvíme o stáří kalu (θc), teplotě vody a odpadní vodě BSK5 (Se), ale jen málokdo dokáže pravdivě vysvětlit vztah mezi těmito třemi. Ve skutečnosti tyto tři parametry tvoří jádro „zlatého trojúhelníku“ ovlivňující stabilitu biologických systémů. Stáří kalu určuje „průměrnou životnost“ mikroorganismů v systému; teplota vody řídí „účinnost“ mikroorganismů; a odpadní voda OD5 (Se) přímo odráží "výkaz" systému o konečném čištění. S blížící se zimou a klesajícími teplotami vody v čistírnách odpadních vod v různých regionech se tento článek, založený na empirických vzorcích odvozených z proložení provozních křivek více čistíren odpadních vod, ponoří do kvantitativního vztahu mezi těmito třemi faktory pro referenční účely při čištění zásobování vodou.

Na základě dlouhodobých{0}}provozních dat z několika čistíren odpadních vod byly pomocí proložení křivky získány empirické korelace mezi stářím kalu (θc) a BSK5 (Se) v různých teplotních rozmezích. Tyto vzorce demonstrují jasný trend: vyšší teploty a silnější mikrobiální aktivita mají za následek nižší BSK5 v odpadních vodách při stejném stáří kalu; nižší teploty znesnadňují systému splnění norem.

Vztahy mezi různými teplotními rozsahy jsou uvedeny níže.

1. Teplota nad 25 stupňů

Kde: r označuje korelační koeficient, obvykle Pearsonův korelační koeficient, používaný k měření síly lineární korelace mezi dvěma proměnnými.

2. Teplota 20~25 stupňů

3. Teplota 15~20 stupňů

4. Teplota pod 15 stupňů

Vzor 1: Nižší teploty vedou k vyššímu BSK5 v odpadních vodách – dokonce i při stejném stáří kalu

Například: Předpokládejme, že systém funguje v θc=10 dní, dosadíme do výše uvedených vzorců:

Větší než 25 stupňů: Se ≈ 2,1 mg/l

15-20 stupňů : Se ≈ 3,2 mg/l

Méně než 15 stupňů: Se ≈ 4,0 mg/l

Výsledky výpočtů ukazují, že rozdíl v koncentraci organické hmoty v odpadních vodách může být více než dvojnásobný. Důvod je jednoduchý: při nízkých teplotách slábne mikrobiální metabolická aktivita, klesá míra využití substrátu, což vede k „nedostatečné kapacitě čištění“ při stejném stáří kalu.

Vzor 2: Se a θc mají negativní exponenciální vztah-prodlužování stáří kalu vždy zlepšuje odtok, ale zlepšení se postupně snižuje. Všechny exponenty ve vzorci jsou záporné (-0,744, -0,674, -0,519, -0,554), což znamená, že: zvýšení θc → snížení Se, ale exponent je menší než 1; zdvojnásobení θc nesníží Se na polovinu původní hodnoty. To znamená, že po prodloužení stáří kalu do určité míry má další zvyšování θc omezený účinek a způsobí problémy, jako je stárnutí kalu, zvýšená spotřeba kyslíku a horší vlastnosti při usazování kalu.

Proto delší stáří kalu není vždy lepší; je třeba najít optimální rovnováhu.

Vzor 3: Korelační koeficient r v zóně nízké-teploty je nižší, což ukazuje na zvýšenou nestabilitu systému.

V rozmezí 15–20... Ve stupních pod 15 stupňů (r=0.55) a pod 15 stupňů (r=0.64) je výtok BSK5 výrazněji ovlivněn kolísáním teplot. To naznačuje, že za nízkých-teplotních podmínek jsou mikroorganismy citlivější na změny prostředí; systém je náchylnější ke kolísání rozpuštěného kyslíku a zatížení; a odpadní voda je nestabilnější a vyžaduje jemnější kontrolu.

1. Během zimy předem zvyšte stáří kalu
V severních městech mohou teploty vody v zimě klesnout na 10–13 stupňů. V této době se doporučuje zvýšit θc na 12–18 dní, aby se vyrovnalo snížení mikrobiální aktivity způsobené nízkými teplotami. Pokud je stáří kalu udržováno na 8–10 dnech v létě, je odpadní voda náchylná ke zhoršení.

2. Snižte stáří kalu v létě pro zvýšení kapacity čištění systému
Když je teplota vody vyšší než 25 stupňů , kvůli vysoké mikrobiální aktivitě lze stáří kalu přiměřeně snížit na 6–8 dní, aby se zvýšila nosnost-systému a snížil se objem kalu. To je také důvod, proč mnoho čistíren odpadních vod zažívá v létě „velké vypouštění kalu a snadný provoz systému“.

3. Tuto metodu lze použít pro diagnostiku procesu-určující, zda jsou abnormality na odpadních vodách způsobeny stářím kalu nebo teplotou.

Když se BSK5 v odpadních vodách zvýší, lze k určení příčiny použít následující kroky:

(1) Vypočítejte proud θc;

(2) Vyberte odpovídající vzorec založený na teplotě vody pro výpočet teoretického Se;

(3) Porovnejte teoretickou hodnotu se skutečnou hodnotou: Pokud je skutečná hodnota mnohem vyšší než teoretická hodnota, znamená to zátěžový šok, nedostatek rozpuštěného kyslíku nebo toxické látky; pokud je skutečná hodnota blízká teoretické hodnotě, ale mírně vyšší, znamená to nedostatečné stáří kalu nebo příliš nízkou teplotu.

Toto je nejběžněji používaná „metoda rychlé diagnostiky“ provozními inženýry.

Mnoho lidí je zvyklých posuzovat provoz čistíren odpadních vod na základě zkušeností, ale zkušenosti potřebují datovou podporu a tyto empirické vzorce poskytují nejintuitivnější kvantitativní základ. Říkají nám, že: stáří kalu není libovolně nastaveno a musí být přizpůsobeno teplotě; nízká teplota je pro biologické systémy největší výzvou a opatření by měla být přijata předem; za změnami BSK5 v odpadních vodách stojí celková reakce mikrobiálního ekosystému na prostředí. Pochopení „vztahu zlatého trojúhelníku“ mezi stářím kalu, teplotou vody a odpadní vodou BSK5 je zásadní pro dosažení skutečně rafinovaného řízení provozu zaměřeného na mikroorganismy.