Kvalita odpadních vod
SS: suspendované pevné látky, obecně měřené v Mg/l. To se obecně týká hmotnosti pevných látek v zadrženém materiálu po filtrování vzorku vody přes filtrační papír a jeho sušení 105 stupňů na konstantní hmotnost.
COD: Poptávka chemického kyslíku, obecně měřená v Mg/l. COD se měří pomocí silného oxidačního látek (dichromant draselný je v mé zemi legálně vyžadován), aby oxidoval organickou hmotu na CO2 a H2O za kyselých podmínek. COD je vyjádřena jako CODCR, obvykle COD. Výhody COD: Přesně naznačuje obsah organické hmoty v odpadních vodách, vyžaduje měření jen několik hodin a není ovlivněn kvalitou vody. Vyšší treska označuje závažnější organickou kontaminaci ve vodě.
BOD: Biochemická poptávka po kyslíku, obecně měřená v Mg/l. Toto je množství rozpuštěného kyslíku spotřebovaného mikrobiálním rozkladem organických znečišťujících látek.
NH3-N: Amoniak dusík, obecně měřený v mg/l. Dusík amoniak odkazuje na dusík ve vodě ve formě volného amoniaku (NH₃) a amonného iontů (NH₄⁺).
TP: Celkový fosfor, obecně měřený v mg/l. Sloučeniny fosforu v odpadní vodě lze rozdělit na organický a anorganický fosfor.
Počet koliformů: Počet koliformních bakterií na litr vzorku vody, měřené v buňkách/l.
Celkový počet bakterií: Celkový počet koliformních bakterií, patogenů, virů a dalších bakterií, vyjádřených jako celkový počet bakteriálních kolonií na mililitr vzorku vody.
Společné základní pojmy
Anaerobní: stav prostředí, ve kterém během biologického čištění odpadních vod je přítomen ani rozpuštěný kyslík ani dusičný dusík. Rozpuštěný kyslík je pod 0,2 mg/l.
Anoxický: stav životního prostředí, ve kterém je rozpuštěný kyslík nedostatečný nebo chybějící, ale dusičnanový dusík je přítomen během čištění biologických odpadních vod. Rozpuštěný kyslík je přibližně 0,2-0,5 mg/l.
Aerobní: Stav prostředí, ve kterém je během biologického čištění odpadních vod rozpuštěn kyslík nebo dusičnan. Rozpuštěný kyslík je nad 2,0 mg/l.
Aerace: Proces nucení pouze kyslíku ze vzduchu do kapaliny, konkrétně pro získání dostatečného rozpuštěného kyslíku. Provzdušňování také zabraňuje suspendovaným pevným látkám v potopení a zvyšuje kontakt mezi organickou hmotou, mikroorganismy a rozpuštěným kyslíkem v nádrži, čímž zajistí dostatečný rozpuštěný kyslík pro mikroorganismy k oxidaci a rozkládání organických látek v odpadní vody.
Aktivovaný kalem: Kal - jako flokulentní látka tvořená různými organismy, jako jsou bakterie, houby, protozoa a metazoans a anorganické látky, jako jsou kovové hydroxidy. Vykazuje vynikající adsorpci, flokulaci, bioxidaci a biosyntézu.
Proces aktivovaného kalu: Metoda čištění odpadních vod, která využívá koagulaci, adsorpci, oxidaci, rozklad a srážení aktivovaného kalu v odpadní vodě k odstranění organických znečišťujících látek.
Proces biofilmu: Metoda čištění odpadních vod, která vystavuje odpadní vody biofilmu pěstovanému na pevné podpůrné ploše a využívá biofilm k degradaci nebo transformaci organických znečišťujících látek v odpadní vodě.
Flotace: Flotace zahrnuje zavedení nebo generování velkého počtu jemných bublin do vody, což způsobuje, že se připevňují k suspendovaným částic, což vede k nižší hustotě než hustotu vody. Vztlak nutí částice, aby se vznášely na povrch, čímž se dosáhne pevné látky - separace kapaliny. Metody pro generování mikrobublin zahrnují provzdušňování a rozpuštěný vzduch.
Koagulace: Účelem koagulace je přidat agenty (koagulanty nebo flokulanty) do vody, aby způsobily obtížné - do - sedimentů koloidní částice pro agregování a růst do velikosti, kde se mohou přirozeně usadit. Tento proces se nazývá koagulace - sedimentace.
Filtrace: Při úpravě vody filtrace obecně odkazuje na proces objasnění vody zachycením suspendované hmoty s granulární plnicí vrstvou, jako je křemenný písek. Filtrace primárně odstraňuje suspendovanou nebo koloidní hmotu z vody, zejména účinně odstraňuje částice a bakterie, které nelze odstranit sedimentačními technikami. Má také určitý stupeň účinnosti při odstraňování COD a BOD.
Sedimentace: Proces odstranění suspendované hmoty z vody využitím rozdílu hustoty mezi zavěšenou hmotou a vodou a gravitací usazování.
Běžně používané chemikálie
PAC: Polyaluminum chlorid
Caustic Soda: Naoh
Slaked Lime: Ca (OH) 2
Rychlé vápno: Cao
Pam: Polyakrylamid
Sodná popel: Na2CO3
Metody čištění odpadních vod
1. Proces aktivovaného kalu
1. Tradiční proces aktivovaného kalu (obecně odkazuje na proces aerobní odpadní vody).
2. A/O Proces
A/O znamená anoxické/oxické. Jeho výhody spočívají nejen v degradujících organických znečišťujících látkách, ale také odstraňování dusíku a fosforu. Využívá anaerobní technologii hydrolýzy jako předběžné ošetření pro aktivovaný kaly, díky čemuž je A/O proces vylepšeným procesem aktivovaného kalu.
Základní princip: A/O Proces spojuje anoxickou sekci a aerobní část v sérii. Rozpuštěný kyslík (DO) v sekci A není více než 0,2 mg/l, zatímco DO v sekci O je 2 - 4 mg/l. V anoxické zóně hydrolyzují heterotrofní bakterie suspendované znečišťující látky, jako je škrob, vlákninu a uhlohydráty, jakož i rozpustné organické hmoty, do organických kyselin, rozkládají velké organické molekuly na malé a převádějí nerozpustné organické látky na rozpustné. Když tyto anoxické hydrolýzy vstoupí do aerobní nádrže pro aerobní ošetření, zlepšují biologickou rozložitelnost odpadní vody a zvyšují účinnost kyslíku. V anoxické zóně heterotrofní bakterie amonifikují znečišťující látky, jako jsou proteiny a tuky (n na organických řetězcích nebo amino skupinách v aminokyselinách), uvolňující amoniak (NH3, NH 4+). Při dostatečném přísunu kyslíku nitrifikují autotrofní bakterie a oxidují NH3-N (NH 4+) na NO3-, který se vrátí do nádrže A prostřednictvím refluxu. Za anoxických podmínek snižuje denitrifikace heterotrofními bakteriemi NO3-na molekulární dusík (N2), dokončuje ekologický cyklus C, N a O a dosahuje neškodné čištění odpadních vod. Hlavní procesní nevýhody: Anoxická nádrž je umístěna jako první, což umožňuje, aby organický uhlík v odpadní vodě byl využíván denitrifikací bakterií, což snižuje organickou zatížení v následné aerobní nádrži. Alkalita generovaná reakcí denitrifikace může kompenzovat požadavek na alkalitu pro nitrifikaci v aerobní nádrži. Přítomnost aerobní nádrže poté, co anoxická nádrž dále odstraní organické znečišťující látky zbývající z denitrifikace, což zlepšuje kvalitu odpadních vod. Rychlost odstraňování BOD5 je vysoká a dosahuje více než 90-95%, ale odstranění dusíku a fosforu je poněkud méně účinné, s účinností odstraňování dusíku 70-80%a odstraněním fosforu pouze 20–30%. Přesto proces A/O zůstává široce přijímaným procesem kvůli jeho jednoduchosti a výhodám. Anoxické a aerobní nádrže lze také kombinovat, odděleny přepážkou, což snižuje náklady na stavbu. Tato konfigurace je proto vhodná pro dodatečné vybavení stávajících provzdušňovacích nádrží.
Ovlivňující faktory: Proces A/O vyžaduje kontrolovaný provoz, aby se zabránilo hromadění a ztrátě kalu. Její rychlost degradace organické hmoty je vysoká (90-95%), ale jeho nevýhodou je špatné odstranění dusíku a fosforu. Pokud je koncentrace fosforu v surové odpadní vodě menší než 3 mg/l, je proces A/O vhodný. Pro zlepšení účinnosti denitrifikace proces A/O řídí především několik faktorů:
1) MLSS by měl být obecně nad 3000 mg/l. Pod touto hodnotou je výrazně snížena účinnost denitrifikace A/O systému.
2) Poměr zatížení TKN/MLSS (TKN, Kjeldahl Dusík, odkazuje na součet dusíku amoniaku a organického dusíku ve vodě): Během nitrifikace by měl být tento poměr zatížení pod 0,05 GTKN/(GMLSS · D).
3) Poměr zatížení Bod5/MLSS: Během nitrifikace je primárním faktorem ovlivňujícím nitrifikaci přítomnost a aktivita nitrifikačních bakterií. Minimální specifická rychlost růstu autotrofických nitrifikačních bakterií je 0,21/d, zatímco minimální specifická rychlost růstu heterotrofních aerobních bakterií je 1,2/d. První má mnohem nižší specifickou rychlost růstu než druhý. Pro přežití bakterií nitrifikace bakterií musí být věk kalu větší než 4,76 dnů. U heterotrofních aerobních bakterií je však věk kalu pouze 0,8 dní. V tradičních procesech aktivovaných kalů, protože věk kalu je pouze 2 až 4 dny, nemohou nitrifikační bakterie přežít a dominovat, a proto nemohou dokončit nitrifikaci.
Pro podporu růstu nitrifikačních bakterií je nutné zvýšit koncentraci MLSS nebo objem pro aeraci, aby se snížilo organické zatížení, čímž se zvýšila věk kalu. Rychlost zatížení kalu (BOD5/MLSS) by měla být menší než 0,18 kgbod5/kgmlss · d.
4) Věk kalu (TS): Pro udržení dostatečného počtu nitrifikačních bakterií v nitrifikační nádrži, aby se zajistila hladká nitrifikace, měl by být věk kalu trojnásobkem doby tvorby bakterií. Průměrná doba generování nitrifikačních bakterií je přibližně 3,3 dne (při 20 stupních).
Pokud je teplota zimní vody 10 stupňů a doba tvorby bakterií nitrifikačních bakterií je 10 dní, navržený věk kalu by měl být 30 dní.
5) Celková koncentrace dusíku v vlivné odpadní vodě: TN by měla být menší než 30 mg/l. Nadměrně vysoké koncentrace NH3-N inhibují růst nitrifikačních bakterií a sníží míru denitrifikace na 50%.
6) Poměr recirkulace smíšeného likéru: hodnota R přímo ovlivňuje účinnost denitrifikace. Zvyšování R zvyšuje míru denitrifikace, ale zvyšování R zvyšuje spotřebu energie a provozní náklady.
7) ANOXICKÝ TANK BOD5/NOX - n poměr: H> 4 k zajištění dostatečného poměru uhlíku/dusíku; V opačném případě míra denitrifikace rychle klesne. Hodnota BOD5 vstupující do nitrifikační nádrže by však měla být kontrolována pod 80 mg/l. Pokud je koncentrace BOD5 příliš vysoká, heterotrofní bakterie se rychle množí a inhibují růst autotrofních bakterií a stagnují nitrifikační reakci.
8) Nitrifikační nádrž rozpuštěná kyslík: do> 2 mg/l. Obecně platí, že pro adekvátní přísun kyslíku by mělo být udržováno při 2-4 mg/l, aby se vyhovovalo poptávce kyslíku po nitrifikaci. Výpočty ukazují, že k oxidaci 1 g NH 4+. je nutné oxidovat 4,57 g kyslíku
9) Hydraulická doba retence: Hydraulická retenční doba nitrifikace by měla být> 6 hodin; Zatímco denitrifikační reakce hydraulická retenční doba by měla být 2 hodiny, s poměrem 3: 1. Jinak účinnost denitrifikace rychle klesne.
10) PH: Proces nitrifikace produkuje HNO₃, což snižuje pH smíšeného roztoku. Nitrifikační bakterie jsou velmi citlivé na pH, přičemž optimální pH pro nitrifikaci je 8,0 - 8.4. K udržení vhodného pH by měla být přijata příslušná opatření. Výpočty ukazují, že přibližně 7,1 g alkalinity (vypočtené jako kaco₃) je nutné k úplnému nitrifikaci 1g dusíku amoniaku (NH₃ - n). Alkalita generovaná denitrifikací (3,75 g alkalinity/g no₃-N) kompenzuje přibližně polovinu alkality spotřebované nitrifikací. Optimální pH pro denitrifikaci je 6,5-7,5; Teploty nad 8 a méně než 7 jsou nepříznivé.
11) Teplota: nitrifikace dochází při 20-30 stupňů; teploty pod 5 stupňů téměř zastavují; a denitrifikace se vyskytuje při 20-40 stupních; Míra denitrifikace se rychle snižuje pod 15 stupňů.
Proto v zimě by měla být přijata opatření, jako je zvýšení věku denitrifikačního kalu (TS), snížení míry zatížení a zvýšení doby hydraulické retenční doby (HRT), aby se udržela míra denitrifikace.
3. proces A2/O.
Proces A2O, známý také jako proces AAO (Anaerobic - anoxický - Oxic), je běžně používaný sekundární proces čištění odpadních vod. Může být použit pro sekundární nebo terciární čištění odpadních vod, jakož i pro regenerované opětovné použití vody a je účinný při odstraňování dusíku a fosforu. Tento proces byl vyvinut v 70. letech 20. století americkými odborníky na základě procesu denitrifikace AO.
Funkce každé jednotky reaktoru
1. Anaerobní reaktor: surový odpadní vody a fosfor - obsahující návratový kal ze sedimentačního nádrže vstupuje současně. Tento reaktor primárně uvolňuje fosfor a současně amonifikuje nějakou organickou hmotu.
2. anoxický reaktor: Jeho primární funkcí je odstranit dusík. Dusičnanový dusík je dodáván aerobním reaktorem prostřednictvím interního recirkulačního procesu. Cirkulační objem smíšeného kapaliny je relativně velký, obvykle 2Q (Q je surový průtok odpadních vod).
3. aerobní reaktor: Provzdušňovací nádrž je multifunkční reakční jednotka, která provádí odstranění BOD, nitrifikaci a absorpci fosforu. Smíšený průtok likéru 2Q se vrací z tohoto reaktoru na anoxický reaktor . 4. sedimentační nádrž: Tato nádrž odděluje kaly od vody. Část kalu je vrácena do anaerobního reaktoru a supernatant je vypouštěn jako ošetřená voda.
Procesní charakteristiky
1. Tento proces je nejjednodušším simultánním procesem odstraňování dusíku a fosforu, s celkovou hydraulickou retenční dobou (HRT) nižší než jiné procesy.
2. V rámci střídání anaerobních (anoxických) a aerobních podmínek se vláknité bakterie nemohou výrazně proliferovat, což zmenší hromadění kalu. SVI (index objemu průzkumu) je obecně menší než 100.
3. Kal obsahuje vysoký fosfor, což má za následek vysokou účinnost hnojiva.
4. Během provozu nejsou vyžadovány žádné pesticidy; Obě fáze A vyžadují pouze jemné agitaci, což zajišťuje žádné zvýšení rozpuštěného kyslíku, což má za následek nízké provozní náklady.
Nevyřešené problémy:
1. Účinnost odstraňování fosforu je obtížné zlepšit. Růst kalů má určitý limit a je obtížné ji zvýšit, zejména pokud je poměr P/BSK vysoký.
2. Účinnost odstraňování dusíku je také obtížné zlepšit. Objem vnitřní recirkulace je obecně omezen na 2Q a neměl by být příliš vysoký.
3. ošetřená voda vstupující do sedimentační nádrže musí udržovat určitou koncentraci rozpuštěného kyslíku, aby se zkrátila retenční doba a zabránila anaerobním podmínkám a uvolňování fosforu z kalu. Koncentrace rozpuštěného kyslíku by však neměla být příliš vysoká, aby se zabránilo interferenci cirkulujícího smíšeného likéru s anoxickým reaktorem.
4. SBR
Intermitentní proces aktivovaného kalu je technologie čištění odpadních vod v kalu, která pracuje s načasovaným přerušovaným provzdušňováním.
Výhody
1.. Ideální proces toku zástrčky zvyšuje hnací sílu biochemické reakce a zvyšuje účinnost. Anaerobní a aerobní podmínky v rámci nádrže, což má za následek vynikající výsledky čištění.
2. Stabilní provoz: Odpadní vody se usadí v ideálním statickém stavu, vyžaduje minimální čas, dosažení vysoké účinnosti a vynikající kvalitu odpadních vod.
3. odolné vůči nárazům: zadržená ošetřená voda v nádrži se zředí a pufruje odpadní vodu, což účinně odolává dopadu objemu vody a organických kontaminantů.
4. Každý krok procesu může být upraven na základě kvality a objemu vody, což poskytuje flexibilní provoz.
5. Proces vyžaduje minimální vybavení a je jednoduché ve výstavbě, což usnadňuje provoz a údržbu.
6. V rámci reaktoru existují gradienty koncentraci DO a BOD5, což účinně kontroluje aktivovaný objem kalu.
7. Samotný systém SBR je také vhodný pro modulární konstrukci, usnadňuje expanzi a renovaci čistíren odpadních vod . 8. dusík a fosforu: vhodně kontrolu provozního režimu umožňuje střídavé aerobní, anoxické a anaerobní podmínky, což vede k vynikajícím výsledkům odstraňování dusíku a fosforu.
9. Procesní tok je jednoduchý a náklady jsou nízké. Hlavní zařízení se skládá z jediného sekvenčního dávkového reaktoru, bez sekundárního sedimentačního nádrže nebo zpětného systému kalu. Vyrovnávací a primární sedimentační nádrže mohou být také vynechány, což má za následek kompaktní rozložení a snížené podlahové prostory.
Nevýhody:
1. Požadavky na řízení automatizace.
2. Krátká doba drenáže (během přerušovaného drenáže) a požadavek na nerušení vrstvy usazeného kalu během drenáže vyžaduje specializované drenážní zařízení (karafy), což klade na karaturu vysoké požadavky.
3. Velký post - Požadavky na zpracování: Například zařízení dezinfekce musí být velké, objem kontaktní nádrže musí být také velký a musí být také velká drenážní zařízení, jako jsou drenážní trubky.
4. hloubka dekantující je obecně 1-2 metry a tato ztráta hlavy je zbytečná, což zvyšuje celkovou hlavu.
5. Nedostatek primárního sedimentačního nádrže snadno generuje spodinu, což je problém, který ještě musí být přiměřeně řešen. Proces
Vzhledem k výše uvedeným technickým vlastnostem systém SBR dále rozšířil rozsah použití procesu aktivovaného kalu.
Na základě současných technických podmínek je systém SBR vhodnější pro následující situace:
1) Domácí odpadní vody v malých a středních městech a průmyslových odpadních vodách z továrny a dolů, zejména v oblastech s přerušovaným výbojem a velkými výkyvy průtoku.
2) Místa vyžadující vysokou kvalitu odpadních vod, jako jsou malebné turistické oblasti, jezera a přístavy, vyžadují nejen odstranění organické hmoty, ale také odstranění fosforu a dusíku, aby se zabránilo eutrofizaci řek a jezer.
3) Místa s omezenými vodními zdroji. Systém SBR může po biologickém ošetření provádět fyzikální a chemické ošetření, což eliminuje potřebu dalších zařízení a usnadňuje recyklaci vody.
4) Místa s omezenou půdou.
5) Dovybavení stávajících kontinuálních toku čistírny odpadních vod.
6) V ideálním případě vhodné pro léčbu malých objemů občasné vypouštěné průmyslové odpadní vody a pro léčbu rozptýleného znečištění zdroje bodu.
5. Proces CASS
Proces cirkulujícího aktivovaného kalu dělí reaktor SBR do dvou sekcí podél jeho délky: přední část je biologická výběrová zóna, známá také jako pre - reakční zóna a zadní část je hlavní reakční zónou. V zadní části hlavní reakční zóny je instalován výtahový karafér, který umožňuje cyklický provoz s kontinuálním přítokem vody a přerušovaným drenáží, integrací provzdušňování, sedimentace a drenáží.
6. Oxidační příkop
Vystupuje: smíšený likér nepřetržitě cirkuluje v příkopu a vytváří anaerobní, anoxické a aerobní zóny.
2. metoda biofilmu
1. Kontaktujte biologickou metodu
Kontaktní biologická metoda je nová metoda biochemické čištění odpadních vod, která kombinuje charakteristiky metody aktivovaného kalu a metody biofilmu. Hlavním zařízením v této metodě je biologický kontaktní oxidační filtr. Plniva jako koks, štěrk a plastová voštinová jsou naplněny ve vzduchotěsné provzdušňovací nádrži a ponořeny do vody. Dmychadlo se používá k provzdušování a okysličování plniv na dně.
2. membránový bioreaktor
Jedná se o novou technologii úpravy vody, která kombinuje membránovou separační jednotku s biologickou léčebnou jednotkou.
3. anaerobní
Anaerobní biologická léčba využívá metabolické charakteristiky anaerobních mikroorganismů. Bez potřeby vnější energie používá anaerobní biologické ošetření sníženou organickou hmotu, protože vodíkové akceptory a současně produkují energii - bohatý metanový plyn.
1. septik
2. UASB
3. IC Internal Circulation Reactor
4. Pokročilá léčba
Na základě primární a sekundární léčby tato metoda dále léčí nepřekonatelnou organickou hmotu, fosfor, dusík a další živiny. To primárně zahrnuje filtraci a dezinfekci.
1. Aktivovaný uhlíkový filtr
2. generátor chlorového oxidu
