Olmereovee anaeroobsel puhastamisel säilib retentsiooniaeg üle 2 tunni, anoksiline retentsiooniaeg üle 2 tunni ja aeroobse paagi retentsiooniaeg 6 tundi. Tundub, et anaeroobsed ja anoksilised retentsiooniajad on mõeldud orgaanilise aine paremaks eemaldamiseks. Kui orgaanilise aine sisaldus on madal, kas retentsiooniaega on vaja lühendada? Ja kui orgaanilise aine sisaldus on kõrge, kas siis tuleb säilitusaega pikendada? Milline oleks mõju, kui säilitusaeg on liiga pikk või liiga lühike? Tundub, et pikem aeroobne retentsiooniaeg on nitrifitseerivate bakterite kasvu hõlbustamiseks ammoniaaklämmastiku tõhusamaks eemaldamiseks. Aitäh, eksperdid, (populaarse teadusliku selgituse) eest!
Hüdrauliline retentsiooniaeg (HRT) jäetakse igapäevases tööjuhtimises sageli tähelepanuta, kuid see on oluline võrdlusandmepunkt, eriti lämmastiku ja fosfori eemaldamise süsteemide puhul!
1. Mis on hüdrauliline retentsiooniaeg (HRT)?
Hüdrauliline retentsiooniaeg (lühendatult HRT) on termin, mida kasutatakse veepuhastusprotsessides. See viitab keskmisele ajale, mille jooksul puhastatav reovesi reaktorisse jääb, st keskmist reaktsiooniaega reovee ja bioloogilises reaktoris olevate mikroorganismide vahel.
Bioloogiliseks raviks peab HAR vastama konkreetse protsessi nõuetele. Vastasel juhul, kui HAR on ebapiisav, on biokeemilised reaktsioonid mittetäielikud, mis viib ravi efektiivsuse vähenemiseni. Vastupidiselt võib liiga pikk HAR põhjustada muda vananemist süsteemis.
Tabel: HAR erinevate reoveepuhastusprotsesside jaoks
Kui ravitõhusus on halb, saab kontrollimiseks kasutada kavandatud HRT väärtust. HRT kontrollimisel peaks voolukiirus hõlmama muda tagasivoolu. Kui HAR on liiga väike, tuleb heitvee voolukiirust aeglaselt vähendada; kui see on liiga suur, tuleks reovee voolukiirust aeglaselt suurendada. Pidage meeles, et reovee voolukiiruse muutmine peaks toimuma järk-järgult, et vältida süsteemi löögikoormust. Arvestades reoveepuhastuse keerukust, ei tohiks sissetuleva reovee voolukiirust vähendada kergekäeliselt; reguleerida tuleks eelkõige tagasivoolu kiirust.
Tavalises aktiivmudaprotsessis määrab HRT suures osas ära reovee puhastamise astme, kuna see määrab muda peetumisaja. Kuid MBR (Membrane Bioreactor) protsessis hoiab membraani eraldav toime mikroorganismid täielikult reaktsioonipaagi sees, saavutades seeläbi hüdraulilise retentsiooniaja ja muda vanuse täieliku eraldamise!
2. Hüdraulilise retentsiooniaja (HRT) arvutamine
Reoveepuhastuses on tegelikult kahte tüüpi hüdraulilist retentsiooniaega: üht nimetatakse nominaalseks hüdrauliliseks peetumisajaks ja teist tegelikuks hüdrauliliseks retentsiooniajaks!
1. Nominaalne hüdrauliline retentsiooniaeg
Nagu nimigi ütleb, on see arvutus, mis põhineb definitsioonil: hüdrauliline retentsiooniaeg võrdub reoveepuhastussüsteemi efektiivse mahuga jagatud sissevoolu vooluhulgaga.
Kui reoveepuhastussüsteemi efektiivne maht on V (m³) ja Q on tunnis sissevoolu vooluhulk (m³/h), siis on hüdraulilise retentsiooniaja valem järgmine:
`HRT=V / Q`
2. Tegelik hüdrauliline retentsiooniaeg
Tegelik hüdrauliline retentsiooniaeg viitab reaalajas reovee tegelikule puhastussüsteemile jäämisele ja see peab arvestama muda tagasivoolu:
Kui reoveepuhastussüsteemi efektiivne maht on V (m³), Q on sissevoolu tunnis (m³/h) ja R on muda retsirkulatsiooni suhe, siis on hüdraulilise retentsiooniaja valem järgmine:
"HRT=V / [(1 + R) Q]".
Niisiis, kas lämmastiku eemaldamise süsteemis on sisemine retsirkulatsiooni vool arvesse võetud anoksiidse paagi tegeliku hüdraulilise peetuse aja arvutamisel? Seda küsimust on arutatud. Üldiselt ei sisaldu sisemine retsirkulatsioonivool anoksilise paagi tegeliku HRT valemis. Eeskirjad näevad tavaliselt ette ainult anoksilise paagi HRT vahemiku. Anoksilise paagi HRT arvutamisel on välise retsirkulatsiooni suhe R kaasatud vaieldamatult; üldiselt aktsepteeritakse, et efektiivne sissevoolu voolukiirus on (1+R)Q.
Seetõttu peetakse anoksilist paaki HRT-ks üldiselt HRT=V / [(1 + R) Q].
Seoses sellega, kas anoksilise paagi HRT puhul tuleks arvestada sisemist retsirkulatsioonivoogu, makroskoopilisest vaatenurgast, kui sisemise retsirkulatsiooni suhe r=4 või N, arvestame, et vett tsirkuleeritakse 4 või N korda. Ehkki retentsiooniaeg ühe läbimise kohta on lühike, on koguaeg 4 või N läbimise järel samaväärne, kompenseerides tõhusalt sisemise retsirkulatsiooni mõju.
Seetõttu ei sisaldu valemis sisemine retsirkulatsioonivool.
3. Hüdraulilise retentsiooniaja (HRT) roll
HAR mõju lämmastiku eemaldamisele
A²/O protsessis on piisavalt pika HRT tingimustes hea NH₃-N eemaldamise efektiivsus. Kui HAR on liiga lühike, ei ole reaktsioonipaagis erinevatel mikroobipopulatsioonidel piisavalt aega kasvada, muda uhutakse liiga kiiresti välja ning nii nitrifikatsiooni- kui ka denitrifikatsioonireaktsioonid ei kulge täielikult. Kui HRT saavutab teatud väärtuse, mis on piisav reaktsioonide täielikuks kulgemiseks igas reaktoris, lisab HRT edasine suurendamine ainult majanduslikku koormust, ilma et see parandaks oluliselt lämmastiku eemaldamist.
Hübriidsete MBR-protsesside uuringud on aga näidanud, et testitud HRT vahemikus (4,97 h - 8.70 h) suurenes süsteemi TN eemaldamise efektiivsus, kui HRT vähenes. Selle põhjuseks on asjaolu, et pikkade HRT tingimustes süsteemi orgaaniline laadimiskiirus väheneb, mis võib intensiivistada biomassi endogeenset hingamist, mõjutada muda aktiivsust ja lõpuks vähendada süsteemi saasteainete eemaldamise efektiivsust. HRT vähendamine võib suurendada süsteemi orgaanilist laadimiskiirust, suurendades seeläbi süsteemi denitrifikatsioonivõimet ja lõpuks parandades lämmastiku eemaldamise jõudlust.
HAR mõju fosfori eemaldamisele
SBR-protsessis on HRT-l suhteliselt väike mõju PO₄³⁻-P eemaldamise efektiivsusele; see protsess ei näita PO₄³⁻-P puhul olulist 效果 eemaldamist. Põhjuseks võib olla see, et denitrifitseerivad bakterid ja polüfosfaate{3}akumuleerivad organismid (PAO) on mõlemad heterotroofsed. Denitrifitseerivad bakterid võivad VFA-sid omastada ja kasutada denitrifikatsiooniks enne PAO-sid ning PAO-del on süsinikuallikatele rangemad nõuded kui denitrifitseerivatel bakteritel – kergesti biolagunevat orgaanilist ainet kasutavad eelistatavalt denitrifitseerivad bakterid. Selle tulemusel adsorbeerivad PAO-d vähem süsinikuallikat, vastavalt vähem VFA-d, mille tulemuseks on vähem anaeroobsetes tingimustes tekkivat PHB-d (polü- -hüdroksübutüraadi). Järelikult on fosfori vabanemiseks vajalik energia suhteliselt vähenenud.
A²/O protsessi uuringud näitavad, et hormoonasendusravi suurenedes ei pruugi TP eemaldamise efektiivsus pidevalt suureneda, vaid pigem näitab suundumust, et esmalt suureneb ja seejärel väheneb. Kui HRT on 8 tundi, on TP eemaldamise efektiivsus kõrgeim, mis näitab parimat eemaldamise tulemuslikkust. Kui HRT suureneb 12 tunnini, näitab TP eemaldamise efektiivsus langustrendi ja fosfori eemaldamise jõudlus halveneb. See näitab, et piisavalt pikk HAR on TP eemaldamiseks kasulik. Kuid kui HAR suureneb veelgi, väheneb TP eemaldamise kiirus järk-järgult, mis võib fosfori eemaldamist negatiivselt mõjutada. See võib olla tingitud sellest, et kui HAR on liiga suur, võib see põhjustada muda teket