Eksploatacja oczyszczalni ścieków to ciągły proces obserwacji, pomiarów i regulacji. Charakterystyka ścieków dopływających może zmieniać się z godziny na godzinę, podczas gdy systemy biologiczne mogą potrzebować kilku dni na reakcję.
Skuteczna eksploatacja zależy zatem od identyfikacji trendów, a nie od reagowania na pojedynczy, izolowany wynik. Operatorzy muszą rozumieć, jak obciążenie dopływające, napowietrzanie, stan biomasy, sedymentacja, usuwanie osadów, obróbka chemiczna i niezawodność urządzeń wpływają na siebie nawzajem.
Poniższe 28 praktycznych wskazówek obejmuje najważniejsze obszary eksploatacji oczyszczalni ścieków.
I. Monitorowanie i kontrola procesów
1
Ustanowić spójny plan pobierania próbek
Miejsca pobierania próbek, częstotliwość, pojemniki i metody analityczne powinny być jasno określone. Typowe punkty monitorowania obejmują ścieki dopływające, wylot z oczyszczania pierwotnego, komorę napowietrzania, osadnik wtórny, osad recyrkulowany, osad usuwany i ścieki końcowe.
Reprezentatywne pobieranie próbek jest niezbędne. Próbka pobrana z nieodpowiedniego miejsca może dać technicznie poprawny wynik, który nie odzwierciedla dokładnie procesu oczyszczania.
2
Monitorować trendy, a nie izolowane liczby
Pojedynczy wynik ChZT, tlenu rozpuszczonego lub sedymentacji osadu nie może w pełni opisać stanu systemu oczyszczania ścieków.
Porównywać bieżące odczyty z historycznymi danymi eksploatacyjnymi.
Porównywać stężenia dopływające i odpływające.
Przeglądać różnice między zmianami, okresami produkcji i sezonami.
Oceniać wyniki laboratoryjne wraz z obserwacjami terenowymi.
Analiza trendów może ujawnić rozwijający się problem, zanim spowoduje on awarię jakości ścieków odpływających.
3
Prowadzić kompletne zapisy eksploatacyjne
Ważne informacje eksploatacyjne powinny być rejestrowane z zachowaniem spójnej częstotliwości i w ustandaryzowanych jednostkach.
Natężenie przepływu, pH, ChZT lub BZT i zawieszone ciała stałe
Azot amonowy, azot ogólny i fosfor ogólny
Tlen rozpuszczony, MLSS i MLVSS
Sedymentacja osadu i głębokość kożucha osadu
Zużycie chemikaliów i produkcja osadu
Stan urządzeń i godziny pracy
Należy również rejestrować nietypowe zapachy, kolory, pianę, wibracje i warunki pogodowe w celu przyszłego rozwiązywania problemów.
4
Regularnie kalibrować przyrządy
Analizatory online i przyrządy przenośne stopniowo tracą dokładność z powodu starzenia się czujników, zanieczyszczenia, uszkodzonych kabli lub nieprawidłowej kalibracji.
Programy kalibracji i konserwacji powinny obejmować mierniki pH, mierniki tlenu rozpuszczonego, przepływomierze, mierniki zmętnienia, mierniki ORP, mierniki poziomu osadu i przyrządy laboratoryjne.
Nieprawidłowy odczyt może być bardziej niebezpieczny niż brak odczytu, ponieważ może wydawać się wiarygodny, prowadząc operatorów w złym kierunku.
5
Prawidłowo konserwować próbki
Aktywność biologiczna, utlenianie, lotność i wytrącanie mogą zmieniać próbki ścieków po pobraniu. Operatorzy powinni przestrzegać obowiązujących standardów analitycznych dotyczących wyboru pojemników, chłodzenia, konserwacji chemicznej i maksymalnego czasu przechowywania.
Każda próbka powinna być oznakowana punktem pobrania, datą, godziną i informacją o pobierającym.
6
Potwierdzić nieoczekiwane wyniki przed dostosowaniem procesu
Gdy wynik testu nagle się zmieni, najpierw ustal, czy zmiana jest rzeczywista.
Sprawdzić miejsce pobrania próbki i metodę pobrania.
Zweryfikować kalibrację przyrządów i stan odczynników.
Przejrzeć współczynniki rozcieńczenia i obliczenia.
Sprawdzić urządzenia i warunki przepływu.
Sprawdzić zmiany w produkcji na etapie poprzedzającym.
Unikać wprowadzania znaczących zmian na podstawie jednego wątpliwego pomiaru.
II. Zarządzanie procesem osadu czynnego
7
Utrzymywać pH w stabilnym zakresie biologicznym
Większość systemów osadu czynnego działa najlepiej w przybliżeniu w warunkach neutralnych, chociaż optymalny zakres zależy od ścieków i populacji mikroorganizmów.
Szybkie zmiany pH mogą hamować aktywność biologiczną, nawet jeśli końcowe pH pozostaje w normalnym zakresie pracy. Jeśli wymagana jest korekta, chemikalia powinny być wprowadzane stopniowo z odpowiednim mieszaniem.
8
Unikać nagłych zmian temperatury
Temperatura wpływa na aktywność mikroorganizmów, wydajność przenoszenia tlenu, szybkość reakcji i wydajność sedymentacji.
Niskie temperatury mogą spowalniać usuwanie substancji organicznych i nitryfikację, podczas gdy wysokie temperatury zmniejszają rozpuszczalność tlenu. Nagłe zmiany temperatury są zazwyczaj bardziej zakłócające niż stopniowe zmiany sezonowe.
9
Kontrolować tlen rozpuszczony zgodnie z rzeczywistym zapotrzebowaniem
Niewystarczający tlen rozpuszczony może powodować zapachy, słabe usuwanie substancji organicznych, niepełną nitryfikację i ciemny osad. Nadmierne napowietrzanie marnuje energię i może rozbijać kłaczki na mniejsze cząstki.
Wiele systemów osadu czynnego pracuje przy około 1,5-3,0 mg/L DO, ale odpowiedni cel zależy od obciążenia organicznego, wymagań dotyczących usuwania amoniaku, temperatury, konfiguracji zbiornika i potrzeb mieszania.
Mierzyć DO w wielu miejscach i na różnych głębokościach, zamiast polegać na jednym dogodnym punkcie pomiarowym.
10
Używać MLSS i MLVSS razem
MLSS reprezentuje całkowitą zawartość zawieszonych ciał stałych w bioreaktorze, podczas gdy MLVSS stanowi oszacowanie ich frakcji organicznej.
Wysoka wartość MLSS nie zawsze wskazuje na dużą ilość aktywnej biomasy. Mogą gromadzić się nieorganiczne i obojętne ciała stałe, szczególnie w zakładach przyjmujących ścieki przemysłowe.
11
Przeprowadzać regularne testy sedymentacji
30-minutowy test sedymentacji jest prostą, ale cenną codzienną obserwacją. Rejestrować prędkość sedymentacji, objętość osadu po sedymentacji, klarowność supernatant, strukturę kłaczków, osad pływający i drobne kłaczki.
Wizualna krzywa sedymentacji może ujawnić zmiany biologiczne, zanim ostateczny wynik liczbowy stanie się nieprawidłowy.
12
Śledzić wskaźnik objętości osadu
Wskaźnik objętości osadu jest powszechnie stosowany do oceny charakterystyki sedymentacji osadu czynnego.
SVI = objętość osadu po 30-minutowej sedymentacji / stężenie MLSS
Oceniać SVI jako trend. Rosnąca wartość może wskazywać na rozwijające się pęcznienie, podczas gdy nietypowo niska wartość może być związana z gęstymi ciałami stałymi nieorganicznymi lub starym, skompresowanym osadem. Nie ma uniwersalnego idealnego SVI dla każdego zakładu.
13
Kontrolować stosunek pożywki do mikroorganizmów
Stosunek F/M porównuje dopływające obciążenie organiczne biodegradowalne z biomasą dostępną do jego oczyszczania.
Wysoki stosunek F/M może powodować szybkie zużycie tlenu, rozproszony wzrost, słabą sedymentację i wysoki ChZT w ściekach odpływających. Niski stosunek może prowadzić do starzenia się osadu, endogennego i drobnych zawieszonych ciał stałych.
Należy zawsze brać pod uwagę przepływ, stężenie substancji organicznych, objętość komory napowietrzania i MLVSS.
14
Zarządzać czasem retencji osadu
Czas retencji osadu wpływa na wiek biomasy i skład mikroorganizmów. Niewystarczający SRT może wypłukiwać wolno rosnące organizmy nitryfikujące, podczas gdy nadmierny SRT może zwiększać oddychananie endogenne, drobne ciała stałe i zapotrzebowanie na napowietrzanie.
Usuwanie osadów powinno opierać się na inwentaryzacji ciał stałych i trendach procesowych, a nie tylko na ocenie wizualnej.
15
Traktować stosunki składników odżywczych jako punkt wyjścia
Stosunek BZT do azotu do fosforu wynoszący około 100:5:1 jest często używany jako początkowe odniesienie dla biologicznego oczyszczania tlenowego.
Nie należy go traktować jako stałej formuły dozowania. Rzeczywiste wymagania zależą od zawartości biodegradowalnych substancji organicznych, wydajności biomasy, istniejących stężeń składników odżywczych, celów oczyszczania i wieku osadu.
16
Aklimatyzować biomasę podczas rozruchu
Podczas uruchamiania lub regeneracji po długim przestoju, obciążenie ściekami powinno być stopniowo zwiększane.
Wprowadzić odpowiedni osad rozruchowy.
Utrzymywać odpowiednie napowietrzanie i mieszanie.
Zwiększać obciążenie ściekami etapami.
Monitorować pH, DO, sedymentację, usuwanie ChZT i amoniaku.
Unikać toksycznych lub silnych obciążeń szokowych.
17
Diagnozować pianę przed zastosowaniem leczenia
Piana może być spowodowana przez środki powierzchniowo czynne, niską biomasę, nadmierny wiek osadu, mikroorganizmy nitkowate, nadmierne napowietrzanie lub nagłe zmiany dopływu.
Lekka i niestabilna biała piana może pojawić się podczas rozruchu lub przy niskiej biomasie.
Gęsta i trwała brązowa piana może być związana z nadmiernym wiekiem osadu lub organizmami nitkowatymi.
Nagła piana z chemicznym zapachem może wskazywać na nienormalny zrzut przemysłowy.
Odpowiedni środek przeciwpieniący może zapewnić tymczasową kontrolę, ale należy nadal badać jego podstawowe źródło.
18
Reagować na pęcznienie osadu systematycznie
Pęcznienie osadu nie powinno być rozwiązywane jedynie poprzez zwiększenie dawki chemikaliów.
Sprawdzić dystrybucję tlenu rozpuszczonego i obciążenie organiczne.
Ocenić bilans składników odżywczych, pH i zasadowość.
Sprawdzić obecność siarczków, ścieków septiczych lub toksycznych związków.
Przejrzeć wiek osadu, przepływ recyrkulacji i wydajność strefy selektora.
Używać badania mikroskopowego, gdy jest dostępne.
19
Optymalizować przepływ osadu czynnego recyrkulowanego
Niewystarczający przepływ osadu recyrkulowanego może spowodować gromadzenie się ciał stałych w osadniku wtórnym. Nadmierny przepływ może zwiększyć obciążenie hydrauliczne i zmniejszyć wydajność osadnika.
Regulacje powinny uwzględniać głębokość kożucha osadu, charakterystykę sedymentacji, przepływ dopływający i stężenie ciał stałych w komorze napowietrzania.
20
Usuwać osady konsekwentnie
Nieregularne usuwanie osadów może powodować duże zmiany w wieku osadu i stabilności biologicznej.
Utrzymywać docelowy czas retencji osadu.
Zapobiegać niepotrzebnemu gromadzeniu się ciał stałych.
Stabilizować zapotrzebowanie na tlen i wydajność sedymentacji.
Koordynować usuwanie osadów z możliwościami odwadniania osadów.
Po dokonaniu znaczącej korekty, pozwolić na wystarczający czas, aby system biologiczny zareagował, zanim zmieni się inna ważna zmienna.
III. Urządzenia i operacje jednostkowe
21
Inspekcja sit i urządzeń do usuwania piasku
Zablokowane sita mogą powodować zalanie powyżej, nierównomierny przepływ i uszkodzenie urządzeń. Nagromadzony piasek zmniejsza efektywną objętość zbiornika i zwiększa zużycie pomp i rurociągów.
Sprawdzić różnicę poziomów na sitach, mechanizmy czyszczące, przenośniki, pompy piasku, częstotliwość usuwania odpadów, zapach i warunki utrzymania czystości.
22
Chroń pompy przed pracą na sucho i zablokowaniem
Przed uruchomieniem pompy sprawdzić położenie zaworu, poziom cieczy, stan zalania, zasilanie i swobodny obrót.
Podczas pracy monitorować przepływ, ciśnienie, prąd silnika, wibracje, hałas, temperaturę i wycieki. Nagłe zmiany mogą wskazywać na zablokowanie, kawitację, uszkodzenie łożyska lub nieprawidłowe położenie zaworu.
23
Konserwacja dmuchaw i urządzeń napowietrzających
Napowietrzanie jest często jednym z największych konsumentów energii w oczyszczalni ścieków.
Sprawdzić filtry powietrza, smarowanie i napięcie pasów.
Monitorować temperaturę łożysk, prąd, ciśnienie i przepływ powietrza.
Natychmiast badać nienormalne wibracje lub hałas.
Sprawdzić komory napowietrzania pod kątem nierównomiernego rozkładu pęcherzyków.
Nierównomierne pęcherzyki lub lokalnie niski DO mogą wskazywać na zablokowane lub uszkodzone dyfuzory.
24
Monitorowanie wydajności osadnika wtórnego
Osadnik wtórny musi oddzielać ciała stałe biologiczne, jednocześnie zwracając osad po sedymentacji i odprowadzając klarowny ściek.
Monitorować głębokość kożucha osadu i ciała stałe na powierzchni.
Sprawdzić klarowność ścieku i czystość przelewu.
Sprawdzić działanie zgarniacza i usuwania kożucha.
Przejrzeć dystrybucję hydrauliczną i przepływ osadu recyrkulowanego.
Unoszący się osad może być wynikiem denitryfikacji. Mętny ściek może być spowodowany przeciążeniem hydraulicznym, słabym tworzeniem się kłaczków lub problemami z sedymentacją biologiczną.
25
Stosować standardowe procedury rozruchu i zatrzymania
Urządzeń nie należy uruchamiać ani zatrzymywać tylko z pamięci. Pisemne procedury powinny potwierdzać położenie zaworów, poziomy cieczy, smarowanie, zasilanie elektryczne, blokady, alarmy, kierunek obrotów i gotowość odbioru.
Po konserwacji sprawdzić, czy narzędzia, tymczasowe podpory i odłączone elementy zostały usunięte lub przywrócone przed ponownym uruchomieniem urządzenia.
IV. Obróbka chemiczna i odwadnianie osadów
26
Optymalizować dozowanie chemikaliów za pomocą testów słoikowych
Dozowanie chemikaliów powinno reagować na rzeczywiste warunki ścieków, a nie pozostawać stałe przez cały rok.
Porównać różne typy produktów i dawki.
Ocenić sekwencję dozowania i pH.
Obserwować wielkość kłaczków, ich wytrzymałość i prędkość sedymentacji.
Sprawdzić klarowność supernatant i produkcję osadu.
Porównać całkowity koszt oczyszczania, a nie tylko cenę chemikaliów.
W systemach koagulacji i flokulacji koagulant zazwyczaj wymaga szybkiego i pełnego dyspergowania. Flokulant jest następnie wprowadzany w warunkach łagodniejszego mieszania, aby budować większe kłaczki bez ich rozbijania.
W zależności od ścieków, podczas wstępnej obróbki można ocenić PAC, ACH, PolyDADMAC, poliaminę lub środek odbarwiający wodę. Poliakrylamid może następnie wzmocnić tworzenie się kłaczków i poprawić separację ciało stałe-ciecz.
Wybór produktu, pH i sekwencja dozowania powinny być zawsze weryfikowane z rzeczywistymi ściekami.
27
Prawidłowo przygotowywać roztwory polimerów
Nieprawidłowe przygotowanie polimeru jest częstą przyczyną słabej lub niespójnej flokulacji.
Używać czystej wody do przygotowania.
Dodawać polimer w proszku powoli, aby zapobiec tworzeniu się grudek.
Unikać wylewania całego proszku w jedno miejsce.
Zapewnić odpowiednie mieszanie bez nadmiernego ścinania.
Pozwolić na wystarczający czas hydratacji i dojrzewania.
Utrzymywać czystość zbiorników przygotowawczych, pomp i rurociągów.
Rozcieńczony roztwór roboczy jest zazwyczaj łatwiejszy do rozprowadzenia niż skoncentrowany polimer. Odpowiednie stężenie i czas dojrzewania zależą od gatunku produktu i sprzętu dozującego.
28
Ocenić cały system odwadniania osadów
Słaba wydajność odwadniania nie zawsze jest spowodowana polimerem. Należy ocenić cały system kondycjonowania i odwadniania.
Stężenie osadu dopływającego i stan biologiczny
Wiek osadu i pH
Rodzaj polimeru, dawka i przygotowanie roztworu
Intensywność mieszania i czas flokulacji
Obciążenie urządzeń i stan mechaniczny
Suchość osadu, przepustowość i wychwyt ciał stałych
Klarowność filtratu lub odcieku
Najlepszy polimer niekoniecznie jest tym, który tworzy największe widoczne kłaczki. Wybór powinien uwzględniać suchość osadu, wychwyt ciał stałych, przepustowość, zużycie polimeru i całkowity koszt eksploatacji.
Sekwencja praktycznego rozwiązywania problemów
Stabilna wydajność wynika ze skoordynowanej kontroli procesów, a nie z izolowanych regulacji. Gdy wystąpi problem z oczyszczaniem, poniższa sekwencja może pomóc operatorom w bardziej efektywnym zidentyfikowaniu jego przyczyny.
01Potwierdzić, że wynik analityczny jest dokładny.
02Przejrzeć trendy dopływu i eksploatacji.
03Sprawdzić stan urządzeń, przepływu i zbiorników.
04Ocenić wskaźniki procesu biologicznego.
05Przeprowadzić kontrolowane testy laboratoryjne lub słoikowe.
06Zmieniać tylko jedną główną zmienną naraz.
07Zarejestrować reakcję przed dokonaniem kolejnej regulacji.
08Potwierdzić wydajność w rzeczywistych warunkach zakładu.
Ważna zasada eksploatacji
Systemy biologiczne zazwyczaj reagują wolniej niż systemy obróbki chemicznej. Unikać wprowadzania kilku znaczących regulacji w krótkim okresie, ponieważ połączone efekty mogą utrudnić identyfikację rzeczywistej przyczyny problemu.
Często zadawane pytania
1. Jakie parametry powinna monitorować oczyszczalnia ścieków każdego dnia?
Codzienne monitorowanie obejmuje zazwyczaj przepływ, pH, tlen rozpuszczony, ChZT lub BZT, zawieszone ciała stałe, amoniak, MLSS, wydajność sedymentacji osadu, głębokość kożucha osadu i zużycie chemikaliów. Dokładny plan monitorowania zależy od procesu oczyszczania i wymagań dotyczących zrzutu.
2. Jaki jest idealny poziom tlenu rozpuszczonego w komorze napowietrzania?
Wiele systemów osadu czynnego pracuje przy około 1,5-3,0 mg/L, ale nie ma uniwersalnego celu. Prawidłowy poziom DO zależy od obciążenia organicznego, usuwania amoniaku, temperatury, konfiguracji zbiornika i wymagań dotyczących mieszania.
3. Dlaczego osad czynny słabo sedymentuje?
Możliwe przyczyny to niedostateczny tlen, wzrost nitkowaty, brak równowagi składników odżywczych, obciążenie szokowe, nieodpowiedni wiek osadu, toksyczny dopływ, przeciążenie hydrauliczne lub słabe tworzenie się kłaczków biologicznych. Należy ocenić kilka wskaźników przed wyborem działań naprawczych.
4. Dlaczego zapotrzebowanie na chemikalia zmienia się, gdy przepływ ścieków pozostaje stabilny?
Przepływ jest tylko jednym z czynników wpływających na zużycie chemikaliów. Zmętnienie, kolor, pH, zasadowość, zawieszone ciała stałe, rozpuszczone substancje organiczne, temperatura i warunki produkcji na etapie poprzedzającym mogą się zmieniać, nawet gdy przepływ hydrauliczny pozostaje stały.
5. Czy PAC i PAM powinny być dodawane jednocześnie?
Zazwyczaj są one dodawane w oddzielnych etapach. PAC wymaga szybkiego mieszania w celu destabilizacji cząstek zawieszonych i koloidalnych. PAM jest następnie wprowadzany w warunkach łagodniejszego mieszania w celu budowania i zachowania większych kłaczków. Optymalna sekwencja powinna być potwierdzona testami słoikowymi.
6. Jak można poprawić wydajność odwadniania osadów?
Przejrzeć stężenie osadu dopływającego, wiek osadu, rodzaj polimeru, przygotowanie polimeru, dawkę, mieszanie, obciążenie urządzeń i stan mechaniczny. Wydajność należy oceniać na podstawie suchości osadu, wychwytu ciał stałych, przepustowości i całkowitego kosztu oczyszczania, a nie tylko wielkości kłaczków.
Zakresy pracy podane w tym artykule są ogólnymi odniesieniami. Ostateczne limity pracy i programy chemiczne powinny być określone zgodnie z projektem zakładu, pozwoleniem na zrzut, instrukcjami obsługi urządzeń, charakterystyką ścieków i testami specyficznymi dla danego miejsca.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski
