COD Superant l'estàndard (explicació en profunditat)
En el procés de tractament d’aigües residuals, és un requisit bàsic que el bacallà d’efluent compleixi la norma. Les causes del bacallà que superen la norma són complexes i impliquen múltiples aspectes com l’entrada d’aigua, el procés i l’equip. Si aquests problemes no es poden analitzar i resoldre de manera puntual i precisa, qui es culparà?
I. Principi d’eliminació del bacallà1. Eliminació física
La matèria suspesa i la matèria orgànica de partícules a les aigües residuals estan separades per mitjans físics. Per exemple, la pantalla intercepta partícules flotants grans, la cambra de grau elimina partícules inorgàniques com la grava i el dipòsit de sedimentació primària elimina la matèria en suspensió i algunes partícules matèria orgànica mitjançant la sedimentació de gravetat.
2. Eliminació biològica
La descomposició de la matèria orgànica dissolta per metabolisme microbià representa la part principal de l’eliminació del bacallà.
(1) Tractament biològic aeròbic: en condicions aeròbiques, els bacteris heteròtrofs oxiden la matèria orgànica en diòxid de carboni i aigua, alhora que sintetitzen les seves pròpies substàncies cel·lulars.
(2) Tractament biològic anaeròbic: en condicions anaeròbiques, metanògens i altres bacteris converteixen la matèria orgànica en metà i diòxid de carboni.
(3) Procés de desnitrificació i eliminació de fòsfor: COD, nitrogen i fòsfor s’eliminen simultàniament a través d’un entorn alternatiu anòxic-aeròbic.
3. Eliminació química
Coagulació i sedimentació: S’afegeix coagulant PAC i PAM flocculant per condensar i precipitar substàncies col·loïdals mitjançant la neutralització elèctrica i l’adsorció de pont per eliminar el bacallà coloidal.
4. Tractament profund
Filtració: filtració de sorra i interceptació de partícules d’adsorció de carboni activat i alguna matèria orgànica dissolta.
Tecnologia de membrana: la membrana d’ultrafiltració/microfiltració intercepta microorganismes i matèria orgànica molecular gran i el bacallà d’efluent és menor.
Per a COD anormal dels efluents, farem tot el possible per trobar la causa actual i classificar la probabilitat d’ocurrència segons el nivell ★. Com més estrelles, més gran és la probabilitat.
II. Influent
1. Sobrecàrrega de flux ★★★
Quan el volum d’aigua influent supera la capacitat de tractament dissenyada de la planta d’aigua, el cabal d’aigua s’escurçarà a la instal·lació de tractament, donant lloc a que els contaminants no puguin interactuar plenament amb els microorganismes i no es puguin eliminar eficaçment. Solució: afegiu un dipòsit regulador per regular i amortir el flux d’aigua entrant, assegurant un cabal relativament estable a les unitats de tractament posteriors. Si no hi ha disponible un dipòsit regulador, es recomana ocupar part de l’espai del tanc d’emergència i ampliar -lo o renovar -lo si cal.
2. COD Canvi sobtat ★★★
En aquest punt, tenim els nostres dubtes. L’alta il·legal d’aigües residuals industrials pot contenir grans quantitats de matèria orgànica, metalls pesants i altres contaminants. Una concentració de COD "vermella" és una pràctica estàndard. Un cop entra una gran quantitat al sistema, la concentració de bacallà de l’aigua entrant augmentarà bruscament, superant la capacitat de tractament normal de la planta d’aigua.
Solució: "Enfortir el control de la font de la descàrrega d'aigües residuals industrials" és idealista. La clau és controlar la qualitat de l’aigua entrant en temps real. Si es detecten anomalies com el COD, l'excés d'aigua s'ha de transferir ràpidament al dipòsit d'emergència.
3. Conté matèria orgànica refractària ★★
Compostos orgànics com olis, sèries de benzè i fenols tenen estructures estables i són difícils de metabolitzar mitjançant microorganismes convencionals en el tractament de l’aigua. Un cop aquests compostos entrin al sistema, s’acumularan, dificultant la compliment dels estàndards de COD.
Solució: Afegiu unitats de tractament adequades durant l’etapa de pretractament, com ara l’ús de la flotació per eliminar el greix i utilitzar l’adsorció de carboni activat o la tecnologia d’oxidació avançada per tractar la matèria orgànica recalcitrant com el benzè i els fenols.
4. Substàncies tòxiques ★★
Els ions de metall pesat i els desinfectants excessius poden inhibir o alterar el creixement, la reproducció i l’activitat metabòlica dels microorganismes, reduint la seva capacitat per descompondre la matèria orgànica. En casos greus, fins i tot es poden inactivar, provocant un bacallà excessiu.
Solució: Implementar processos de pretractament especialitzats en l’entrada, com ara la precipitació química per eliminar metalls pesants i adsorció o hidròlisi de carboni activat per eliminar l’excés de desinfectants, per minimitzar l’impacte de les substàncies tòxiques sobre els microorganismes.
5. PH anormal ★★
El creixement i el metabolisme microbians requereixen un entorn de pH adequat. El pH excessivament alt o baix pot inhibir la degradació microbiana de la matèria orgànica, donant lloc a un bacallà elevat.
Solució: Afegiu un regulador d’àcid/base, com l’àcid clorhídric, per reduir el pH i l’hidròxid de sodi per augmentar-lo, per ajustar el pH influent al rang adequat de 6,5-8,5.
Iii. Elaborar
1.
Els nivells d’oxigen dissolts excessivament alts acceleren el metabolisme microbià, donant lloc a l’envelliment dels fangs, disminució de l’activitat i reducció de la capacitat d’eliminació de la matèria orgànica. Els nivells d’oxigen dissolts excessivament baixos no poden satisfer les necessitats metabòliques dels microorganismes aeròbics i la seva capacitat d’eliminació de COD també es redueix.
Solució: instal·leu un mesurador en línia per controlar la concentració d’oxigen dissolt al dipòsit aeròbic en temps real. Aquest mesurador, vinculat al sistema d’aire, ajusta automàticament la taxa d’aire basada en canvis en l’oxigen dissolt per mantenir la concentració d’oxigen dissolta adequada. Generalment, els dipòsits aeròbics es controlen a un nivell de 2-4 mg/L. En la producció real, un nivell de DO 1,5-2,5 mg/L és suficient per al funcionament normal. Si no esteu segurs, considereu 2-3 mg/l.
2. Aeració excessiva ★★★
L’airejat excessiva genera fortes forces de cisalla hidràulica, pertorbant l’estructura dels flocs. Els microorganismes originalment atrapats i encapsulats pels flocs, així com algunes partícules de matèria orgànica descomposades incompletades, s’escaparan a l’aigua, augmentant el contingut del bacallà.
Solució: Basat en les condicions reals del dipòsit aeròbic, redueix adequadament la taxa d’airejat per evitar la interrupció del floc. Observeu les propietats dels fangs i els resultats del tractament i ajusteu la intensitat de l’airejat al nivell adequat.
3. Concentració excessivament baixa de fangs ★★★
Una baixa concentració de fangs significa que el nombre de microorganismes implicats en la descomposició de la matèria orgànica és reduït, donant lloc a una capacitat de tractament limitada de matèria orgànica a les aigües residuals, cosa que fa impossible degradar completament la matèria orgànica dins del termini especificat, donant lloc a un COD excessiu.
Solució: Reduïu la quantitat de fangs descarregats per permetre que els fangs s’acumulin dins del sistema i augmentin la concentració de fangs. Alternativament, afegiu una quantitat adequada de fangs activats al sistema per augmentar ràpidament la biomassa microbiana.
4. Ràtio de retorn de fangs inadequats ★★★
Una proporció de retorn de fangs massa baixa reduirà la concentració de fangs activats al dipòsit d’aire. La concentració insuficient significa una disminució del nombre de microorganismes implicats en la degradació del bacallà, reduint la seva capacitat de metabolitzar la matèria orgànica en les aigües residuals, donant lloc a una eliminació de COD inadequada. Una proporció de rendibilitat excessivament elevada de fangs pertorba el dipòsit de sedimentació secundària, redueix el temps de retenció i condueix a una sedimentació deficient, augmentant els sòlids en suspensió a l'efluent, donant lloc a un COD excessiu.
Solució: ajusteu la relació de retorn dels fangs a un rang raonable del 20-100% segons el tipus de procés. Determineu la relació de rendibilitat òptima basada en les proves i les dades operatives per assegurar una desnitrificació i desnitrificació suaus alhora que milloreu l'eliminació del COD.
5. Pina sedimentació al tanc de sedimentació secundària ★★★
Això pot ser degut a una descàrrega de fangs intempestius, una acumulació excessiva de fangs al dipòsit de sedimentació secundària, cosa que impedeix que s’instal·li i surti amb l’aigua. Alternativament, el contingut de nitrogen de nitrat al dipòsit de sedimentació secundària és elevat, provocant que els bacteris denitrificants utilitzin el nitrogen nitrat en la reacció de desnitrificació per produir gas nitrogen. Aquest gas de nitrogen s’adhereix als fangs, formant fangs denitrificats, cosa que augmenta els sòlids en suspensió i el bacallà a l’efluent.
Solució: Optimitzar la freqüència de descàrrega de fangs. A partir de les condicions de sedimentació dels fangs i dels paràmetres de funcionament del dipòsit de sedimentació secundària, determineu adequadament el temps i el volum de descàrrega. Alternativament, afegiu una quantitat adequada de floculant per millorar la floculació i promoure la sedimentació. Per als fangs de desnitrificació, optimitzeu el procés anòxic-aeròbic per controlar el procés de desnitrificació, reduïu el contingut de nitrat de nitrat al dipòsit de sedimentació secundària i augmenteu adequadament l’oxigen dissolt a l’extrem aeròbic per evitar crear un entorn denitrificant al dipòsit de sedimentació secundària.
6. Envelliment de fangs ★★★
L’edat excessiva dels fangs fa que els microorganismes entrin a la fase de respiració endògena, reduint l’activitat microbiana i l’envelliment. Això degrada l'eficiència del tractament dels fangs i redueix la seva capacitat per descompondre la matèria orgànica, donant lloc a un augment del COD.
Solució: Augmenteu el volum de descàrrega de fangs i reduïu l’edat dels fangs per mantenir una alta activitat de fangs. Ajusteu l’edat dels fangs a un rang adequat en funció del procés específic i de la qualitat de l’aigua.
7. Valor anormal de pH ★★★
La nitrificació disminueix el valor de pH, mentre que la desnitrificació el planteja. Si qualsevol reacció continua sense controlar, el pH del sistema pot ser massa alt o massa baix, inhibint la producció de fangs activats i provocant un bacallà elevat.
Solució: instal·leu un monitor de pH en línia per controlar el pH del sistema en temps real. Si el valor de pH és anormal, utilitzeu un producte químic per ajustar -lo per mantenir un pH entre 6,5 i 8,5.
8. Temps de retenció hidràulica insuficient al tanc bioquímic ★★
El temps de retenció hidràulica insuficient significa que el temps de contacte de les aigües residuals amb els microorganismes del dipòsit bioquímic és massa curt, evitant que la matèria orgànica reaccioni plenament amb els microorganismes i la degradi efectivament, donant lloc a un bacallà excessiu. Tot i això, rarament és el cas. Normalment es produeix quan el sistema funciona en condicions de disseny. El temps de retenció hidràulica insuficient sol causar -se per una sobrecàrrega influent.
Solució: Reduïu la càrrega influent per assegurar el temps de retenció suficient per a les aigües residuals del dipòsit bioquímic o ajusteu adequadament la relació de recirculació.
9. BOOFILM BLOCAMENT O DESCARAMENT ★★
En el procés de biofilm, l’embalatge serveix de portador de microorganismes per connectar i créixer. El bloqueig d’embalatge pot provocar un mal flux d’aigua, reduint l’àrea de contacte entre les aigües residuals i el biofilm i la supressió de la matèria orgànica. El despreniment d’embalatge redueix la massa de biofilm, afectant la capacitat dels microorganismes per processar la matèria orgànica i la condició d’un augment del COD.
Solució: arrossegueu regularment l’embalatge per eliminar les impureses i fragments de biofilm que obstrueixen l’embalatge i restableixen la seva permeabilitat. Els envasos greument desmuntables haurien de ser substituïts ràpidament per proporcionar un entorn favorable als microorganismes.
10. Circulació del tanc d'aclariment secundari ★★
Quan el volum d’aigua supera la càrrega de disseny o la càrrega d’increment d’entrada és excessiva, el temps de sedimentació és insuficient. El disseny o el bloqueig d’entrada inadequats poden provocar un flux d’aigua concentrat en una zona localitzada. La concentració excessiva de fangs pot donar lloc a una gruixuda capa de fangs. Els fangs envellits o enverinats poden afectar el rendiment de la resolució de FLOC. Aquestes condicions poden causar un curtcircuit de curtcircuit de tanc d’aclariment secundari, donant lloc a un augment de sòlids en suspensió a l’efluent i, al seu torn, augment de la COD.
Solució: Superviseu la quantitat i la qualitat de l’aigua en temps real, instal·leu dispositius de control de flux i dipòsits tampons. Torneu a avaluar i optimitzeu el disseny d’entrada d’aigua i netegeu-lo regularment. Racionalment descàrrega de fangs i ajusteu la relació de retorn dels fangs. Optimitzeu el sistema d’aire, poseu a prova la qualitat de l’aigua d’entrada, implementeu mesures d’emergència ràpides en cas d’intoxicació per fangs i reforceu el cultiu i l’aclimatació microbiana.
11. Descàrrega excessiva de fangs ★★
La descàrrega excessiva de fangs pot reduir dràsticament la quantitat de fangs activats en el sistema de tractament, donant lloc a microorganismes insuficients implicats en la degradació de la matèria orgànica i el tractament de COD ineficaç, donant lloc a nivells elevats de COD.
Solució: Reduir o deixar de descàrrega de fangs per permetre que els fangs s’acumulin gradualment dins del sistema i augmentin el volum de fangs del sistema. A més, afegiu adequadament una font de carboni orgànic a la part frontal per proporcionar nutrients suficients per als microorganismes i accelerar el creixement dels bacteris. Si cal, afegiu una quantitat adequada de fangs activats per accelerar la recuperació del sistema.
12. Sistema d’airejat desigual ★
L’aeració desigual pot fer que les zones dins del dipòsit aeròbic tinguin nivells d’oxigen dissolts excessivament alts, mentre que les zones poden tenir nivells baixos d’oxigen dissolts o fins i tot hipòxia. Els microorganismes de les zones mortes no tenen suficients oxigen i nutrients, provocant una disminució de l’activitat i fins i tot la mort. D’aquesta manera s’evita la descomposició efectiva de la matèria orgànica en aquestes àrees, afectant així l’eliminació del COD.
Solució: Netegeu els capçals d’aeració regularment per evitar el bloqueig i assegurar l’aeració uniforme.
13. Nutrició inadequada ★
A més d’una font de carboni, el creixement microbià i el metabolisme requereixen una quantitat adequada de nutrients com el nitrogen i el fòsfor. El nitrogen i el fòsfor insuficients dificulten la síntesi de biomacromolècules com proteïnes i àcids nucleics dins de les cèl·lules microbianes, afectant el seu creixement, reproducció i activitat metabòlica, provocant una descomposició incompleta de la matèria orgànica.
Solució: Basat en la qualitat influent i les necessitats microbianes, complementeu el sistema de tractament amb nutrients com la urea i el fosfat per assegurar un subministrament adequat de nutrients microbians. En els processos de fangs activats, la relació C/N/P es controla generalment a aproximadament 100/5/1.
14. Temperatura baixa ★
Les temperatures massa baixes (<15°C) slow microbial growth, reproduction, and metabolism, reducing their ability to decompose organic matter and leading to increased COD.
Solució: augmentar la concentració de fangs o augmentar adequadament l’aeració, reduir la relació de recirculació i augmentar el temps de retenció bioquímica de les aigües residuals.
15. Dosi de font de carboni excessiva ★
L’addició excessiva de la font de carboni durant el procés de desnitrificació donarà lloc a una matèria orgànica residual excessiva a l’efluent, cosa que augmentarà el nivell de COD. A més, la font excessiva de carboni pot alterar l’entorn de creixement i les vies metabòliques dels microorganismes, afectant l’efectivitat del tractament.
Solució: controleu la dosi de la font de carboni basada en les necessitats reals de desnitrificació per evitar una font excessiva de carboni. Tanmateix, aquest problema és sovint causat per negligència per part dels operadors i del personal de manteniment, per la qual cosa és crucial assegurar -se que els operadors i el personal de manteniment comprovin regularment la dosi de la font de carboni.
Iv. Equip
1. Fallida dels equips d'airejat ★★★
Un capçal d’airejat obstruït impedeix que l’aire entri a l’aigua, provocant una distribució desigual d’oxigen dissolt dins del dipòsit aeròbic i l’esgotament d’oxigen en determinades zones, afectant el metabolisme microbià. La reducció de l’eficiència del ventilador produeix una aireació insuficient, no complint les necessitats d’oxigen dels microorganismes aeròbics i es tradueix en una descomposició incompleta de la matèria orgànica.
2. Anormalitat de la bomba de retorn de fangs ★★★
El retorn anormal dels fangs pot comportar desequilibris en la quantitat i distribució dels fangs activats en el sistema de tractament. Els fangs activats insuficients o desigualment distribuïts poden debilitar la capacitat de descompondre la matèria orgànica, donant lloc a un bacallà excessiu.
3. Fallida dels equips d’agitació ★★
La fallada dels equips d’agitació a la zona anòxica pot comportar una barreja desigual de fangs i aigües residuals, distribució desigual de fonts de carboni i microorganismes a les zones localitzades i comprometre l’eliminació del COD.
4. Distorsió de dades de l'instrument de control en línia ★
A llarg termini, sensors per a instruments en línia com DO, PH i ORP poden ser erosionats per contaminants i productes químics a les aigües residuals, donant lloc a una disminució de la sensibilitat i les mesures inexactes. Això pot afectar els ajustaments del procés i, amb el pas del temps, pot provocar desviacions acumulades, donant lloc a resultats de tractament de l’aigua.