Aquesta guia advoca per ajustos incrementals a petita-escala basats en la qualitat i la quantitat de l'afluent, l'estat dels fangs bioquímics i els estàndards d'efluents. Els canvis dràstics de paràmetres estan estrictament prohibits. Està dissenyat per a la implementació pràctica pel personal d'operacions de primera línia que gestiona els processos A²/O i les seves variants.
I. Establir condicions de referència (requisit previ per a l'optimització)
Creeu un registre de paràmetres bàsics: DQO d'influència, DBO₅, NH₃-N, TN, TP, pH i cabal; zona bioquímica DO, MLSS, SV30, SVI, nitrogen nitrat i alcalinitat; efluent clarificador secundari SS i altres indicadors de qualitat de l'efluent.
Avaluar la biodegradabilitat de l'influent: DBO/DQO > 0,3 indica una bona biodegradabilitat; 0,2–0,3 és la mitjana; < 0,2 indica una mala biodegradabilitat (prioritzar el pretractament o les fonts de carboni suplementàries).
Calcula el temps de retenció de fangs (SRT). Estàndards municipals típics: 12-20 dies per als processos d'eliminació de nitrogen i fòsfor; 10-15 dies només per a l'eliminació de nitrogen; eviteu un SRT excessiu per als processos centrats en l'-eliminació-de fòsfor, ja que els SRT poden provocar un error en l'eliminació biològica de fòsfor.
L'optimització del procés no es tracta d'ajustar les vàlvules basant-se en la intuïció; tots els ajustos s'han de basar en dades-. Observeu el sistema durant 1-2 cicles de fang després de cada canvi abans de fer més ajustos.
II. Optimització del procés d'eliminació de nitrogen (control de nitrogen d'amoníac i TN)
El nitrogen amoníac supera els límits (nitrificació insuficient)
Comprovar DO a la zona aeròbica: Mantenir a 2–3 mg/L; inspeccioneu si hi ha difusors d'aireació obstruïts a zones amb mala aireació (zones mortes);
Assegureu-vos que l'SRT no sigui massa curt; durant les estacions fredes, augmentar adequadament MLSS i ampliar SRT;
La nitrificació consumeix alcalinitat; si l'alcalinitat de l'efluent baixa per sota dels 70-100 mg/L, complementeu amb àlcali (carbonat de sodi/bicarbonat de sodi);
Xoc inhibidor: les substàncies tòxiques de l'afluent poden inhibir els bacteris nitrificants, provocant un augment sobtat de nitrogen amoníac; prioritzar la comprovació de l'afluent i augmentar la capacitat d'amortiment del tanc d'equalització si cal. Nitrogen total excessiu (TN) (desnitrificació deficient)
Controlar estrictament l'oxigen dissolt (DO) a la zona anòxica<0.5 mg/L and prevent oxygen from the aerobic zone from entering the anoxic zone. Do not increase the internal recirculation rate without limit; the typical ratio is 100–200%. An excessively high recirculation rate carries dissolved oxygen into the zone, thereby disrupting denitrification.
Avaluar les fonts de carboni d'aigua bruta: si DBO/TN > 4–5, la font de carboni és suficient; La dosificació externa de carboni només és necessària si aquesta relació és baixa.
Vigilar el nitrogen de nitrats al dipòsit anòxic i dosificar les fonts de carboni segons sigui necessari; evitar la sobredosi per evitar un rebot del DQO efluent.
Comproveu el flux de recirculació extern per evitar que s'introdueixi oxigen mitjançant la recirculació del licor nitrificat des del clarificador secundari.
III. Optimització del procés d'eliminació de fòsfor (control TP; sinergia química-biològica)
Nucli de l'eliminació biològica de fòsfor: mantenir un DO < 0,2 mg/L a la zona anaeròbica per garantir l'alliberament de fòsfor per part dels organismes que -acumulen fòsfor (PAO); gestionar correctament el malbaratament de fangs per eliminar el fòsfor del sistema mitjançant els fangs activats de residus. Eviteu l'envelliment excessiu dels fangs, ja que els PAO es deterioraran amb el temps.
Minimitzar la introducció de nitrogen nitrat a la zona anaeròbica; El nitrogen nitrat consumeix fonts de carboni, negant directament l'eficàcia de l'eliminació biològica del fòsfor.
Si l'eliminació biològica de fòsfor no compleix els estàndards tot i arribar al seu límit, inicieu l'eliminació química de fòsfor. Prioritzeu post-dosi i realitzeu proves a escala-de banc per determinar la dosi òptima; la sobredosi augmenta la producció de fangs i augmenta els efluents de sòlids en suspensió (SS).
IV. Optimització del sistema de fangs activats (MLSS, SV30, SVI)
MLSS: Normalment 3.000–4.000 mg/L per a aigües residuals municipals. Augmentar adequadament per a càrregues d'afluència elevada. No mantenir concentracions elevades de fangs durant càrregues d'afluents baixes; en cas contrari, es produeix una respiració endògena excessiva, que provoca l'envelliment dels fangs.
SV30/SVI: SVI òptim és de 70-150 ml/g.
SVI > 150: Aglomeració de fangs. Per a l'acumulació filamentosa: reduïu el xoc de DO, controleu la càrrega d'afluents baixes i augmenteu el malbaratament de fangs.
SVI < 50: El fang està fragmentat i envellit (color negre, poca activitat); reduir el malbaratament de fangs i augmentar la càrrega orgànica. Color del fang: groc-marró o groc terrós indica condicions normals (decantació ràpida, sobrenedant clar); l'ennegriment i les males olors solen indicar condicions anòxiques o anaeròbies; L'acumulació excessiva d'escuma suggereix la presència de tensioactius o l'envelliment dels fangs.
Principi de malbaratament de fangs: els fangs residuals es fan en petites quantitats amb freqüència i no en grans lots alhora per evitar l'enfonsament del sistema.
V. -Control zonal ajustat de l'oxigen dissolt (DO)
Zona anaeròbica: DO < 0,2 mg/L; l'aireació està estrictament prohibida.
Zona anòxica: DO < 0,5 mg/L.
Zona aeròbica: 2-3 mg/L a l'extrem d'entrada, 1,5-2,0 mg/L a l'extrem de sortida; mantenir un alt DO a tota la zona és innecessari.
L'excés de DO a la zona aeròbica augmenta el consum d'energia, introdueix un alt DO a les zones anòxiques/anaeròbies (alterrant l'eliminació de nitrogen i fòsfor) i accelera el consum de fonts de carboni. Utilitzeu variacions de freqüència-variables (VFD) als ventiladors per ajustar dinàmicament l'aireació en funció de la càrrega de l'afluent i les variacions del flux diürn.
VI. Optimització del procés de clarificació secundària per evitar el rentat de fangs i SS d'alt efluent
Control de càrrega hidràulica de superfície; supervisar els riscos de desbordament durant augments sobtats de flux.
Abordeu les proporcions anormals de decantació de fangs mitjançant l'ajust oportú de MLSS; evitar que la manta de fangs del clarificador secundari s'aixequi massa.
Mantenir una relació de retorn extern raonable (50-100%): augmentar la taxa de retorn si la manta de fangs és massa alta i disminuir-la si la manta és massa baixa.
Inspecció periòdica: si l'escombra superficial o els grans trossos de floc suren a la superfície, investigueu causes com ara l'acumulació dels fangs o els fangs flotants induïts per la desnitrificació-(on el gas nitrogenat de la desnitrificació eleva els fangs).
Si es produeix un fang flotant induït per desnitrificació-: reduïu el temps de residència dels fangs al clarificador secundari, augmenteu la taxa de retorn extern i optimitzeu la desnitrificació anòxica aigües amunt.
VII. Elaborar plans de contingència per a xocs d'influents
Xoc de pH: si influeix un pH < 6 o > 9, prioritzeu l'amortiment al tanc d'igualització; el rang de pH òptim per als fangs és de 6,5 a 8,5.
Xoc de càrrega alta-: si influeixen pics de COD, no augmenteu l'aireació cegament; prioritzar el manteniment d'ambients anòxics/anaeròbics per evitar la toxicitat dels fangs; diluir l'afluent o reduir el volum d'entrada si cal. Influent de baixa-càrrega: durant els dies de pluja o períodes de baix cabal, reduïu el MLSS i la sortida del ventilador per evitar que els fangs s'oxidin i l'envelliment.
VIII. Concepcions errònies comuns
Dosificació agressiva de fonts de carboni quan el TN és alt, sense comprovar el DO de la zona anòxica o el transport d'oxigen-de la recirculació interna;
Augment de l'aireació cegament quan el nitrogen-amoníac és alt, sense tenir en compte l'alcalinitat insuficient o l'edat inadequada del fang;
Esforçant per un MLSS alt i no malbaratar els fangs durant períodes prolongats, provocant l'envelliment dels fangs i la pèrdua d'eficiència d'eliminació de fòsfor;
Mantenir un DO uniformement elevat a tot el dipòsit sense zonificar, donant lloc a la pèrdua de les funcions anaeròbiques i anòxiques;
Realitzar canvis dràstics en els paràmetres alhora, deixant el sistema de fangs incapaç d'adaptar-se i provocant fluctuacions en els indicadors de rendiment.
IX. Passos operatius estàndard per a l'optimització de processos
Recolliu dades completes sobre la qualitat de l'aigua i els llots per identificar el paràmetre anormal específic;
Determinar si el problema prové de les característiques de l'afluent, les condicions dels fangs o els paràmetres operatius;
Feu petits ajustaments a un sol paràmetre; no altereu múltiples variables simultàniament;
Observeu el sistema durant 1-2 cicles de fangs i registreu els canvis en els indicadors de rendiment;
Procediu amb més ajustaments només si els resultats no són satisfactoris.
Conclusió: el requisit previ per a l'optimització del procés és mantenir el compliment estable dels efluents; Els esforços d'optimització haurien d'equilibrar el consum d'energia i de productes químics per assolir el doble objectiu de compliment normatiu i reducció de costos.
