Procesul cu nămol activat: parametri cheie de funcționare, moduri de defecțiune și echipamente

Scoateți un borcan de sticlă cu amestec de lichior dintr-un bazin de aerare sănătos și răspunsul este vizibil în câteva minute: flocuri maro, pufoase, care se așează într-un strat transparent în decurs de o jumătate de oră. Acel floc viu este nămolul activat, calul de bătaie biologic din spatele majorității stațiilor de apă uzată industriale și municipale și elimină în mod obișnuit mai mult de 90 la sută din BOD primit atunci când este bine gestionat.

Când plutește, semnele de avertizare sosesc în câteva zile: efluent tulbure, o pătură de nămol care se strecoară spre baraj și un program de suflare care nu mai are sens. Acest ghid prezintă modul în care funcționează procesul cu nămol activat, cele patru numere de funcționare care decid performanța acestuia, modurile de defecțiune care apar cel mai des în serviciul industrial și alegerile de echipamente care mențin stabilitatea biologiei.

Ce este nămolul activat și de ce contează floc-ul?

Nămolul activat este o cultură floculentă de bacterii, protozoare și alte microorganisme care este crescută sub aerare controlată și utilizată pentru a consuma poluanții organici din canalizare și apele uzate industriale.

Numele datează din 1914, când Edward Ardern și William Lockett au arătat la Manchester că apele uzate aerate pot fi refolosite pentru a însămânța următorul lot și că reciclarea acestei biomasă reduce timpul de tratare de la zile la ore. Un secol mai târziu, același principiu conduce încă majoritatea stațiilor de epurare biologică din lume.

Flocul este mai degrabă un ecosistem de lucru decât o substanță chimică. Bacteriile heterotrofe îndepărtează încărcătura carbonică măsurată ca DBO, bacteriile nitrificante transformă amoniacul în nitrat, iar protozoarele pasc celulele care înot liber, care este ceea ce lustruiește efluentul. Formatorii de floc secretă polimerii extracelulari lipici care lasă particulele să se agrega, să se depună și să se compacteze, astfel încât fiecare decizie pe care o ia un operator este într-adevăr o decizie cu privire la acel ecosistem.

Cum funcționează procesul de nămol activat, etapă cu etapă

Procesul funcționează ca o buclă continuă: pretratați fluxul, aerați-l, decontați-l, apoi returnați cea mai mare parte a biomasei și risipiți surplusul.

1. Pretratare și egalizare. Ecranele și îndepărtarea nisipului protejează pompele și difuzoarele, iar un rezervor de egalizare netezește descărcarea loturilor din schimburile din fabrică. Fluxurile industriale uleioase sau grase trec, de obicei, mai întâi printr-o unitate de flotație cu aer dizolvat, deoarece straturile de ulei opresc depunerea flocurilor.
2. Aerarea biologică. Bulele fine sau aeratoarele de suprafață furnizează oxigen în bazin, în timp ce turbulențele mențin flocul suspendat. Oxigenul dizolvat trebuie să rămână peste aproximativ 1,5 mg/L pentru îndepărtarea carbonului și mai aproape de 2 mg/L acolo unde este necesară nitrificarea.
3. Clarificare secundară. Lichiorul amestecat curge într-un clarificator liniștit, unde flocurile se scufundă și apa limpede se revarsă peste vâlcuri. Încărcarea la suprafață este de obicei menținută sub aproximativ 1,2 metri pe oră pentru a preveni transportarea solidelor.
4. Întoarcere și risipă. O pompă de retur cu nămol activ (RAS) ridică biomasa decantată înapoi la intrarea în bazin, de obicei la 30 până la 80% din debitul de intrare, în timp ce un flux controlat de nămol activat (WAS) stabilește vârsta nămolului, de obicei 5 până la 15 zile în instalațiile convenționale.

Acolo unde clarificatorul este gâtul de sticlă, modulele cu tuburi înclinate adaugă o zonă de decantare eficientă în interiorul amprentei rezervorului existent, ceea ce le face una dintre cele mai puțin perturbatoare upgrade disponibile pentru o fabrică în funcțiune.

Rezervor de sedimentare cu tub înclinat pentru îmbunătățirea clarificatorului Modulele tubulare înclinate măresc zona efectivă de decantare în interiorul amprentei rezervorului existent, lăsând particulele să se depună mai repede decât viteza de curgere ascendentă. Pentru instalațiile în care clarificatorul limitează capacitatea, aceasta este o actualizare cu întreruperi reduse. Vizualizare produs →

Cele patru numere de operare care decid performanța nămolului activat

Patru numere, MLSS, oxigen dizolvat, raport F/M și SVI, descriu aproape tot ce se întâmplă într-un sistem cu nămol activat și toate cele patru pot fi urmărite cu prelevarea zilnică de probe.

Solide în suspensie lichide mixte (MLSS) este cantitatea de biomasă care face munca. Raportul hrană-masă (F/M) compară DBO primită cu acea biomasă: împingeți-l peste 0,5 și flocurile se slăbesc și se dispersează, îl înfometează sub 0,1 și urmează pierderile de limpezire. Oxigenul dizolvat sub aproximativ 0,5 mg/L în orice zonă invită organisme filamentoase, cum ar fi Sphaerotilus, în timp ce oxigenul cu mult peste 4 mg/L pur și simplu arde puterea suflantei.

Aceeași biologie, configurații diferite

Aceeași buclă apare în multe tipuri de plante, iar configurația modifică în principal cât de multă biomasă transportă bazinul. Reactoarele Batch Sequencing (SBR) rulează întregul ciclu într-un singur rezervor, instalațiile extinse de aerare rețin mai mult nămol pentru mai mult timp, iar bioreactorul cu membrană (MBR) înlocuiește clarificatorul cu filtrare cu membrană, astfel încât să poată transporta de mai multe ori MLSS convențional.

Potriviți configurația cu profilul dvs. de încărcare și cu realitatea personalului, mai degrabă decât cu cel mai mare număr dintr-o foaie de date. Deoarece suflantele domină factura de energie, transferul de oxigen este de obicei cea mai rapidă rambursare din instalație: înlocuirea grilelor uzate cu bule grosiere sau aeratoarelor de suprafață învechite cu difuzoare cu bule fine reduce în mod obișnuit o cotă de două cifre din energia de aerare, menținând același punct de referință DO.

Aerator cu disc microporos pentru rezervoare de aerare Aeratoarele microporoase de tip diafragmă eliberează bule fine cu o zonă mare de interfață gaz-lichid, îmbunătățind eficiența transferului de oxigen. Înlocuirea aeratoarelor uzate cu bule grosiere sau de suprafață cu acestea poate reduce energia de aerare, menținând același punct de referință DO. Vizualizare produs →

Când nămolul activat merge prost: nămol, înmulțire, spumă și creștere

Cele mai multe tulburări ale nămolului activat sunt eșecuri de decantare, mai degrabă decât eșecuri de biologie, și se regăsesc la o scurtă listă de cauze: filamente, dezechilibru de nutrienți, pierderea oxigenului și variațiile de sarcină.

Cele mai frecvente cauze fundamentale

• Scaderea oxigenului dizolvat sub 0,5 mg/L în o parte a bazinului, adesea la capătul de admisie
• Deficitul de nutrienți, deoarece multe deșeuri industriale transportă mult mai puțin azot sau fosfor decât raportul clasic de 100:5:1 DBO/azot/fosfor
• Influent septic care transportă sulfuri din circuitele lungi, anaerobe de canalizare
• Oscilații mari ale încărcăturii, pH-ului sau temperaturii de la producția pe lot
• Subîncărcare cronică în bazine supradimensionate, care înfometează formatorii de floc

Namolul în creștere este impostorul din această listă: nămolul se depune bine, apoi se denitrifică în clarificator și plutește înapoi pe bulele de azot. Cura este operațională, mai multă risipire, o rată de returnare mai mare sau o reședință mai scurtă în bazin, nu una chimică.

Manipularea deșeurilor nămolului activat înainte ca acesta să preia bugetul

Nămolul activat rezidual este diluat, instabil și costisitor de transportat, așa că îngroșarea și deshidratarea acestuia la fața locului este aproape întotdeauna mai ieftină decât transportul umed.

Nămolul secundar este, de asemenea, mai greu de deshidratat decât nămolul primar, deoarece flocurile biologice rețin apa în capilare fine. După condiționarea polimerului, așteptați aproximativ 16 până la 22 la sută solide de la o presă cu șurub sau o presă cu filtru cu bandă pe nămolul activat rezidual, față de cifre mai mari ale materialului primar, deci dimensionați manipularea turtei pentru fluxul biologic, nu medie.

Alegerea echipamentului contează la fel de mult ca chimia. O comparație detaliată a presei cu șurub față de designul presei cu filtru cu bandă arată compromisuri în ceea ce privește rata de captare, cererea de apă de spălare și atenția operatorului: presele cu șurub funcționează continuu cu o spălare minimă, în timp ce presele cu bandă pot furniza o turtă mai uscată pe unele nămoluri, dar necesită curățare constantă a curelei.

Cumpărarea ambelor etape de la un singur furnizor simplifică, de asemenea, garanțiile de performanță. Yixing Hengye Environmental Protection Technology Co., Ltd., un producător de echipamente pentru apă uzată industrială, fondat în 2015, construiește mașini de deshidratare cu șurub, presă cu filtru cu bandă și mașini de deshidratare centrifuge cu decantor alături de aeratoare, echipamente de clarificație și sisteme de screening și deține certificări ISO 9001, managementul mediului și sănătatea și securitatea ocupațională de-a lungul lanțului său de proiectare și producție.

Masina de deshidratare a nămolului cu presa cu șurub Folosind inele fixe și mobile cu un mecanism cu șurub cu autocurățare, această mașină deshidratează nămolul de la 2000 la 50000 mg/L fără înfundarea pânzei de filtru. O alegere practică pentru manipularea volumelor de nămol generate de etapele de tratare biologică. Vizualizare produs →

Întrebări frecvente despre nămolul activat

Cum este nămolul activ diferit de un proces de biofilm, cum ar fi MBBR?

Nămolul activat menține microorganismele suspendate ca floc și le pompează înapoi din limpezitor. Un reactor de biofilm cu pat mobil (MBBR) le crește pe suporturi de plastic care rămân în bazin, care tolerează mai bine variațiile de sarcină și nu necesită pompare de retur, în timp ce nămolul activat în suspensie atinge, în general, o DBO de efluent mai scăzută, cu un control mai strict al procesului.

Ce valoare SVI indică nămol activ sănătos?

Tratați 70 până la 150 ml/g ca o bandă sănătoasă. Între 150 și 200 nămolul este în derivă și limpezitorul trebuie supravegheat din oră; peste 200 ml/g, vă aflați în teritoriu de volum și pierderile de solide sunt probabil în câteva zile.

Cât durează pornirea unui sistem cu nămol activ?

Semănarea cu 10 până la 20% din MLSS de proiectare de la o fabrică învecinată scurtează de obicei punerea în funcțiune la două până la trei săptămâni. Fără nămol de semințe, așteptați patru până la șase săptămâni înainte de îndepărtarea stabilă și mai mult în apă rece.

Nămolul activ poate trata apele uzate industriale de înaltă rezistență?

Da, cu condiția ca fluxul să fie egalizat, nutrienții sunt echilibrați la aproximativ 100:5:1 raportul DBO la azot și fosfor, iar sarcinile de șoc toxic sunt eliminate în amonte. Fabricile de produse chimice, textile, piele și hârtie rulează cu succes nămolul activ exact pe această bază.