Meranie výkonu a hodnotenie jemného bublinkového prevzdušňovacieho systému v procese AAO počas leta a zimy
Väčšina komunálnych čistiarní odpadových vôd (ČOV) v Číne využíva aeróbne biologické procesy na odstránenie organických látok, dusíka, fosforu a iných znečisťujúcich látok z odpadových vôd. Dodávka rozpusteného kyslíka (DO) vo vode je nevyhnutným predpokladom pre udržanie potreby mikrobiálneho života a účinnosti úpravy v aeróbnom biologickom procese. v dôsledku tohoprevzdušňovacia jednotka je jadrom aeróbneho biologického čistenia odpadových vôd. Zároveň je tu aj prevzdušňovací systémhlavná jednotka spotreby energie-v ČOV, účtovanie o45 % až 75 % celkovej spotreby energie rastlín. Spotrebu energie prevzdušňovacieho systému ovplyvňujú okrem prevádzkových podmienok aj faktory ako kvalita odpadových vôd a podmienky prostredia. Väčšina regiónov v Číne má odlišné štyri ročné obdobia, bohaté zrážky a výrazné sezónne teplotné výkyvy. Letné zrážky riedia koncentráciu znečisťujúcich látok v ČOV, zatiaľ čo nízke zimné teploty ovplyvňujú mikrobiálnu aktivitu, čím ovplyvňujú kvalitu odpadovej vody. Kolísanie prietoku a kvality prítoku tiež predstavuje výzvy pre presné riadenie prevzdušňovacieho systému v ČOV. Bez dostatočného pochopenia zmien v prenose kyslíka u jemnobublinových difúzorov a ich údržby počas prevádzky nemožno plne využiť výhodu vysokej účinnosti prenosu kyslíka (OTE) jemnobublinových prevzdušňovacích systémov, čo vedie k plytvaniu energiou.
V súčasnosti je najpoužívanejší typjemný bublinkový difúzor, ktorého výkon priamo súvisí s prevádzkovou spotrebou energie prevzdušňovacieho systému. Metódy merania prenosu kyslíka pomocou jemných bublinkových difúzorov zahŕňajú statické testy (ako je test čistej vody) a dynamické testy (ako je metóda analýzy-plynu). Výskum statických testov sa väčšinou zameriava na laboratórne-simulácie v mierke, zatiaľ čo dynamické testovacie metódy sa uvádzajú zriedkavo kvôli faktorom, ako sú požiadavky na testovacie miesto a obmedzenia testovania v teréne. V súčasnosti Čína zaviedla iba príslušné normy pre metódu testovania čistej vody. Počas skutočnej prevádzky je výkon prenosu kyslíka difúzormi ovplyvnený faktormi, ako je kvalita prítoku, charakteristiky kalu, prevádzkové podmienky a znečistenie difúzora. Skutočný výkon sa výrazne líši od výsledkov testov čistej vody, čo vedie k značným odchýlkam pri použití údajov o čistej vode na predpovedanie skutočnej potreby dodávky vzduchu. Nedostatok účinných metód monitorovania energetickej účinnosti prevzdušňovacích systémov v ČOV vedie k plytvaniu energiou. Preto je potrebné merať a vyhodnocovať výkon prenosu kyslíka difúzormi počas skutočnej prevádzky, aby bolo možné usmerniť včasné úpravy stratégií prevzdušňovania a pomôcť dosiahnuť úspory energie a zníženie spotreby v prevzdušňovacích systémoch. Táto štúdia trvámestská ČOV v Šanghaji ako príklad. Prostredníctvom terénnych meraní koncentrácie znečisťujúcich látok v aeróbnej nádrži a variačných vzorcov OTE pozdĺž dráhy jemnobublinového prevzdušňovacieho systému v lete a v zime sa systematicky merala a hodnotila účinnosť odstraňovania znečisťujúcich látok a výkonnosť prevzdušňovacieho systému. Cieľom je preskúmať vplyv sezónnych zmien na výkon prenosu kyslíka prevzdušňovacím systémom a poskytnúť návod na presné riadenie a energetickú-úspornú prevádzku prevzdušňovacích systémov pri čistení odpadových vôd.
1. Materiály a metódy
1.1 Prehľad prevádzky ČOV
Mestská ČOV v Šanghaji využíva kombináciu procesovpredúprava + AAO proces + hlboký vláknitý filter + UV dezinfekcia. Thekapacita spracovania je 3,0 × 10⁵ m³/d. Hlavný procesný tok ČOV je znázornený vObrázok 1. Vplyv je primárnedomáce splaškya odpadová voda pred vypustením do rieky Jang-c'-ťiang spĺňa normu stupňa A podľa "Štandardu vypúšťania znečisťujúcich látok pre čističky komunálnych odpadových vôd" (GB 18918-2002). Hydraulické retenčné časy (HRT) pre anaeróbnu nádrž, anoxickú nádrž a aeróbnu nádrž biologickej nádrže v tomto zariadení sú 1,5 hodiny, 2,7 hodiny a 7,1 hodiny. Pomer vnútorného refluxu a pomer vonkajšieho refluxu sú 100 %. Vek kalu sa kontroluje medzi 10-15 dňami. Závod má celkovo 8 aeróbnych nádrží. Jedna aeróbna nádrž má rozmery 116,8 m × 75,1 m × 7,0 m (D × Š × V) s objemom 11 093 m³. Koncentrácia suspendovaných tuhých látok v zmiešanom lúhu (MLSS) sa reguluje na približne 4 g/l. Spodná časť je vybavenáUkrajinské polyetylénové trubicové jemné bublinkové difúzory Ecopolemer, s rozmermi 120 mm x 1 000 mm (D x L). Pomer vzduchu-k-vode je 5,7:1. Každá aeróbna nádrž pozostáva z 3 kanálov (zóna 1, zóna 2 a zóna 3). Na základe koncentrácie DO meranej plynomermi v kanáloch sú vodiace lopatky jednostupňových odstredivých dúchadiel (4 funkčné, 2 pohotovostné) nastavené tak, aby sa koncentrácia DO v aeróbnej nádrži udržala medzi 2- 5 mg/l. Každé dúchadlo má menovitý prietok vzduchu 108 m³/min, tlak 0,06 kPa a výkon 160 kW. Každý kanál je riadený samostatne pomocou plynomerov. V kombinácii so spätnou väzbou odčítania DO je skutočný prívod vzduchu riadený nastavením vodiacich lopatiek jednostupňových odstredivých dúchadiel tak, aby sa priemerný DO v aeróbnej nádrži udržiaval medzi 2-5 mg/l. Navrhnutá kvalita prítoku/odtoku a kvalita prítoku v roku 2019 zariadenia sú zobrazené vTabuľka 1.
1.2 Usporiadanie testovacích bodov
V júli (leto) a decembri (zima) sa uskutočnili dva testy prenosu kyslíka jemnobublinového prevzdušňovacieho systému v skutočných prevádzkových podmienkach. V smere prúdenia bolo zriadených 22 testovacích bodov podľa umiestnení kontrolných otvorov aeróbneho tanku. Vzdialenosť medzi dvoma susednými testovacími bodmi bola približne 5 m, pričom v zóne 1, zóne 2 a zóne 3 bolo 7, 7 a 8 testovacích bodov. Rozloženie testovacích bodov je znázornené vObrázok 2. Skutočná hodnota OTE jemných bublinkových difúzorov v každom bode bola vypočítaná meraním obsahu kyslíka v-plyne unikajúcom z vodnej hladiny. Súčasne sa merala koncentrácia DO a teplota vody v každom bode pomocou multi-merača kvality vody (HQ 30d, Hach, USA) a koncentrácia znečisťujúcich látok v každom bode sa merala a analyzovala, aby sa získal jej variačný vzor pozdĺž cesty. Aby sa zabránilo CHSKCrvo vzorkách z degradácie počas prenosu boli vzorky odobraté pozdĺž aeróbnej nádrže pred meraním filtrované na mieste-.
1.3 Meranie výkonu prenosu kyslíka jemnými bublinkovými difúzormi za skutočných podmienok
Na meranie prenosu kyslíka pomocou jemných bublinkových difúzorov v skutočných podmienkach sa použil analyzátor vypnutého plynu-, ktorý nezávisle vyvinula Shanghai University of Electric Power a ktorý pozostáva zo systému zberu plynu, systému na analýzu plynu a systému konverzie signálu. Plyn- sa zachytával pomocou plynového čerpadla (KVP15-KM-2-C-S, Karier, Čína) a digestora a privádzal sa do elektrochemického kyslíkového senzora (A-01, ITG, Nemecko) na analýzu. Systém konverzie signálu previedol výstupný napäťový signál snímača na parciálny tlak kyslíka v plyne. Počas testovania odpadových plynov sa najprv meral parciálny tlak kyslíka v okolitom vzduchu. Potom bol kryt pripevnený k vodnej hladine aeróbnej nádrže, aby sa zachytával odpadový plyn a meral sa jeho parciálny tlak kyslíka. Údaje sa zaznamenávali po stabilizácii výstupu počas 5 minút. Parametre získané pomocou analyzátora odpadových plynov zahŕňali parciálny tlak kyslíka v okolitom vzduchu a odpadovom plyne, z ktorého sa vypočítalo percento kyslíka preneseného z plynnej fázy do zmiešaného lúhu, tj OTE difúzora jemných bublín.rovnica (1).
kde:
Y(O₂,vzduchu)- Podiel kyslíka vo vzduchu;
Y(O₂,vypnutý-plyn)- Podiel kyslíka v-plyne;
AOTE- Hodnota OTE.
OTE namerané analyzátorom vypnutého-plynu sa korigovalo na DO, teplotu a slanosť, aby sa získal štandardný OTE (SOTE) difúzora jemných bublín v odpadovej vode za štandardných podmienok, ako napr.rovnica (2). Výpočet nasýteného DO vo vode je uvedený vrovnica (3).
kde:
θ- Korekčný koeficient teploty 1,024, bezrozmerný;
ASOTE- Hodnota SOTE;
- Koeficient slanosti pre zmesový lúh (vypočítaný na základe celkového množstva rozpustených pevných látok v zmesovom lúhu), bezrozmerný, zvyčajne sa berie ako 0,99;
- Pomer účinnosti prenosu kyslíka difúzorom v odpadovej vode k podmienkam čistej vody, bezrozmerný;
C - koncentrácia DO vo vode, mg/l;
CS,T- Koncentrácia nasýteného DO vo vode pri teplote T, mg/L;
CS,20- Koncentrácia nasýteného DO vo vode pri 20 stupňoch, mg/l;
T- Teplota vody, stupeň .
1.4 Metóda výpočtu spotreby energie prevzdušňovacieho systému
Teoretická spotreba kyslíka v aeróbnej nádrži bola vypočítaná podľa modelu aktivovaného kalu (ASM). Spotreba kyslíka bola vypočítaná na základe CHSKCra výsledky odstraňovania amoniakálneho dusíka na určenie celkovej spotreby kyslíka (TOD) aeróbnej nádrže, ako vrovnica (4).
kde:
MTOD- Hodnota TOD, kg O₂/h;
Q- Rýchlosť prítoku, m³/d;
ΔCCHSKCr- Rozdiel medzi koncentráciou CHSK Cr v prítoku a vo výtoku, mg/l;
ΔCAmoniakálny dusík- Rozdiel medzi koncentráciou amoniakálneho dusíka v pritekajúcej a odpadovej vode, mg/l; 4,57 je konverzný faktor pre amoniakálny dusík na NO₃⁻-N.
Rýchlosť prívodu kyslíka do systému prevzdušňovania jemných bublín sa vypočíta ako vrovnica (5).
kde:
MOTR- Hodnota skutočnej dodávky kyslíka, kg O₂/d;
QAFR- Prietok vzduchu, m³/h;
ŷO₂- Hmotnostný podiel kyslíka vo vzduchu, 0,276.
Výkon dúchadla je určený skutočnou rýchlosťou prívodu vzduchu dúchadla a výstupným tlakom, ktorý je zase určený sacím tlakom, tlakovou stratou vzduchu v potrubí, tlakovou stratou samotného jemného bublinkového difúzora a statickým tlakom vody承受 na dne nádrže, ako vrovnica (6).
kde:
ρvzduchu- Hustota vzduchu, g/l, braná ako 1,29 g/l;
N - Výkon ventilátora, kW;
R- Univerzálna plynová konštanta, 8,314 J/(mol·K);
Tvzduchu- Atmosférická teplota, stupeň ;
B- Prepočítavací koeficient ventilátora, braný ako 29,7;
- Špecifický tepelný pomer plynu, braný ako konštanta 0,283;
η- Kombinovaná účinnosť motora a ventilátora, braná ako konštanta 0,8;
Pi- Vstupný tlak ventilátora, Pa;
Z- Tlak ponorenej vody na difúzore, Pa;
Pstratu- Strata tlaku samotného difúzora jemných bublín, Pa;
hL- Strata tlaku vzduchu v potrubí, Pa.
V testovacích podmienkach je množstvo kyslíka preneseného do vody na jednotku elektrickej energie spotrebovanej difúzorom [kg/(kW·h)] štandardnou účinnosťou prevzdušňovania (SAE), ako vrovnica (7). Hodnotu SAE možno použiť na vyhodnotenie skutočnej účinnosti použitia difúzora jemných bublín.
kde:
ASAE- Hodnota SAE.
1.5 Metódy merania konvenčných indikátorov
Vzorky zmiešaného lúhu sa prefiltrovali cez kvalitatívny filtračný papier. Rozpustná CHSKCr(SCODCr), amoniakálny dusík, NO3--N a TP sa merali pomocou národných štandardných metód.
2. Výsledky a diskusia
2.1 Účinnosť odstraňovania znečisťujúcich látok
Kvalita vstupu hlavných znečisťujúcich látok v lete a v zime na ČOV je znázornená vObrázok 3. Priemerné prietoky čistenia v lete a v zime boli 3,65 x 105 m3/d a 3,13 x 105 m3/d.Letný prílev CODCra koncentrácie amoniakálneho dusíka boli (188,38 ± 52,53) mg/l a (16,93 ± 5,10) mg/l, resp.Zimný vplyv na CHSKCra koncentrácie amoniakálneho dusíka boli (187,94 ± 28,26) mg/l a (17,91 ± 3,42) mg/l, resp. Vyššie letné zrážky vedú k tomu, že ČOV pracuje v režime „vysoké hydraulické zaťaženie - nízke zaťaženie znečisťujúcimi látkami“. Zvýšenie hydraulického zaťaženia skracuje HRT systému, znižuje reakčný čas v biologickej nádrži a ovplyvňuje odstraňovanie škodlivín. Nízke zaťaženie pritekajúcimi znečisťujúcimi látkami v ČOV môže ľahko viesť k príliš nízkemu zaťaženiu kalom, čo spôsobí nadmerné-prevzdušňovanie a rozpad kalu. ČOV by mali včas upraviť zaťaženie kalom a rýchlosť prívodu vzduchu, aby sa zmiernil vplyv prevádzky s nízkym zaťažením znečisťujúcimi látkami.Letná teplota vody bola (27,32 ± 1,34) stupňa, výrazne vyššia ako zimná teplota (17,39 ± 0,75) stupňa. Teplota je jedným z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich schopnosť systému odstraňovať znečisťujúce látky. Tolerancia vláknitých baktérií je vyššia ako tolerancia vločiek-baktérií tvoriacich vločky, vďaka čomu sú náchylné na množenie v prostredí s nízkou teplotou-, čo spôsobuje hromadenie kalu. Nižšie teploty tiež znižujú enzýmovú aktivitu mikroorganizmov v aktivovanom kale, čím sa znižuje rýchlosť degradácie substrátu a rýchlosť endogénneho dýchania, čo vedie k zníženiu účinnosti odstraňovania znečisťujúcich látok. ČOV môžu prijať opatrenia ako zvýšenie veku kalu a MLSS v biologickej nádrži na zmiernenie negatívneho vplyvu nízkej teploty na odstraňovanie znečisťujúcich látok. Keďže hydraulické zaťaženie v zime je nižšie ako v lete, HRT v aeróbnej nádrži sa mierne predĺži dostatočným prevzdušnením, čím sa vyrovná negatívny vplyv nízkej teploty na nitrifikáciu. Preto kvalita odpadovej vody v lete aj v zime spĺňala štandard triedy A GB 18918-2002.
2.2 Variačné vzory foriem znečisťujúcich látok pozdĺž aeróbnej nádrže
V testovacích dňoch,vplyvný SCODCrkoncentrácie v lete boli 186,76 mg/l a v zime 248,42 mg/l a koncentrácie amoniakálneho dusíka boli 22,05 mg/l a 25,91 mg/l, resp. Pravdepodobne v dôsledku kombinovaného prepadu kanalizácie a infiltrácie podzemnej vody bola kvalita prítoku nižšia ako projektované hodnoty. Zmeny znečisťujúcich látok pozdĺž aeróbnej nádrže sú znázornené vObrázok 4.
V dôsledku uvoľňovania fosforu v anaeróbnej nádrži, denitrifikácie v anoxickej nádrži a riedenia spätným kalom sa koncentrácia znečisťujúcich látok pred vstupom do aeróbnej nádrže výrazne znížila. SCODCrkoncentrácie na vstupe aeróbnej nádrže v lete a v zime boli 30,32 mg/l a 52,48 mg/l a koncentrácie amoniakálneho dusíka boli 3,90 mg/l a 4,62 mg/l, v tomto poradí. Koncentrácie TN na vstupe aeróbnej nádrže v lete a v zime boli 4,86 mg/l a 6,16 mg/l, v uvedenom poradí, mierne klesli na 4,46 mg/l a 5,70 mg/l v odpadovej vode, čo naznačuje relatívne nízky podiel súčasnej nitrifikácie a denitrifikácie vyskytujúcej sa v aeróbnej nádrži. SCODCrkoncentrácia významne klesla v zóne 1 na 19,36 mg/l a 30,20 mg/l v lete a v zime, v uvedenom poradí; koncentrácia amoniakálneho dusíka klesla na 1,75 mg/l a 2,80 mg/l. Klesajúci trend koncentrácie znečisťujúcich látok sa v zóne 2 spomalil, čo naznačuje, že malomolekulárna organická hmota bola úplne degradovaná a nitrifikácia bola dokončená. Koncentrácia znečisťujúcich látok na konci zóny 2 už spĺňala normu vypúšťania odpadových vôd. Koncentrácia znečisťujúcich látok zostala takmer nezmenená v zóne 3, ale hodnota DO v zmesovom lúhu sa zvýšila, čo naznačuje, že väčšina kyslíka dodávaného v tejto zóne sa rozpustila v kalovej zmesovej kvapaline a nepoužila sa na CHSK.Croxidácia a oxidácia amoniaku. Odpadová voda SCODCrkoncentrácie z aeróbnej nádrže v lete a v zime boli 15,36 mg/l a 26,51 mg/l a koncentrácie amoniakálneho dusíka v odpade boli 0,17 mg/l a 0,50 mg/l, v tomto poradí.Vyššia rýchlosť odstraňovania amoniakálneho dusíka v lete bola spôsobená vyššou teplotou vody, ktorá zvyšuje nitrifikačnú-denitrifikačnú aktivitu mikroorganizmov. Zhang Tao a kol. zistil, ženízke zimné teploty znižujú množstvo čpavkových-baktérií oxidujúcich dusitany a dusitany-oxidujúcich baktérií, čím sa znižuje rýchlosť odstraňovania čpavkového dusíka v ČOV.
2.3 Vypnuté-Výsledky testu plynu pozdĺž aeróbnej nádrže
Terénne testy prenosu kyslíka pomocou jemnobublinového prevzdušňovacieho systému sa uskutočnili pozdĺž aeróbnej nádrže v lete a v zime pomocou analyzátora off{0}}plynu. Výsledky sú uvedené vObrázok 5. Koncentrácia DO v aeróbnej nádrži sa postupne zvyšovala v smere prúdenia. Koncentrácia DO v zmiešanom lúhu závisí od množstva kyslíka preneseného z plynnej fázy do kvapalnej fázy difúzormi (tj OTR) a kyslíka spotrebovaného mikroorganizmami (tj OUR). Substrát je bohatý na prednom konci aeróbnej nádrže a mikroorganizmy vyžadujú viac kyslíka na degradáciu substrátu. Preto bola koncentrácia DO najnižšia v zóne 1 v lete aj v zime, a to (1,54 ± 0,22) mg/l a (1,85 ± 0,31) mg/l. Koncentrácia DO vzrástla na (2,27 ± 0,45) mg/l a (2,04 ± 0,13) mg/l v zóne 2, v tomto poradí. V zóne 3 bola koncentrácia DO (4,48 ± 0,55) mg/l a (4,53 ± 1,68) mg/l. Vzorec variácie DO pozdĺž cesty je v súlade so vzorom koncentrácie znečisťujúcich látok. Degradácia organickej hmoty a nitifikácia boli v podstate dokončené v zóne 2. Obsah organickej hmoty v zóne 3 je nižší, čo znižuje spotrebu kyslíka, čo vedie k tomu, že kyslík nie je plne využitý a je skladovaný vo vodnej fáze ako DO, čo spôsobuje zvýšenie koncentrácie DO na nadmerne vysoké úrovne. Priemerná DO v zóne 3 bola výrazne vyššia ako 2,0 mg/l, čo naznačuje nadmerné prevzdušňovanie na konci aeróbnej nádrže. Endogénne dýchanie aktivovaného kalu znižuje aktivitu kalu a môže ľahko spôsobiť zväčšovanie kalu a zároveň plytvanie energiou. Príliš vysoká koncentrácia DO na konci aeróbnej nádrže tiež vedie k vyššej koncentrácii DO vo vratnom lúhu, čo nielen zvyšuje koncentráciu DO vstupujúceho do anoxickej nádrže cez externý reflux, ale tiež znižuje množstvo dostupného CHSK Cr, čím sa znižuje účinnosť denitrifikácie. Preto sa odporúča znížiť prívod vzduchu v zóne 3, zachovať len potrebnú intenzitu miešania, aby sa ušetrila spotreba energie na prevzdušňovanie.
Ako je uvedené vObrázok 5Existujú významné rozdiely vo výkonnosti prenosu kyslíka difúzormi v rôznych kanáloch počas skutočnej prevádzky medzi letom a zimou. Priemerný OTE nameraný v zime bol 9,72 %, čo je menej ako výsledok nameraný v lete (16,71 %). Je to pretopokles teploty vody znižuje aktivitu mikroorganizmov v aeróbnej nádrži ČOV, čo vedie k nižšej miere využitia kyslíka. Po korekcii na teplotu, salinitu a DO boli priemerné hodnoty SOTE v lete 17,69 % a v zime 14,21 %. Letný SOTE bol o niečo vyšší ako v zime, možno pretopredĺžená prevádzka zhoršené zanášanie difúzora, blokovanie pórov a zníženie výkonu difúzora pri prenose kyslíka.
2.4 Analýza potenciálu energetickej optimalizácie pre aeróbny systém prevzdušňovania nádrží
Podľa rovníc (3) a (4) sa vypočítala spotreba kyslíka, rýchlosť dodávky kyslíka a výkon ventilátora pre každý kanál aeróbnej nádrže v lete a v zime, ako je znázornené naTabuľka 2. Celková spotreba kyslíka v aeróbnej nádrži v zime bola o 34,91 % vyššia ako v lete, čo bolo spôsobené vyšším prítokom CHSK.Cra zaťaženie amoniakom a dusíkom v zime v porovnaní s letom. Spotreba kyslíka v každej zóne aeróbnej nádrže klesá, keď sa privádzané znečisťujúce látky degradujú pozdĺž cesty. Zóna 1 má najvyššiu koncentráciu znečisťujúcich látok a dostatok substrátu, čo vedie k vyššej mikrobiálnej aktivite, a preto je jej spotreba kyslíka najvyššia. Keďže znečisťujúce látky sú neustále degradované, spotreba kyslíka v zóne 2 a zóne 3 postupne klesá. V lete bola spotreba kyslíka v troch zónach 72,62 %, 21,65 % a 5,73 % celkovej spotreby kyslíka v aeróbnej nádrži. V zime boli podiely 72,84 %, 24,53 % a 2,63 %. V konvenčných reaktoroch s aktivovaným kalom je spotreba kyslíka v prednej časti 45 % - 55 %, v strednej časti 25 % - 35 % a v zadnej časti 15 % - 25 %. Záťaž na úpravu na konci tejto aeróbnej nádrže je nižšia ako bežné hodnoty. Prívod vzduchu v prednej časti by sa dal vhodne znížiť, čo by umožnilo degradáciu niektorých škodlivín v zadných častiach.
V porovnaní s letom,spotreba kyslíka v procese biologického čistenia v zime je vyššia a účinnosť prenosu kyslíka jemnobublinového prevzdušňovacieho systému je nižšia, čo vedie k vyššiemu požadovanému prívodu vzduchu. Podľa prevádzkových údajov ČOV bol celkový výkon dúchadla v lete 76,23 m³/h a 116,70 m³/h. Zásoba vzduchu bola najvyššia v zóne 1, zatiaľ čo zásoba vzduchu v zóne 2 a 3 bola podobná, ale nižšia ako v zóne 1. Zásoba kyslíka v lete bola o 38,99 % vyššia ako spotreba kyslíka, čo naznačuje značný potenciál-úspor energie. Dodávka kyslíka v zóne 2 aj v zóne 3 prekročila skutočnú spotrebu kyslíka. Zásoba kyslíka v zime bola o 7,07 % vyššia ako spotreba kyslíka. Dodávka a spotreba kyslíka v zóne 1 a zóne 2 sa zhodovali, zatiaľ čo v zóne 3 došlo k nadmernému prevzdušňovaniu. Výkon ventilátora je úmerný rýchlosti prívodu vzduchu, ako v rovnici (6). Príkon dúchadiel v lete bol 85,21 kW a v zime 130,44 kW. To naznačuje spoločnosť Henkelzvýšenie teploty vzduchu znižuje výkon dúchadiel v prevzdušňovacích systémoch. V reakcii na rozdiely v spotrebe kyslíka medzi rôznymi kanálmi by ČOV mali prijať zodpovedajúce opatrenia na úpravu prevzdušňovania, ako je zúžené prevzdušňovanie. To by mohlo zahŕňať úplné otvorenie odbočiek prívodu vzduchu na prednom konci, otvorenie tých na strednom konci do polovice a nastavenie odbočiek na konci na minimálny otvor, abyšetria spotrebu energie prívodu vzduchu a prevzdušňovania.
V ďalšom kvantifikácii skutočnej účinnosti použitia jemných bublinkových difúzorov, štandardná účinnosť prevzdušňovania (SAE) v aeróbnej nádrži v lete bola 2,57 kg O₂/kW·h, čo je o 32,29 % viac ako v zime. Rozdiely v kvalite, množstve a teplote pritekajúcej vody medzi letom a zimou spôsobujú značné odchýlky v prevádzke a riadení prevzdušňovacieho systému v ČOV. Plytvanie energiou bolo vážnejšie v lete ako v zime a prevzdušňovací systém dosiahol lepšiu rovnováhu ponuky-v zime. Vzhľadom na prietok a kvalitu prítoku,prívod vzduchu by sa dal v lete vhodne znížiťpri zabezpečení kvality odpadovej vody a primeraného premiešania v aeróbnej nádrži. V zime by sa na zmiernenie vplyvu vysokej záťaže privádzaných škodlivín a nízkej teploty malo zabezpečiť dostatočné prevzdušňovanie. Je však dôležité si uvedomiť, že počas-dlhodobej prevádzky sa na povrchu a vo vnútri pórov difúzorov hromadia škodliviny, ktoré postupne upchávajú póry a účinnosť prenosu kyslíka klesá. Ak čistenie difúzora nie je včasné, môže to viesť k nedostatočnému prísunu kyslíka prevzdušňovacím systémom, čo ovplyvňuje kvalitu odpadovej vody.
ČOV využíva stratégiu DO-riadenia prietoku vzduchu ventilátora. Cieľom systému riadenia prevzdušňovania je poskytnúť stabilné DO prostredie pre mikroorganizmy v aeróbnej nádrži a zabezpečiť súlad s odpadovou vodou. Samotný mechanizmus spätnej väzby DO však nedokáže posúdiť potenciál-úspor energie prevzdušňovacieho systému. Testovanie výkonu prenosu kyslíka prevzdušňovacím systémom v teréne umožňuje presný výpočet skutočnej rýchlosti prívodu kyslíka prevzdušňovacieho systému a opisuje jeho variáciu pozdĺž dráhy. V kombinácii s údajmi o spotrebe kyslíka to umožňuje presné riadenie prevzdušňovacieho systému, aby sa dosiahla rovnováha ponuky-požiadavky a cieľ úspory energie a zníženia spotreby.
3. Záver
- Vyššie letné teploty vody zvyšujú mikrobiálnu nitrifikačnú aktivitu a denitrifikáciu, čo má za následok vyšší výtok CHSK Cr a amoniakálneho dusíka v zime v porovnaní s letom. V dôsledku nižšieho hydraulického zaťaženia v zime ako v lete však predĺžená HRT v aeróbnej nádrži a dostatočné prevzdušnenie kompenzujú negatívny vplyv nízkej teploty na nitrifikáciu. Preto kvalita odpadovej vody v lete aj v zime spĺňala štandard triedy A GB 18918-2002.
- V porovnaní s letom je spotreba kyslíka v procese biologického čistenia v zime vyššia, účinnosť prenosu kyslíka jemnobublinového prevzdušňovacieho systému je nižšia, čo vedie k vyššej potrebnej rýchlosti prívodu vzduchu a nižšej účinnosti prevzdušňovania.
- Dodávka kyslíka v lete bola o 38,99 % a v zime o 7,07 % vyššia ako spotreba kyslíka, čo naznačuje väčší potenciál-úspor energie v lete. Koncentrácia znečisťujúcich látok postupne klesá pozdĺž aeróbnej nádrže, pričom na konci zostáva takmer konštantná, zatiaľ čo koncentrácia DO na konci je oveľa vyššia ako vpredu. To naznačuje, že väčšina kyslíka dodávaného na konci sa rozpúšťa v kalovej zmesovej kvapaline a nepoužíva sa na CHSKCroxidácia a oxidácia amoniaku, čo naznačuje nadmerné{0}}prevzdušňovanie. Preto môže byť prívod vzduchu na konci aeróbnej nádrže primerane znížený, pričom sa zabezpečí kvalita odpadovej vody a primerané premiešanie.