Peenmullõhutussüsteemi jõudluse mõõtmine ja hindamine AAO protsessis suvel ja talvel
Enamik Hiina olmereoveepuhastiid (WWTP) kasutavad orgaanilise aine, lämmastiku, fosfori ja muude saasteainete eemaldamiseks reoveest aeroobseid bioloogilisi protsesse. Vees lahustunud hapnikuga varustamine (DO) on eelduseks mikroobide eluvajaduse ja ravi efektiivsuse säilitamiseks aeroobses bioloogilises protsessis. Järelikultõhutusseade on reovee aeroobse bioloogilise puhastuse tuum. Samal ajal on õhutussüsteem kapeamine energiat{0}}tarbiv ühikreoveepuhastites, moodustades45% kuni 75% kogu taimede energiatarbimisest. Lisaks töötingimustele mõjutavad õhutussüsteemi energiatarbimist sellised tegurid nagu reovee kvaliteet ja keskkonnatingimused. Enamikus Hiina piirkondades on neli aastaaega, rohkelt sademeid ja olulised hooajalised temperatuurikõikumised. Suvised vihmasajud lahjendavad reoveepuhastitesse sattunud saasteainete kontsentratsiooni, samas kui talvine madal temperatuur mõjutab mikroobide aktiivsust, mõjutades seeläbi heitvee kvaliteeti. Sissevoolu voolukiiruse ja kvaliteedi kõikumised seavad väljakutseid ka reoveepuhastite õhutussüsteemi täpsele juhtimisele. Ilma piisava mõistmiseta peenmullhajutite hapnikuülekande jõudluse muutustest ja nende hooldusest töö ajal ei saa peenmulliga õhutussüsteemide kõrge hapnikuülekande efektiivsuse (OTE) eelist täielikult ära kasutada, mis põhjustab energia raiskamist.
Praegu on kõige laialdasemalt kasutatav tüüppeene mulliga difuusor, mille jõudlus on otseselt seotud õhutussüsteemi töös kasutatava energiatarbimisega. Peenmullhajutite hapnikuülekande jõudluse mõõtmise meetodid hõlmavad staatilisi teste (nagu puhta vee test) ja dünaamilisi teste (nt gaasianalüüsi meetod). Staatiliste testide uurimine keskendub enamasti labori-skaala simulatsioonidele, samas kui dünaamilisi katsemeetodeid kirjeldatakse harva selliste tegurite tõttu nagu katsekoha nõuded ja välikatsete piirangud. Praegu on Hiina kehtestanud ainult puhta vee testimismeetodi asjakohased standardid. Tegeliku töötamise ajal mõjutavad difuusorite hapnikuülekande jõudlust sellised tegurid nagu sissevoolu kvaliteet, muda omadused, töötingimused ja difuusori saastumine. Tegelik jõudlus erineb oluliselt puhta vee testi tulemustest, mis toob kaasa märkimisväärsed kõrvalekalded, kui kasutatakse puhta vee andmeid tegeliku õhuvarustuse vajaduse ennustamiseks. Tõhusate seiremeetodite puudumine aeratsioonisüsteemide energiatõhususe tagamiseks reoveepuhastusjaamades põhjustab energia raiskamist. Seetõttu on vaja mõõta ja hinnata difuusorite hapnikuülekande jõudlust tegeliku töötamise ajal, et suunata õhutusstrateegiaid õigeaegselt ja aidata saavutada õhutussüsteemide energiasäästu ja tarbimise vähendamist. See uuring võtabnäiteks munitsipaalreoveepuhastusjaamast Shanghais. Saasteainete kontsentratsiooni välimõõtmiste abil aeroobses paagis ja OTE varieerumismustreid peenmulliga õhutussüsteemi rajal suvel ja talvel mõõdeti ja hinnati süstemaatiliselt saasteainete eemaldamise tõhusust ja õhutussüsteemi jõudlust. Eesmärk on uurida hooajaliste muutuste mõju aeratsioonisüsteemi hapnikuülekande jõudlusele, pakkudes juhiseid reoveepuhastussüsteemide täpseks juhtimiseks ja energiasäästlikuks-tööks.
1. Materjalid ja meetodid
1.1 Reoveepuhasti tööülevaade
Shanghai munitsipaalreoveepuhastusjaamas kasutatakse protsesside kombinatsioonieeltöötlus + AAO protsess + süvakihtkiudfilter + UV desinfitseerimine. Thepuhastusvõimsus on 3,0×10⁵ m³/d. Reoveepuhasti põhiprotsessi voog on näidatud jooniselJoonis 1. Mõjutaja on eelkõigeolmereovesi, ja heitvesi vastab enne Jangtse jõkke suunamist A-klassi standardile "Saasteainete heitestandard munitsipaalreoveepuhastusjaamadesse" (GB 18918-2002). Hüdraulilised retentsiooniajad (HRT) selle tehase bioloogilise paagi anaeroobse paagi, anoksilise paagi ja aeroobse paagi jaoks on vastavalt 1,5 tundi, 2,7 tundi ja 7,1 tundi. Sisemise tagasivoolu suhe ja välise tagasivoolu suhe on mõlemad 100%. Muda vanust kontrollitakse 10-15 päeva vahel. Tehases on kokku 8 aeroobset tanki. Ühe aeroobse paagi mõõtmed on 116,8 m × 75,1 m × 7,0 m (P × L × K), mahuga 11 093 m³. Segavedeliku suspendeeritud tahke aine (MLSS) kontsentratsiooni kontrollitakse umbes 4 g/l juures. Põhi on varustatudUkraina Ecopolemeri polüetüleenist torukujulised peenmullhajutid, mõõtmetega 120 mm × 1000 mm (D × P). Õhu-ja-vee suhe on 5,7:1. Iga aeroobne paak koosneb 3 kanalist (tsoon 1, tsoon 2 ja tsoon 3). Tuginedes kanalites gaasivoolumõõturitega mõõdetud DO kontsentratsioonile, reguleeritakse üheastmeliste tsentrifugaalpuhurite (4 töökorras, 2 ooterežiimis) juhtlabasid nii, et DO kontsentratsioon aeroobses paagis oleks vahemikus 2-5 mg/l. Iga puhuri nimiõhuvoolukiirus on 108 m³/min, rõhk 0,06 kPa ja võimsus 160 kW. Iga kanalit juhitakse eraldi gaasivoolumõõturite abil. Koos DO lugemise tagasisidega juhitakse tegelikku õhuvarustust üheastmeliste tsentrifugaalpuhurite juhtlabade reguleerimisega, et hoida aeroobse paagi keskmine DO vahemikus 2–5 mg/l. Tehase projekteeritud sisse-/heitvee kvaliteet ja 2019. aasta sissevoolu kvaliteet on näidatudTabel 1.
1.2 Katsepunkti paigutus
Juulis (suvel) ja detsembris (talvel) viidi läbi kaks katset peenmull-aeratsioonisüsteemi hapnikuülekande jõudluse kohta tegelikes töötingimustes. Piki voolusuunda oli püstitatud 22 katsepunkti vastavalt aeroobse tanki kontrollportide asukohtadele. Kahe kõrvuti asetseva katsepunkti vaheline kaugus oli umbes 5 m, tsoonis 1, tsoonis 2 ja tsoonis 3 oli vastavalt 7, 7 ja 8 katsepunkti. Katsepunktide jaotus on näidatud jooniselJoonis 2. Peenmullhajutite tegelik OTE igas punktis arvutati hapnikusisalduse mõõtmisega veepinnalt väljuvas heitgaasis. Samal ajal mõõdeti DO kontsentratsiooni ja vee temperatuuri igas punktis mitme parameetriga veekvaliteedimõõturiga (HQ 30d, Hach, USA) ning saasteaine kontsentratsiooni igas punktis mõõdeti ja analüüsiti, et saada selle varieerumismuster mööda rada. KOK-i vältimiseksKrülekande käigus lagunevate proovide puhul filtreeriti piki aeroobset paaki võetud proovid enne mõõtmist kohapeal -.
1.3 Peenmullhajutite hapnikuülekande jõudluse mõõtmine tegelikes tingimustes
Peenmullhajutite hapnikuülekande jõudluse mõõtmiseks tegelikes tingimustes kasutati Shanghai elektrienergia ülikooli sõltumatult välja töötatud heitgaasi analüsaatorit, mis koosnes gaasikogumissüsteemist, gaasianalüüsisüsteemist ja signaalide muundamise süsteemist. Väljas-gaas koguti gaasipumba (KVP15-KM-2-C-S, Karier, Hiina) ja õhupuhastiga ning viidi analüüsimiseks elektrokeemilisse hapnikuandurisse (A-01, ITG, Saksamaa). Signaali muundamise süsteem muutis anduri väljundpinge signaali hapniku osarõhuks gaasis. Heitgaasi testimise käigus mõõdeti esmalt hapniku osarõhk välisõhus. Seejärel kinnitati õhupuhasti aeroobse paagi veepinnale heitgaaside kogumiseks ja hapniku osarõhu mõõtmiseks. Andmed registreeriti pärast väljundi stabiliseerumist 5 minuti jooksul. Heitgaasi analüsaatori abil saadud parameetrid hõlmasid hapniku osarõhku välisõhus ja heitgaasides, millest arvutati gaasifaasist segavedelikku üle kantud hapniku protsent, st peenmullide difuusori OTE.Võrrand (1).
Kus:
Y(O₂,õhku)- Hapniku osakaal õhus;
Y(O₂,gaas välja-)- Hapniku osakaal heitgaasis-;
AOTE- OTE väärtus.
Väljas{0}}gaasi analüsaatoriga mõõdetud OTE-d korrigeeriti DO, temperatuuri ja soolsuse suhtes, et saada standardtingimustes reovees oleva peenmullhajuti standardne OTE (SOTE), naguVõrrand (2). Küllastunud DO arvutamine vees on näidatudVõrrand (3).
Kus:
θ- Temperatuuri paranduskoefitsient, 1,024, ilma mõõtmeteta;
ASOTE- SOTE väärtus;
- Segavedeliku soolsuse koefitsient (arvutatud segavedelikus lahustunud tahkete ainete koguarvu põhjal), ilma mõõtmeteta, tavaliselt võetakse 0,99;
- Hapniku ülekande efektiivsuse suhe heitvees ja puhta vee tingimustes, dimensioonita;
C - DO kontsentratsioon vees, mg/L;
CS,T- Küllastunud DO kontsentratsioon vees temperatuuril T, mg/L;
CS,20- Küllastunud DO kontsentratsioon vees temperatuuril 20 kraadi , mg/L;
T- Veetemperatuur, kraad .
1.4 Aeratsioonisüsteemi energiatarbimise arvutusmeetod
Aeroobse paagi teoreetiline hapnikutarve arvutati aktiivmudamudeli (ASM) järgi. Hapnikuvajadus arvutati KHT aluselKrja ammoniaaklämmastiku eemaldamise tulemused, et määrata aeroobse paagi kogu hapnikutarve (TOD), naguVõrrand (4).
Kus:
MTOD- TOD väärtus, kg O₂/h;
Q- Sissevoolu voolukiirus, m³/d;
ΔCCODCr- Erinevus sissevoolu ja heitvee KHT Cr kontsentratsiooni vahel, mg/L;
ΔCAmmoniaaklämmastik- Erinevus sisse- ja väljavoolu ammoniaaklämmastiku kontsentratsiooni vahel, mg/L; 4,57 on ammoniaaklämmastiku teisendustegur NO₃⁻-N-ks.
Peenmull-aeratsioonisüsteemi hapnikuvarustuse kiirus arvutatakse järgmiseltVõrrand (5).
Kus:
MOTR- Tegeliku hapnikuvarustuse kiiruse väärtus, kg O₂/d;
QAFR- Õhuvoolukiirus, m³/h;
ŷO₂- Hapniku massiosa õhus, 0,276.
Ventilaatori võimsus määratakse ventilaatori tegeliku õhuvarustuse kiiruse ja väljalaske rõhu järgi, mis omakorda määratakse sisselaske rõhu, torustikus oleva õhu rõhukadu, õhumullide hajuti enda rõhukadu ja staatilise vee rõhu järgi paagi põhjas, naguVõrrand (6).
Kus:
ρõhku- Õhutihedus, g/l, 1,29 g/L;
N - Ventilaatori võimsus, kW;
R- Universaalne gaasikonstant, 8,314 J/(mol·K);
Tõhku- Atmosfääri temperatuur, kraad ;
B- Ventilaatori teisenduskoefitsient on 29,7;
- Gaasi erisoojussuhe, võetud konstantseks 0,283;
η- Mootori ja puhuri kombineeritud kasutegur, võetud konstantseks 0,8;
Pi- Ventilaatori sisselaskerõhk, Pa;
Z- Sukelveerõhk difuusoril, Pa;
Pkaotus- Peenmullhajuti enda rõhukadu, Pa;
hL- Õhu rõhukadu torujuhtmes, Pa.
Katsetingimustes on vette kantud hapniku kogus difuusori tarbitud elektrienergia ühiku kohta [kg/(kW·h)] standardne õhutõhusus (SAE), naguVõrrand (7). SAE väärtust saab kasutada peenmullhajuti tegeliku kasutusefektiivsuse hindamiseks.
Kus:
ASAE- SAE väärtus.
1.5 Tavalised indikaatorite mõõtmismeetodid
Segavedeliku proovid filtriti läbi kvalitatiivse filterpaberi. Lahustuv CODKr(SCODKr), ammoniaaklämmastik, NO3--N ja TP mõõdeti riiklike standardmeetoditega.
2. Tulemused ja arutelu
2.1 Saasteainete eemaldamise tõhusus
Peamiste saasteainete mõjukvaliteet reoveepuhastusjaamas suvel ja talvel on näidatudJoonis 3. Keskmised töötluse voolukiirused suvel ja talvel olid vastavalt 3,65×10⁵ m³/d ja 3,13×10⁵ m³/d.Suvine mõju CODKrja ammoniaaklämmastiku kontsentratsioonid olid (188,38 ± 52,53) mg/L ja (16,93 ± 5,10) mg/L, vastavalt.Talvine mõju KHTKrja ammoniaaklämmastiku kontsentratsioonid olid (187,94 ± 28,26) mg/L ja (17,91 ± 3,42) mg/L, vastavalt. Suurema suve sademete tõttu hakkab reoveepuhasti töötama "suure hüdraulilise koormuse - madala saasteainete koormuse" režiimis. Hüdraulilise koormuse suurenemine lühendab süsteemi HRT, vähendades reaktsiooniaega bioloogilises paagis ja mõjutades saasteainete eemaldamist. Madal reoveepuhastusjaamadesse sattunud saasteainete koormus võib kergesti viia liiga väikese mudakoormuseni, põhjustades üle-õhutamist ja muda lagunemist. Reoveepuhastid peaksid õigeaegselt reguleerima muda laadimist ja õhu juurdevoolu kiirust, et leevendada vähese saastekoormusega toimimise mõju.Suvine veetemperatuur oli (27,32 ± 1,34) kraadi, oluliselt kõrgem kui talvine temperatuur (17,39 ± 0,75) kraadi.. Temperatuur on üks olulisi tegureid, mis mõjutab süsteemi saasteainete eemaldamise võimet. Filamentsete bakterite taluvus on kõrgem kui flok-moodustavatel bakteritel, mistõttu nad kalduvad vohama madalal temperatuuril{3}}, põhjustades muda kogunemist. Madalamad temperatuurid vähendavad ka mikroorganismide ensüümide aktiivsust aktiivmudas, vähendades substraadi lagunemiskiirust ja endogeense hingamise kiirust, mis vähendab saasteainete eemaldamise efektiivsust. Reoveepuhastid võivad võtta meetmeid, näiteks suurendada muda vanust ja MLSS-i bioloogilises mahutis, et leevendada madala temperatuuri negatiivset mõju saasteainete eemaldamisele. Kuna talvel on hüdrauliline koormus väiksem kui suvel, pikendatakse aeroobse paagi HRT-d piisava aeratsiooniga veidi, kompenseerides madala temperatuuri negatiivset mõju nitrifikatsioonile. Seetõttu vastas heitvee kvaliteet nii suvel kui talvel A-klassi standardile GB 18918-2002.
2.2 Saasteainete vormide varieerumismustrid mööda aeroobset paaki
Katsepäevadelmõjutav SCODKrkontsentratsioonid suvel ja talvel olid vastavalt 186,76 mg/L ja 248,42 mg/L ning ammoniaaklämmastiku kontsentratsioonid 22,05 mg/L ja 25,91 mg/L, vastavalt. Võimalik, et kombineeritud kanalisatsiooni ülevoolu ja põhjavee imbumise tõttu oli sissevoolu kvaliteet madalam projekteerimisväärtustest. Saasteainete varieerumine piki aeroobset paaki on näidatud jooniselJoonis 4.
Fosfori vabanemise tõttu anaeroobses paagis, denitrifikatsioonis anoksilises paagis ja lahjendamisel muda tagasivooluga vähenes saasteaine kontsentratsioon enne aeroobsesse paaki sisenemist oluliselt. SCODKrkontsentratsioonid aeroobse paagi sisselaskeava juures olid suvel ja talvel vastavalt 30,32 mg/L ja 52,48 mg/L ning ammoniaaklämmastiku kontsentratsioonid olid vastavalt 3,90 mg/L ja 4,62 mg/L. TN-i kontsentratsioonid aeroobse paagi sisselaskeava juures suvel ja talvel olid vastavalt 4,86 mg/L ja 6,16 mg/L, langedes heitvees veidi 4,46 mg/L ja 5,70 mg/L-ni, mis näitab aeroobse paagis toimuva samaaegse nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooni suhteliselt väikest osakaalu. SCODKrkontsentratsioon vähenes oluliselt 1. tsoonis, suvel ja talvel vastavalt 19,36 mg/L ja 30,20 mg/L; ammoniaaklämmastiku kontsentratsioon vähenes 1,75 mg/L ja 2,80 mg/L-ni. Saasteainete kontsentratsiooni langustrend aeglustus tsoonis 2, mis näitab, et väikemolekulaarne orgaaniline aine oli täielikult lagunenud ja nitrifikatsioon oli lõppenud. Saasteainete kontsentratsioon 2. tsooni lõpus vastas juba heitvee väljalaske normile. Saasteainete kontsentratsioon jäi tsoonis 3 peaaegu muutumatuks, kuid DO väärtus segavedelikus tõusis, mis näitab, et suurem osa selles tsoonis tarnitud hapnikust lahustus muda segavedelikus ja seda ei kasutatud KHT jaoks.Kroksüdatsioon ja ammoniaagi oksüdatsioon. Heitvesi SCODKraeroobse paagi kontsentratsioonid suvel ja talvel olid vastavalt 15,36 mg/L ja 26,51 mg/L ning heitvee ammoniaaklämmastiku kontsentratsioonid olid vastavalt 0,17 mg/L ja 0,50 mg/L.Suurem ammoniaaklämmastiku eemaldamise kiirus suvel oli tingitud kõrgemast veetemperatuurist, mis suurendas mikroorganismide nitrifikatsiooni{0}}denitrifikatsiooni. Zhang Tao jt. leidis sellemadalad talvised temperatuurid vähendavad ammoniaaki{0}}oksüdeerivate bakterite ja nitritit-oksüdeerivate bakterite arvukust, vähendades ammoniaaklämmastiku eemaldamise kiirust reoveepuhastites.
2.3 Väljalülitatud-Aeroobse paagi gaasitesti tulemused
Peenmull-aeratsioonisüsteemi hapnikuülekande jõudluse välitestid viidi läbi aeroobses mahutis suvel ja talvel, kasutades heitgaasi analüsaatorit. Tulemused on näidatudJoonis 5. DO kontsentratsioon aeroobses paagis suurenes järk-järgult voolu suunas. DO kontsentratsioon segavedelikus oleneb difuusorite (st OTR) poolt gaasifaasist vedelasse faasi viidava hapniku kogusest ja mikroorganismide poolt tarbitavast hapnikust (st OUR). Substraati on aeroobse paagi esiosas rohkesti ja mikroorganismid vajavad substraadi lagundamiseks rohkem hapnikku. Seetõttu oli DO kontsentratsioon madalaim tsoonis 1 nii suvel kui talvel, vastavalt (1,54 ± 0,22) mg/l ja (1,85 ± 0,31) mg/l. DO kontsentratsioon tõusis 2. tsoonis vastavalt (2,27 ± 0,45) mg/l ja (2,04 ± 0,13) mg/l. 3. tsoonis oli DO kontsentratsioon vastavalt (4,48 ± 0,55) mg/l ja (4,53 ± 1,68) mg/l. DO varieerumismuster mööda rada on kooskõlas saasteainete kontsentratsiooniga. Orgaanilise aine lagunemine ja nitifitseerimine viidi põhimõtteliselt lõpule tsoonis 2. Orgaanilise aine sisaldus tsoonis 3 on madalam, mis vähendab hapnikuvajadust, mille tulemusel hapnikku ei kasutata täielikult ära ja see hoitakse veefaasis DO-na, mistõttu DO kontsentratsioon tõuseb liiga kõrgele tasemele. Keskmine DO 3. tsoonis oli märkimisväärselt kõrgem kui 2,0 mg/l, mis viitab aeroobse paagi otsa üleaeratsioonile. Aktiivmuda endogeenne hingamine vähendab muda aktiivsust ja võib kergesti põhjustada muda täitumist, raiskades samas ka energiat. Liiga kõrge DO kontsentratsioon aeroobse paagi otsas põhjustab ka suurema DO kontsentratsiooni tagasivooluvedelikus, mis mitte ainult ei suurenda DO kontsentratsiooni, mis siseneb anoksilisse paaki välise tagasijooksu kaudu, vaid vähendab ka saadaoleva COD Cr kogust, vähendades seeläbi denitrifikatsiooni efektiivsust. Seetõttu on õhutusenergia tarbimise säästmiseks soovitatav 3. tsoonis õhuvarustust vähendada, säilitades vaid vajaliku segamise intensiivsuse.
Nagu näidatudJoonis 5, on suve ja talve vahelisel tegelikul töötamisel erinevates kanalites difuusorite hapnikuülekande jõudluses olulisi erinevusi. Talvel mõõdetud keskmine OTE oli 9,72%, madalam suvel mõõdetud tulemusest (16,71%). Seda seetõttu, etvee temperatuuri langus vähendab mikroorganismide aktiivsust reoveepuhasti aeroobses mahutis, mille tulemuseks on madalam hapniku kasutusmäär. Pärast temperatuuri, soolsuse ja DO korrigeerimist olid keskmised SOTE väärtused suvel ja talvel vastavalt 17,69% ja 14,21%. Suvine SOTE oli veidi kõrgem kui talvel, võib-olla sellepärastpikaajaline operatsioon suurendab difuusori saastumist, blokeerib poorid ja vähendab difuusori hapnikuülekande jõudlust.
2.4 Aeroobse tanki õhutussüsteemi energia optimeerimise potentsiaali analüüs
Vastavalt võrranditele (3) ja (4) arvutati aeroobse paagi iga kanali hapnikutarve, hapnikuvarustuskiirus ja puhuri võimsus suvel ja talvel, nagu on näidatudTabel 2. Aeroobse paagi kogu hapnikutarve talvel oli umbes 34,91% suurem kui suvel, mis oli tingitud suuremast sissevoolu KHT-st.Krja ammoniaaklämmastiku saasteainete koormus talvel võrreldes suvega. Hapnikuvajadus aeroobse paagi igas tsoonis väheneb, kuna sissevoolu saasteained lagunevad mööda rada. Tsoonis 1 on kõrgeim saasteainete kontsentratsioon ja piisav substraat, mille tulemuseks on kõrgem mikroobide aktiivsus, seega on selle hapnikuvajadus suurim. Kuna saasteained lagunevad pidevalt, väheneb hapnikuvajadus tsoonis 2 ja tsoonis 3 järk-järgult. Suvel moodustasid kolme tsooni hapnikutarbe proportsioonid vastavalt 72,62%, 21,65% ja 5,73% kogu aeroobse paagi hapnikuvajadusest. Talvel olid proportsioonid vastavalt 72,84%, 24,53% ja 2,63%. Tavalistes aktiivmudareaktorites on esiosa hapnikutarve 45%-55%, keskmise sektsiooni 25%-35% ja tagumise sektsiooni 15%-25%. Töötlemiskoormus selle aeroobse paagi otsas on tavapärastest väärtustest madalam. Esiotsa õhuvarustust saab vastavalt vähendada, võimaldades mõnede saasteainete lagunemist tagumistes osades.
Võrreldes suvega,talvel on bioloogilise puhastusprotsessi hapnikutarve suurem ja peenmulliga õhutussüsteemi hapnikuülekande efektiivsus madalam, mis toob kaasa suurema õhuvarustuse vajaduse. Reoveepuhasti tööandmetel olid summaarsed puhuri õhu juurdevooluhulgad suvel ja talvel vastavalt 76,23 m³/h ja 116,70 m³/h. Õhuvarustus oli kõrgeim tsoonis 1, samas kui õhuvarustus tsoonis 2 ja tsoonis 3 oli sarnane, kuid madalam kui tsoonis 1. Suvine hapnikuvarustus oli hapnikuvajadusest 38,99% kõrgem, mis näitab märkimisväärset energiasäästupotentsiaali. Hapnikuvarustus nii tsoonis 2 kui ka tsoonis 3 ületas tegeliku hapnikuvajaduse. Talvine hapnikuvaru oli hapnikuvajadusest 7,07% suurem. Hapniku pakkumine ja nõudlus tsoonis 1 ja tsoonis 2 sobitati, samas kui tsoonis 3 toimus üle-aeratsioon. Ventilaatori võimsus on võrdeline õhuvarustuse kiirusega, nagu valemis (6). Puhurite võimsustarve suvel ja talvel oli vastavalt 85,21 kW ja 130,44 kW. Henkel soovitab sedaõhutemperatuuri tõus vähendab õhutussüsteemides puhurite võimsust. Vastuseks hapnikuvajaduse erinevustele erinevate kanalite vahel peaksid reoveepuhastid võtma vastavaid õhutuse reguleerimise meetmeid, näiteks aeratsiooni vähendamist. See võib hõlmata õhuvarustuse harutorude täielikku avamist esiotsas, keskmises otsas olevate torude avamist pooleldi ja harutorude reguleerimist otsas minimaalse avani.säästa õhuvarustust ja aeratsiooni energiatarbimist.
Täiendavalt kvantifitseerides peenmullhajutite tegelikku kasutustõhusust, oli standardne õhutusefektiivsus (SAE) aeroobses paagis suvel 2,57 kg O₂/kW·h, mis on 32,29% kõrgem kui talvel. Suvise ja talvise sissevooluvee kvaliteedi, koguse ja temperatuuri erinevused põhjustavad olulisi erinevusi reoveepuhastusjaama aeratsioonisüsteemi töös ja juhtimises. Energia raiskamine oli suvel suurem kui talvel ja aeratsioonisüsteem saavutas talvel parema pakkumise-nõudluse tasakaalu. Arvestades sissevoolu kiirust ja kvaliteeti,õhuvarustust võiks suvel asjakohaselt vähendadatagades samal ajal heitvee kvaliteedi ja piisava segunemise aeroobses mahutis. Talvel tuleks suure sissevoolu saasteainete koormuse ja madala temperatuuri mõju leevendamiseks tagada piisav õhutus. Siiski on oluline märkida, et pikaajalisel-töötamisel kogunevad saasteained difuusorite pinnale ja pooride sisemusse, ummistades poorid järk-järgult ning hapnikuülekande efektiivsus väheneb. Kui difuusorit ei puhastata õigeaegselt, võib see põhjustada õhutussüsteemi ebapiisava hapnikuvarustuse, mis mõjutab heitvee kvaliteeti.
Reoveepuhasti kasutab DO{0}}puhuri õhuvoolu juhtimise strateegiat. Aeratsiooni juhtimissüsteemi eesmärk on tagada aeroobse paagi mikroorganismidele stabiilne DO keskkond ja tagada heitvee vastavus. DO tagasiside mehhanism üksi ei saa aga hinnata õhutussüsteemi energiasäästupotentsiaali. Aeratsioonisüsteemi hapnikuülekande jõudluse välitestimine võimaldab täpselt arvutada õhutussüsteemi tegeliku hapnikuvarustuse kiiruse ja kirjeldab selle varieerumismustrit piki rada. Koos hapnikuvajaduse andmetega võimaldab see õhutussüsteemi täpselt juhtida, et saavutada pakkumise-nõudluse tasakaal ning energia säästmise ja tarbimise vähendamise eesmärk.
3. Järeldus
- Kõrgem suvine veetemperatuur suurendab mikroobide nitrifikatsiooni aktiivsust ja denitrifikatsiooni, mille tulemuseks on suurem KHT Cr ja ammoniaaklämmastiku sisaldus talvel võrreldes suvega. Kuid tänu madalamale hüdraulilisele koormusele talvel kui suvel, kompenseerib aeroobse paagi pikendatud HRT ja piisav aeratsioon madala temperatuuri negatiivse mõju nitrifikatsioonile. Seetõttu vastas heitvee kvaliteet nii suvel kui talvel A-klassi standardile GB 18918-2002.
- Võrreldes suvega on talvel bioloogilise puhastusprotsessi hapnikutarve suurem, peenmulliga õhutussüsteemi hapnikuülekande efektiivsus madalam, mis toob kaasa suurema vajaliku õhuvarustuse kiiruse ja madalama õhutamise efektiivsuse.
- Hapnikuvaru oli suvel ja talvel vastavalt 38,99% ja 7,07% suurem kui hapnikuvajadus, mis viitab suuremale energiasäästupotentsiaalile suvel. Saasteainete kontsentratsioon väheneb järk-järgult piki aeroobset paaki, jäädes lõpus peaaegu konstantseks, samas kui DO kontsentratsioon lõpus on palju suurem kui esiosas. See näitab, et suurem osa lõpus tarnitud hapnikust lahustub muda seguvedelikus ja seda ei kasutata KHT jaoksKroksüdatsiooni ja ammoniaagi oksüdatsiooni, mis viitab üle-aeratsioonile. Seetõttu saab aeroobse paagi otsas olevat õhuvarustust vastavalt vähendada, tagades samas heitvee kvaliteedi ja piisava segunemise.