Время гидравлического удержания (HRT) относится к среднему времени пребывания сточных вод в очистных сооружениях согласно письменному языку. Проще говоря, это время, которое проходят сточные воды от входа в очистное сооружение до выхода из него. Обычный метод расчета заключается в разделении эффективного объема очистного сооружения на количество сточных вод, поступающих в сооружение в единицу времени.
HRT=Эффективный объем реактора V / Объем воды, перерабатываемый в единицу времени Q
Поэтому, когда мы строим сооружение, мы должны полностью учитывать ежедневный объем очистки, концентрацию загрязняющих веществ и требования, которые необходимо достичь после очистки.
Объем обработки определяет размер бассейна. Концентрация загрязняющих веществ влияет на время и условия, необходимые для реакции. Высокие концентрации могут потребовать более длительного времени реакции или более сложных процессов очистки, что требует больших объемов бассейна или более эффективного перемешивания, аэрации и других средств для обеспечения полной реакции.
Различные показатели качества воды в стоках определяют выбранный процесс очистки и конструктивные параметры резервуара, такие как время гидравлического удержания и нагрузка ила.
Конечно, в наших реальных производственных операциях на время гидравлического удержания также влияет множество других факторов. Например, качество и количество поступающей воды, сезонные изменения температуры.
- Влияние температуры на ЗГТ
Температура влияет на активность микроорганизмов. При низких температурах снижается скорость метаболизма микроорганизмов, которая летом может снижаться до менее 50% активности, что приводит к увеличению примерно в 1,5 раза необходимой ЗГТ для поддержания той же эффективности лечения.
- Влияние качества поступающей воды на ЗГТ
Высокие концентрации загрязняющих веществ требуют более длительной ЗГТ, чтобы обеспечить достаточное время биоразложения.
- Влияние соотношения питательных веществ (C:N:P) на ЗГТ
Несбалансированное соотношение питательных веществ будет подавлять рост микроорганизмов и влиять на эффективность очистки сточных вод. Например, низкое соотношение C:N может привести к ограниченной нитрификации, которую необходимо компенсировать увеличением ЗГТ, чтобы обеспечить эффективное удаление азота.
- Влияние pH на ЗГТ
Соответствующий диапазон pH может повысить метаболическую активность микроорганизмов, тем самым снижая необходимую ЗГТ. Напротив, неподходящее значение pH снизит микробную активность и увеличит требования к ЗГТ. Например, изменение значения pH от 7,5 до 6,5 может увеличить HRT процесса нитрификации примерно на 20%, поскольку нитрифицирующие бактерии более чувствительны к изменениям pH.
- Влияние токсических веществ на ЗГТ
Присутствие тяжелых металлов или токсичных органических соединений в поступающей жидкости будет подавлять микробную активность и увеличивать требования к ЗГТ.
Итак, какое влияние окажет время гидравлического удерживания на наш процесс?
Сначала перечислим несколько возможных последствий слишком короткой ЗГТ:
а. Плохой эффект очистки: недостаточно времени для контакта сточных вод и реакции с микроорганизмами, что приводит к недостаточному удалению загрязняющих веществ, таких как органические вещества, азот и фосфор, и к трудностям в соблюдении стандартов качества сточных вод.
б. Ограниченный рост микробов: микроорганизмам не хватает времени для поглощения питательных веществ и осуществления метаболической деятельности, что может повлиять на их рост и размножение, тем самым снижая биологическую активность и стабильность системы очистки.
в. Трудное приручение ила: оно не способствует приручению и адаптации микробных сообществ, и трудно сформировать доминирующие бактериальные сообщества, которые адаптируются к определенному качеству воды.
д. Слабая ударопрочность: способность системы очистки справляться с такими воздействиями, как колебания качества и объема поступающей воды, снижается, и может возникнуть нестабильная работа.
е. Увеличение нагрузки на последующую очистку: из-за недостаточной предварительной очистки в установку последующей очистки попадает больше загрязняющих веществ, что увеличивает сложность и стоимость последующей очистки.
ф. Не способствует образованию и стабильности биопленки: в процессе лечения с использованием метода биопленки слишком короткое время гидравлического удерживания может не позволить биопленке полностью вырасти и созреть, что повлияет на ее лечебный эффект.
г. Влияние на реакцию химических агентов: если есть ссылка на добавление химических агентов для обработки, слишком короткое время гидравлического удерживания может привести к неравномерному смешиванию агента и сточных вод, недостаточной реакции и снижению эффекта использования агента.
Последствиями слишком длительной ЗГТ могут быть:
а, чрезмерный рост микроорганизмов в системе, слишком длительная ЗГТ может вызвать старение и набухание ила, снизить седиментационные характеристики ила и повысить концентрацию взвешенных веществ (ВВ) в сточных водах. Взаимосвязь между возрастом ила (SRT) и HRT показывает, что SRT должна быть как минимум в 2-3 раз больше HRT, чтобы поддерживать активность ила. Конечно, короткое продление времени гидравлического удержания обычно не вызывает слишком большого негативного воздействия, поскольку система очистки обладает определенной буферностью и адаптируемостью.
б. Увеличивается время удерживания сточных вод в аэротенке. Если интенсивность аэрации не отрегулирована соответствующим образом, легко вызвать чрезмерную аэрацию. Потребляйте больше электроэнергии и увеличивайте эксплуатационные расходы. Сделайте структуру хлопьев осадка рыхлой, что не способствует последующей седиментационной обработке.
в. Увеличение инфраструктуры и эксплуатационных расходов. Для достижения чрезмерно длительного времени гидравлического удержания может потребоваться строительство очистных резервуаров большего объема, что увеличивает инвестиции в инфраструктуру. Это также означает более высокое потребление энергии и затраты на техническое обслуживание.
д. Анаэробная среда разрушается: если время удерживания слишком велико, кислород может попасть в область, которая должна была находиться в анаэробной среде, влияя на процесс высвобождения фосфора полифосфатными бактериями, тем самым уменьшая эффект удаления фосфора. Это также может привести к разрастанию других микроорганизмов, конкуренции с полифосфатными бактериями за ограниченные питательные вещества и жизненное пространство, повлиять на рост и метаболизм полифосфатных бактерий и снизить эффективность удаления фосфора.
е. Анаэробная ферментация осадка: слишком длительное время может вызвать анаэробную ферментацию осажденного ила, образование метана и других газов, всплывание осадка и повлиять на эффект осаждения.
ф. Неисправность химического агента: Если в процессе осаждения используются химические агенты, слишком длительное время гидравлического удерживания может привести к разложению агента или реакции с другими веществами и выходу его из строя, влияя на эффект осаждения.
г. Дисбаланс питательных веществ. Питательные вещества в сточных водах могут потребляться чрезмерно, что приводит к дисбалансу соотношения питательных веществ, необходимых для роста микробов, что не способствует нормальному обмену веществ и размножению микроорганизмов.
Обычно мы используем следующие методы для продления времени гидравлического удержания.
Уменьшите количество воды, подлежащей очистке. Это более прямой путь, но он может повлиять на эффективность и масштаб очистки.
Увеличьте объем реакционного резервуара. Путем расширения или обновления реакционного резервуара увеличьте его эффективный объем, тем самым продлевая время гидравлического удержания. Изменяя режим потока внутри реактора, например используя U-образную или многокамерную конструкцию, можно увеличить путь потока сточных вод внутри реактора, тем самым продлевая время HRT.
Отрегулируйте входной и выходной поток: Уменьшение входного потока или уменьшение выходного потока также может привести к увеличению времени гидравлического удержания. Когда время гидравлического удержания увеличивается за счет уменьшения выходного потока, а входной поток остается неизменным, уровень жидкости в бассейне будет повышаться. Это накладывает определенные требования к емкости резервуара. Если емкость резервуара слишком мала, увеличение уровня жидкости может вызвать ряд проблем, таких как увеличение риска перелива и нарушение нормальной работы системы очистки. Существуют также способы увеличения времени гидравлического удержания за короткое время путем регулирования коэффициента оплавления, но это обычно вызывает другие проблемы.
Правильное продление времени гидравлического удерживания в разумных пределах обычно полезно для удаления загрязняющих веществ. Это позволяет сточным водам иметь более достаточный контакт и время реакции с микроорганизмами, химическими веществами и т. д., что помогает улучшить разложение органических веществ и эффективность удаления азота и фосфора.
Например, для некоторых трудно поддающихся разложению органических веществ более длительное время гидравлического удерживания может увеличить вероятность их разложения; в процессе биологической денитрификации и удаления фосфора он также может обеспечить более благоприятные условия для роста и метаболизма микроорганизмов, тем самым улучшая эффект удаления азота и фосфора.
Время гидравлического удержания корпуса резервуара находится в обычных пределах:
- Анаэробный резервуар: 1-2 часов. Коагуляционный отстойник 1. 5 - 3 часов.
- Бескислородный резервуар: 2-4 часов. Регулирующий резервуар: 4 - 24 часов.
- Резервуар для дезинфекции: 0.5 - 2 часов.
- Волоконный фильтр: 0.5 - 1 час.
- Аэробный бак: 4-8 часов
- Резервуар для кислотной обработки: 4-6 часов,
- Отстойник песка: от 30 секунд до 2 минут.
Вышеуказанные данные предназначены только для справки. Фактическое значение HRT должно быть скорректировано в соответствии с конкретными характеристиками сточных вод, целями очистки и условиями окружающей среды, а также соответствовать соответствующим национальным и местным стандартам. При проектировании и эксплуатации очистных сооружений оптимизацию следует проводить с учетом реальных условий. Следует отметить, что это время является ориентировочным теоретическим значением и может нуждаться в корректировке в соответствии с реальными условиями реальной эксплуатации.