AOA süreci başladıktan sonra hangi parametreler en kritiktir? Bunları nasıl ayarlayabiliriz?
Mühendisler ve araştırmacılar arasında önemli bir fark vardır. Araştırmacılar parametreleri tek tek deneyebilir, koşulları ideal durumlarına göre kontrol edebilir ve mükemmel bir veri seti elde etmek için aylar harcayabilir. Mühendisler bunu yapamaz; devreye alma süresi yalnızca birkaç aydır, suyun günlük olarak eklenmesi gerekir ve atık suyun günlük olarak standartları karşılaması gerekir. Sistemi sınırlı bir süre içinde kararlı bir çalışma durumuna getirmelisiniz. Hangi değerleri ayarlayacağınızı ve hangi yönde ayarlama yapacağınızı bilmeniz gerekir.
AOA'nın parametre sistemi geleneksel AAO'nunkinden farklıdır – AAO parametreleri "çoklu-birleşiktir"; dahili geri akış oranı, harici geri akış oranı, havalandırma hızı ve karbon kaynağı dozajı birbirini etkiler ve bu da ayarlamayı çok zorlaştırır. AOA, dahili bir geri akış borusunu ortadan kaldırır, bu da parametreler arasında daha düşük bağlantıya neden olur, ancak her parametrenin daha geniş bir etki aralığı ve daha yüksek hassasiyeti vardır. Bu, AOA'nın "ayarlanması kolay" olduğu anlamına gelmez; aksine her parametrenin daha hassas bir şekilde ayarlanması gerektiği anlamına gelir.
Anaerobik, aerobik ve anoksik bölgelerin hacim oranı, tasarım aşamasında sabitlenmesi gereken bir parametredir ve işletme sırasında önemli ölçüde ayarlanması zordur-bu nedenle tasarımda yeterli marj bırakılmalıdır.
Önerilen temel oran 1:1:3 ila 4'tür. Düşük C/N oranı koşullarında-3'ün altındaki C/N-1,5:1:4'e ayarlanması ve mikroorganizmalara dahili karbon kaynaklarını depolamak için yeterli süre sağlamak amacıyla anaerobik bölgenin genişletilmesi önerilir. Düşük-sıcaklık alanlarında-15 derecenin altındaki su sıcaklıklarının 1:1:4 ila 5'e ayarlanması önerilir; böylece anoksik bölge endojen denitrifikasyon için yeterli süre tanıyacak şekilde genişletilir.
Temel prensip basittir: anoksik bölge ana savaş alanıdır, bu nedenle daha büyük olması daha iyidir. Aerobik bölge, uzun yerine daha kısa olmalıdır-daha uzun bir bölge, dahili karbon kaynaklarını boşa harcar; daha kısa bir bölge ise havalandırmanın artırılmasıyla telafi edilebilir. Bu oranlar keyfi değildir ancak birden fazla pilot-ölçek ve mühendislik durumundaki gerçek ölçümlerin ve optimizasyonun sonuçlarından elde edilmiştir. Sisteminizi tasarlarken bu oranlara bakarak başlayabilir ve daha sonra-etraftaki gerçek su kalitesine göre bunlara ince ayar yapabilirsiniz.
**Son Aerobik DO Konsantrasyonu** Bu, AOA işleminde tartışmasız en önemli kontrol parametresidir.
Yüksek nihai aerobik DO, yeterli amonyak nitrifikasyonunu sağlar-ancak anoksik bölgeye giren çözünmüş oksijenin fazlası dahili karbon kaynaklarını tüketerek denitrifikasyonun azalmasına yol açar. Düşük nihai aerobik DO, dahili karbon kaynaklarını iyi bir şekilde korur- ancak, eksik nitrifikasyona ve atık sudaki aşırı amonyak nitrojenine neden olabilir. Önerilen değer 1,0 ila 1,5 mg/L arasındadır; bu, birçok mühendislik örneğiyle doğrulanan bir "etkili nokta"dır.
Araştırma verileri, DO (çözünmüş oksijen) 1,0 mg/L olduğunda, endojen denitrifikasyon oranının post-anoksik bölgede en yüksek olduğunu; DO 2,0 mg/L'yi aştığında, anoksik bölgedeki etkili DO, denitrifikasyonu önemli ölçüde engeller ve toplam nitrojen giderim oranı %5 ila %10 azalır; DO 0,5 mg/L'nin altında olduğunda nitrifikasyon verimliliği düşer ve atık amonyak nitrojeni standardı aşabilir.
Kolayca gözden kaçırılan bir operasyonel detay var: Aerobik bölgedeki son DO seviyesi, son havalandırıcının valfi değiştirilerek kolayca ayarlanamaz. Son havalandırıcı grubunun havalandırmasını azaltırsanız önceki havalandırıcıların havalandırma hızı aynı kalır, ancak aerobik bölgedeki genel DO dağılımı ileriye doğru kayar-başlangıçtaki DO artarken sondaki DO düşer ve genel ortalama DO değişmeden kalabilir. Doğru yaklaşım, aerobik bölge boyunca havalandırma dağılımını ayarlamak, hızlı nitrifikasyon başlangıcını sağlamak için başlangıçta havalandırmayı hafifçe arttırmak ve son ÇO'yu azaltmak için sonunda hafifçe azaltmaktır. Bu, havalandırma sisteminin gruplar halinde kontrol edilebilmesini gerektirir; eski-tek-borulu havalandırma düzeni bu senaryoda daha az etkilidir.
Çamur Tutma Süresi (SRT)
AOA, 20 ila 30 günlük bir SRT önermektedir. Neden bu kadar uzun süre? Çünkü DGAO'lar sıradan heterotrofik bakterilere göre çok daha yavaş büyürler. Kısa bir SRT bunların yıkanıp gitmesine neden olacak ve sistemde endojen denitrifikasyon kapasitesinin oluşmasını engelleyecektir. Endojen denitrifikasyon bakterilerinin birikmesi için yeterince uzun bir çamur yaşı gerekir; bu onların "yavaş ve titiz" doğaları tarafından belirlenir. Ayrıca, uzun bir SRT, yüksek çamur konsantrasyonu anlamına gelir ve doğal olarak endojen denitrifikasyon oranını artırır.
Ancak daha uzun bir SRT her zaman daha iyi değildir. 35 gün sonra çamur ciddi şekilde yaşlanır, çökelme özellikleri azalır ve aktivitesi azalır, bu da arıtma verimliliğini olumsuz etkiler. Uygulamada, SRT, su sıcaklıklarının düşük olduğu kışın-çamur deşarjı kontrol edilerek ayarlanır; azalan nitrifikasyon oranını telafi etmek için çamur deşarjı azaltılırken SRT uygun şekilde uzatılabilir.
Pratik bir ipucu: Atık su TN'niz (Toplam Azot Toleransı) azalmıyorsa, DO (Çözünmüş Oksijen) ve HRT (Hidrojen Tutma Süresi) sorunlarını eledikten sonra ilk önce SRT'yi kontrol edin. Birçok AOA projesinin ilk devreye alma aşamasında çamur devir süresi (SRT) 15 günden azdır. DGAO'lar (sindirim gazı oksidanları) boşaltılmadan önce kendilerini bile oluşturmamışlar ve sistemin kararlı bir duruma ulaşmasını engellemektedir. Çamur deşarj oranının azaltılması ve SRT'nin 25 günün üzerine çıkmasına izin verilmesi genellikle toplam nitrojenin (TN) azalmaya başlamasına neden olur.
Çamur Konsantrasyonu (MLSS)
AOA işlemleri için önerilen MLSS 3500 ila 5000 mg/L'dir. Tek çamur dönüş modu kullanılıyorsa, anoksik bölgedeki yetersiz biyokütleyi telafi etmek için 4000 ila 5000 mg/L'lik üst limit tavsiye edilir. İkili çamur dönüş modu kullanılıyorsa 3500 ila 4500 mg/L alt sınırında çalışabilir.
Aşırı yüksek MLSS'nin-6000 mg/L'nin üzerinde-ikincil çökeltme tankındaki katı madde yükünü artıracağını ve çamur-su ayırma verimliliğini etkileyeceğini unutmayın. İkincil çökeltme tankı hesaplamalarıyla birlikte dikkate alınması gerekir. Daha yüksek MLSS her zaman daha iyi değildir; dengeyi bulmak daha önemlidir.
Toplam Hidrolik Tutma Süresi (HRT)
Bir AOA'nın (Otomatik Havalandırma Ünitesi) toplam HRT'si, giriş suyu kalitesine ve deşarj standartlarına bağlı olarak genellikle 12 ila 18 saat arasında değişir. Bu HRT aslında geleneksel AAO'ya (Otomatik Havalandırmalı Akvaryum) benzer; genellikle 10 ila 16 saat sürer-ve dahili denitrifikasyon eklenmesine rağmen tank hacmini önemli ölçüde artırmaz.
Araştırmalar, toplam HRT 11 saatten 5 saate düştüğünde atık TN'nin (Toplam Azot Toplamı) hala 7,5 mg/L civarında tutulabildiğini buldu-bunun nedeni, aerobik sürenin kısalması ve dahili karbon kaynaklarının israfının azalmasıdır. Elbette bu ekstrem bir deney ve mühendislikte bu tarz ekstrem yaklaşımlar tavsiye edilmiyor ama en azından AOA'nın tank hacmi kullanım verimliliğinin gerçekten yüksek olduğunu gösteriyor.
Parametreler Arasındaki "Üçgen" İlişki
Son olarak anlaşılması gereken önemli bir nokta, bir AOA'nın çalışma parametrelerinin izole edilmediğidir. Bir "üçgen" oluşturan iç içe geçmiş üç ip gibidirler. Aerobik arıtmanın sonundaki düşük ÇO, dahili karbon kaynağını korur, ancak amonyak nitrojeni standartları karşılamayabilir; daha uzun bir SRT (Çökelti Tutma Süresi), daha fazla DGAO birikimine yol açar, ancak çamurun yaşlanmasına ve zayıf çökelme özelliklerine yol açar; yüksek MLSS (Karışık Sıvılaşma Süspansiyonu) arıtma kapasitesini artırır ancak ikincil çökeltme tankı üzerindeki yükü artırır. Herhangi bir parametreyi ayarlarken, bu parametrenin diğer ikisi üzerindeki etkisi dikkate alınmalıdır. Tek bir kazanan parametre yoktur; yalnızca sürekli bir ayarlama ve denge noktasını bulma sürecidir.
Devreye alma aşamasında parametre yanıt eğrilerinin oluşturulması önerilir-örneğin, DO'yu düzeltmek, SRT'yi ayarlamak ve TN değişikliklerini gözlemlemek; SRT'yi düzeltin, DO'yu ayarlayın ve amonyak nitrojen değişikliklerini gözlemleyin. Verileri kullanmak, deneyime güvenmekten çok daha doğrudur. Ek olarak, parametre tablosunda listelenmemiş olsa da aynı derecede önemli olan başka bir parametre daha vardır: -etkili C/N oranı. AOA (Asit-Oryantasyonlu Oksijenasyon), C/N oranlarına son derece uyarlanabilir, ancak bu, mevcut etkili C/N oranının bilinmesini gerektirir. Çevrimiçi COD ve TN izleme özelliği olmayan tesisler için bunların mümkün olan en kısa sürede kurulması veya en azından günlük olarak manuel olarak izlenmesi önerilir. Gerçek-zamanlı C/N oranı verileriyle, sistemin halihazırda yeterli veya yetersiz karbon kaynağı durumunda olup olmadığını belirleyebilir ve böylece DO'yu 1,0'a düşürmeye veya 1,5'e yükseltmeye karar verebilirsiniz. Bu parametre doğrudan kontrol odasında ayarlanamasa da tüm çalışma parametrelerinin ayarlanmasının temelini oluşturur. Kaynaklara sahip tesisler için, çevrimiçi cihazlardan gelen verilerin merkezi kontrol sistemine bağlanması, günlük olarak otomatik olarak parametre eğilim grafikleri oluşturulması ve operatörlerin her parametre ayarının neden olduğu zincirleme reaksiyonu görsel olarak görmesine olanak sağlanması önerilir. İlk devreye alma aşamasında, haftalık olarak kapsamlı bir parametre incelemesi yapılması tavsiye edilir; bu inceleme, stabil çalışma sonrasında aylık olarak genişletilebilir. Her seferinde ayarlanan parametre değerlerini ve atık su kalitesindeki ilgili değişiklikleri kaydedin. Üç ay sonra, makalelere ve diğer kişilerin verilerine başvurmaktan çok daha güvenilir olan kendi deneyim veri tabanınıza sahip olacaksınız.
Her tesisin su kalitesi koşulları farklı olduğu gibi parametre ayarlarının detayları da farklılık gösterecektir. Ancak genel yön tutarlıdır-anoksik bölgeye odaklanmak, aerobik bölgeyi tam olarak kontrol etmek ve yeterli SRT süresine izin vermek. Bu ana yönleri kavrayarak küçük sapmalar sistemin çökmesine neden olmayacaktır.
