Çamur Yaşı, Su Sıcaklığı ve Atık BOİ5

Atık su arıtma endüstrisinde sıklıkla çamur yaşı (θc), su sıcaklığı ve atık su BOİ5'inden (Se) bahsederiz ancak çok azı bu üçü arasındaki ilişkiyi gerçekten açıklayabilir. Aslında bu üç parametre biyolojik sistemlerin stabilitesini etkileyen temel "altın üçgeni" oluşturur. Çamur yaşı, sistemdeki mikroorganizmaların "ortalama ömrünü" belirler; su sıcaklığı mikroorganizmaların "verimliliğini" kontrol eder; ve atık su OD5 (Se), sistemin nihai arıtma "raporunu" doğrudan yansıtır. Çeşitli bölgelerdeki atık su arıtma tesislerinde kış yaklaşırken ve su sıcaklıkları düşerken, birden fazla atık su arıtma tesisinin çalışma eğrilerinin uydurulmasından elde edilen ampirik formüllere dayanan bu makale, su temini arıtmasında referans olarak bu üç faktör arasındaki niceliksel ilişkiyi araştırıyor.

Birden fazla atık su arıtma tesisinden-uzun vadeli operasyonel verilere dayanarak, eğri uydurma yoluyla farklı sıcaklık aralıklarında çamur yaşı (θc) ve BOİ5 (Se) arasındaki ampirik korelasyonlar elde edildi. Bu formüller açık bir eğilim göstermektedir: daha yüksek sıcaklıklar ve daha güçlü mikrobiyal aktivite, aynı çamur yaşında daha düşük atık BOİ5 ile sonuçlanır; düşük sıcaklıklar sistemin standartları karşılamasını zorlaştırır.

Farklı sıcaklık aralıkları arasındaki ilişkiler aşağıda gösterilmiştir.

1. Sıcaklık 25 derecenin üzerinde

Burada: r, iki değişken arasındaki doğrusal korelasyonun gücünü ölçmek için kullanılan, genellikle Pearson korelasyon katsayısı olan korelasyon katsayısını ifade eder.

2. Sıcaklık 20~25 derece

3. Sıcaklık 15~20 derece

4. Sıcaklık 15 derecenin altında

Model 1: Daha düşük sıcaklıklar, aynı çamur yaşında bile daha yüksek atık BOİ5'e yol açar

Örneğin: Sistemin θc=10 günde çalıştığını varsayalım ve yukarıdaki formülleri yerine koyalım:

25 dereceden büyük: Se ≈ 2,1 mg/L

15-20 derece: Se ≈ 3,2 mg/L

15 dereceden az: Se ≈ 4,0 mg/L

Hesaplama sonuçları atık organik madde konsantrasyonundaki farkın iki katından fazla olabileceğini göstermektedir. Nedeni basit: Düşük sıcaklıklarda mikrobiyal metabolik aktivite zayıflar, substrat kullanım oranı düşer, bu da aynı çamur yaşında "yetersiz arıtma kapasitesi"ne yol açar.

Model 2: Se ve θc'nin negatif bir üstel ilişkisi vardır-çamur yaşının uzatılması her zaman atık suyu iyileştirir, ancak iyileşme giderek azalır. Formüldeki üslerin tümü negatiftir (-0,744, -0,674, -0,519, -0,554), bu da şunu gösterir: artan θc → azalan Se, ancak üs 1'den küçüktür; θc'nin iki katına çıkarılması Se'yi orijinal değerinin yarısına indirmeyecektir. Yani, çamur yaşı belirli bir dereceye kadar uzatıldıktan sonra θc'nin daha da arttırılması sınırlı etkiye sahip olacak ve çamurun yaşlanması, oksijen ihtiyacının artması ve çamur çökelme özelliklerinin zayıflaması gibi sorunlara neden olacaktır.

Bu nedenle daha uzun çamur yaşı her zaman daha iyi değildir; optimal bir dengenin bulunması gerekir.

Model 3: Düşük-sıcaklık bölgesindeki korelasyon katsayısı r daha düşüktür, bu da sistem kararsızlığının arttığını gösterir.

15–20 aralığında... 15 derecenin altındaki (r=0.55) ve 15 derecenin altındaki (r=0.64) aşamalarda, atık BOİ5 sıcaklık dalgalanmalarından daha önemli ölçüde etkilenir. Bu, düşük-sıcaklık koşullarında mikroorganizmaların çevresel değişikliklere karşı daha duyarlı olduğunu; sistem çözünmüş oksijen ve yükteki dalgalanmalara karşı daha duyarlıdır; ve atık su daha kararsız olduğundan daha hassas kontrol gerektirir.

1. Kış aylarında çamur yaşını önceden artırın
Kuzeydeki şehirlerde kışın su sıcaklıkları 10-13 dereceye kadar düşebilmektedir. Şu anda, düşük sıcaklıkların neden olduğu mikrobiyal aktivitedeki azalmayı dengelemek için θc'nin 12-18 güne çıkarılması tavsiye edilir. Çamur yaşı yaz aylarında 8-10 gün arasında tutulursa atık su bozulmaya yatkın hale gelir.

2. Sistem arıtma yük kapasitesini artırmak için yaz aylarında çamur yaşını azaltın
Su sıcaklığı 25 derecenin üzerinde olduğunda, yüksek mikrobiyal aktivite nedeniyle çamur yaşı, sistemin yük-taşıma kapasitesini artırmak ve çamur hacmini azaltmak için uygun şekilde 6-8 güne düşürülebilir. Bu aynı zamanda birçok atık su arıtma tesisinin yaz aylarında "büyük miktarda çamur deşarjı ve kolay sistem işletimi" yaşamasının nedenidir.

3. Bu yöntem, atık su anormalliklerinin çamur yaşı veya sıcaklıktan kaynaklanıp kaynaklanmadığını belirlemek için proses teşhisi-için kullanılabilir.

Atık BOİ5 arttığında nedeni belirlemek için aşağıdaki adımlar kullanılabilir:

(1) θc akımını hesaplayın;

(2) Teorik Se'yi hesaplamak için su sıcaklığına dayalı olarak ilgili formülü seçin;

(3) Teorik değeri gerçek değerle karşılaştırın: Gerçek değer teorik değerden çok daha yüksekse, bu bir yük şokuna, yetersiz çözünmüş oksijene veya toksik maddelere işaret eder; Gerçek değer teorik değere yakın ancak biraz daha yüksekse, çamur yaşının yetersiz olduğunu veya sıcaklığın aşırı düşük olduğunu gösterir.

Bu, operasyon mühendisleri tarafından en sık kullanılan "hızlı teşhis yöntemidir".

Birçok kişi atık su arıtma tesislerinin işleyişini deneyime dayanarak değerlendirmeye alışıktır, ancak deneyimin veri desteğine ihtiyacı vardır ve bu ampirik formüller en sezgisel niceliksel temeli sağlar. Bize şunu söylüyorlar: Çamur yaşının keyfi olarak belirlenmediğini ve sıcaklıkla eşleştirilmesi gerektiğini; düşük sıcaklık biyolojik sistemlerin en büyük sorunudur ve önceden önlem alınması gerekir; Atık BOİ5'teki değişikliklerin arkasında mikrobiyal ekosistemin çevreye verdiği genel tepki vardır. Çamur yaşı, su sıcaklığı ve atık BOİ5 arasındaki "altın üçgen ilişkisini" anlamak, mikroorganizmaları merkeze alan gerçek anlamda rafine bir operasyon yönetimi elde etmek için gereklidir.