Код анаеробног третмана кућних отпадних вода, време задржавања се одржава дуже од 2 сата, аноксично време задржавања дуже од 2 сата, а време задржавања у аеробном резервоару 6 сати. Чини се да су анаеробна и аноксична времена задржавања за боље уклањање органске материје. Ако је садржај органске материје низак, да ли време задржавања треба скратити? А ако је садржај органске материје висок, да ли је потребно продужити време задржавања? Какав би био утицај ако је време задржавања предуго или прекратко? Чини се да дуже време аеробног задржавања олакшава раст нитрификујућих бактерија за ефикасније уклањање амонијачног азота. Хвала вам, стручњаци, на (научно-популарном објашњењу)!
Хидраулично време задржавања (ХРТ) се често занемарује у свакодневном управљању радом, а ипак је важна референтна тачка података, посебно за системе за уклањање азота и фосфора!
1. Шта је хидраулично време задржавања (ХРТ)?
Хидраулично време задржавања (скраћено ХРТ) је термин који се користи у процесима пречишћавања воде. Односи се на просечно време у коме отпадна вода која се третира остаје у реактору, односно на просечно време реакције између отпадне воде и микроорганизама у биолошком реактору.
За биолошки третман, ХНЛ мора испунити захтеве специфичног процеса. У супротном, ако је ХСТ недовољна, биохемијске реакције ће бити непотпуне, што ће довести до слабије ефикасности лечења. Супротно томе, претерано дуга ХНЛ може изазвати старење муља у систему.
Табела: ХРТ за различите процесе пречишћавања отпадних вода
Када је ефикасност лечења лоша, за верификацију се може користити пројектована вредност ХРТ. Приликом верификације ХРТ, брзина протока треба да укључује повратни ток муља. Ако је ХРТ премали, проток отпадне воде треба полако смањити; ако је превелика, проток отпадних вода треба полако повећавати. Имајте на уму да све промене у протоку отпадне воде треба да се врше постепено како би се избегло наметање ударног оптерећења на систем. С обзиром на изазовну природу пречишћавања отпадних вода, смањење долазног протока отпадних вода не би требало да се ради олако; прилагођавања првенствено треба извршити на стопи повратног тока.
У конвенционалном процесу активног муља, ХРТ у великој мери одређује степен третмана отпадних вода јер одређује време задржавања муља. Међутим, у МБР (Мембране Биореацтор) процесу, ефекат раздвајања мембране у потпуности задржава микроорганизме унутар реакционог резервоара, чиме се постиже потпуно одвајање хидрауличког времена задржавања и старости муља!
2. Израчунавање хидрауличког времена задржавања (ХРТ)
Постоје заправо две врсте хидрауличког времена задржавања у третману отпадних вода: једно се зове номинално хидраулично време задржавања, а друго је стварно хидраулично време задржавања!
1. Номинално хидраулично време задржавања
Као што име сугерише, ово је прорачун заснован на дефиницији: хидраулично време задржавања је једнако ефективној запремини система за пречишћавање отпадних вода подељено са протоком воде.
Ако је ефективна запремина система за пречишћавање отпадних вода В (м³), а К је проток по сату (м³/х), онда је формула за време хидрауличког задржавања:
`ХРТ=В / К`
2. Стварно време хидрауличког задржавања
Стварно време хидрауличког задржавања односи се на стварно време које отпадна вода заправо остаје у систему за третман и треба да узме у обзир повратни ток муља:
Ако је ефективна запремина система за пречишћавање отпадних вода В (м³), К је проток по сату (м³/х), а Р је однос рециркулације муља, онда је формула за време хидрауличног задржавања:
`ХРТ=В / [(1 + Р) К]`
Дакле, у систему за уклањање азота, да ли је унутрашњи рециркулацијски ток укључен у израчунавање стварног хидрауличког времена задржавања за аноксични резервоар? О овом питању се расправљало. Генерално, унутрашњи рециркулацијски ток није укључен у формулу за стварни ХРТ аноксичног резервоара. Прописи обично предвиђају само опсег за аноксични резервоар ХРТ. За прорачун аноксичног резервоара ХРТ, спољни однос рециркулације Р је укључен без спора; опште је прихваћено да је ефективна брзина протока (1+Р)К.
Стога се аноксични резервоар ХРТ генерално сматра ХРТ=В / [(1 + Р) К].
Што се тиче тога да ли унутрашњи рециркулацијски проток треба рачунати за аноксични резервоар ХРТ, из макроскопске перспективе, ако је однос унутрашње рециркулације р=4 или Н, сматрамо да је вода рециркулација 4 или Н пута. Дакле, иако је време задржавања по пролазу кратко, укупно време током 4 или Н пролаза је еквивалентно, ефективно надокнађујући утицај унутрашње рециркулације.
Због тога унутрашњи рециркулацијски ток није укључен у формулу.
3. Улога хидрауличког времена задржавања (ХРТ)
Ефекат ХНЛ-а на уклањање азота
У А²/О процесу, под условима довољно дугог ХРТ, постоји добра ефикасност уклањања НХ₃-Н. Ако је ХРТ прекратак, различите популације микроба у реакционом резервоару немају довољно времена да расту, муљ се пребрзо испере, а реакције нитрификације и денитрификације се не одвијају у потпуности. Када ХРТ достигне одређену вредност, довољну да се реакције у сваком реактору одвијају у потпуности, даље повећање ХРТ само додаје економски терет без обезбеђивања значајнијег побољшања у уклањању азота.
Међутим, истраживање хибридних МБР процеса је показало да се у оквиру тестираног ХРТ опсега (4,97 х - 8.70 х), ефикасност уклањања ТН система повећава како се ХРТ смањује. То је зато што се под дугим ХРТ условима смањује органска брзина учитавања система, што може интензивирати ендогено дисање биомасе, утицати на активност муља и на крају смањити ефикасност система за уклањање загађивача. Смањење ХРТ може повећати стопу органског оптерећења система, чиме се повећава капацитет денитрификације система и коначно побољшава учинак уклањања азота.
Ефекат ХНЛ-а на уклањање фосфора
У СБР процесу, ХРТ има релативно мали утицај на ефикасност уклањања ПО₄³⁻-П; овај процес не показује значајно уклањање效果 за ПО₄³⁻-П. То може бити зато што су денитрификујућа бактерија и организми који акумулирају полифосфат- (ПАО) обоје хетеротрофни. Денитрификујуће бактерије могу да усвоје и искористе ВФА пре ПАО за денитрификацију, а ПАО имају строжије захтеве за изворе угљеника од денитрификујућих бактерија – лако биоразградиву органску материју преферентно користе денитрификујуће бактерије. Ово доводи до мањег извора угљеника који се адсорбује од стране ПАО, односно мање ВФА, што резултира мање ПХБ (поли- -хидроксибутирата) који се ствара у анаеробним условима. Сходно томе, енергија потребна за ослобађање фосфора је релативно смањена.
Истраживања о А²/О процесу показују да како се ХРТ повећава, ефикасност уклањања ТП не мора нужно да расте континуирано, већ показује тренд прво повећања, а затим опадања. Када је ХРТ 8х, ефикасност уклањања ТП је највећа, што указује на најбоље перформансе уклањања. Када се ХРТ повећа на 12х, ефикасност уклањања ТП показује опадајући тренд, а учинак уклањања фосфора се погоршава. Ово указује да је довољно дуга ХНЛ корисна за уклањање ТП. Међутим, како се ХСТ даље повећава, брзина уклањања ТП постепено се смањује, што може имати негативан ефекат на уклањање фосфора. То може бити зато што ако је ХРТ превелик, то може довести до муља