Slamets alder, vandtemperatur og spildevand BOD5

I spildevandsbehandlingsindustrien taler vi ofte om slammets alder (θc), vandtemperatur og spildevands BOD5 (Se), men få kan virkelig forklare sammenhængen mellem disse tre. Faktisk udgør disse tre parametre den kerne "gyldne trekant", der påvirker stabiliteten af ​​biologiske systemer. Slamalderen bestemmer den "gennemsnitlige levetid" for mikroorganismer i systemet; vandtemperatur styrer mikroorganismers "effektivitet"; og effluent OD5 (Se) afspejler direkte systemets "rapportkort" for den endelige behandling. Når vinteren nærmer sig og vandtemperaturerne falder i spildevandsrensningsanlæg på tværs af forskellige regioner, dykker denne artikel, baseret på empiriske formler afledt af tilpasning af driftskurver for flere spildevandsrensningsanlæg, ned i det kvantitative forhold mellem disse tre faktorer til reference i vandforsyningsbehandling.

Baseret på langtids-driftsdata fra flere spildevandsrensningsanlæg blev empiriske korrelationer mellem slamalderen (θc) og BOD5 (Se) på tværs af forskellige temperaturområder opnået gennem kurvetilpasning. Disse formler viser en klar tendens: højere temperaturer og stærkere mikrobiel aktivitet resulterer i lavere spildevands BOD5 for samme slamalder; lavere temperaturer gør det sværere for systemet at opfylde standarderne.

Forholdet mellem forskellige temperaturområder er vist nedenfor.

1. Temperatur over 25 grader

Hvor: r refererer til korrelationskoefficienten, sædvanligvis Pearson korrelationskoefficienten, der bruges til at måle styrken af ​​den lineære korrelation mellem to variable.

2. Temperatur 20~25 grader

3. Temperatur 15~20 grader

4. Temperatur under 15 grader

Mønster 1: Lavere temperaturer fører til højere spildevands BOD5 - selv med samme slamalder

For eksempel: Forudsat at systemet fungerer ved θc=10 dage, erstatter det i formlerne ovenfor:

Større end 25 grader: Se ≈ 2,1 mg/L

15-20 grader : Se ≈ 3,2 mg/L

Mindre end 15 grader : Se ≈ 4,0 mg/L

Beregningsresultaterne viser, at forskellen i koncentrationen af ​​organisk stof i spildevandet kan være mere end det dobbelte. Årsagen er enkel: ved lave temperaturer svækkes mikrobiel metabolisk aktivitet, substratudnyttelseshastigheden falder, hvilket fører til "utilstrækkelig behandlingskapacitet" ved samme slamalder.

Mønster 2: Se og θc har et negativt eksponentielt forhold-forlængelse af slammet forbedrer altid spildevandet, men forbedringen aftager gradvist. Eksponenterne i formlen er alle negative (-0,744, -0,674, -0,519, -0,554), hvilket indikerer at: stigende θc → faldende Se, men eksponenten er mindre end 1; fordobling af θc vil ikke reducere Se til halvdelen af ​​dens oprindelige værdi. Det vil sige, at efter at have forlænget slamalderen til en vis grad, har yderligere forøgelse af θc begrænset effekt og vil give problemer som slamældning, øget iltbehov og dårligere slamafsætningsegenskaber.

Derfor er en længere slamalder ikke altid bedre; en optimal balance skal findes.

Mønster 3: Korrelationskoefficienten r i lav-temperaturzonen er lavere, hvilket indikerer øget systemustabilitet.

I intervallet 15–20... I stadierne under 15 grader (r=0.55) og under 15 grader (r=0.64), er spildevandet BOD5 mere signifikant påvirket af temperaturudsving. Dette indikerer, at under lave-temperaturforhold er mikroorganismer mere følsomme over for miljøændringer; systemet er mere modtageligt for udsving i opløst ilt og belastning; og spildevandet er mere ustabilt, hvilket kræver mere raffineret kontrol.

1. Øg slamalderen på forhånd om vinteren
I de nordlige byer kan vintervandtemperaturen falde til 10-13 grader. På dette tidspunkt anbefales det at øge θc til 12-18 dage for at opveje faldet i mikrobiel aktivitet forårsaget af lave temperaturer. Hvis slamalderen holdes på 8-10 dage om sommeren, er spildevandet udsat for forringelse.

2. Reducer slamalderen om sommeren for at øge systemets behandlingsbelastningskapacitet
Når vandtemperaturen er over 25 grader, på grund af høj mikrobiel aktivitet, kan slamalderen passende reduceres til 6-8 dage for at øge systemets bæreevne- og reducere slamvolumen. Dette er også grunden til, at mange renseanlæg oplever "stor slamudledning og nem systemdrift" om sommeren.

3. Denne metode kan bruges til procesdiagnose-til at bestemme, om unormale udløbsvand er forårsaget af slammets alder eller temperatur.

Når spildevands BOD5 stiger, kan følgende trin bruges til at bestemme årsagen:

(1) Beregn den aktuelle θc;

(2) Vælg den tilsvarende formel baseret på vandtemperaturen for at beregne den teoretiske Se;

(3) Sammenlign den teoretiske værdi med den faktiske værdi: Hvis den faktiske værdi er meget højere end den teoretiske værdi, indikerer det et belastningschok, utilstrækkelig opløst ilt eller giftige stoffer; hvis den faktiske værdi er tæt på den teoretiske værdi, men lidt højere, indikerer det utilstrækkelig slamalder eller for lav temperatur.

Dette er den mest almindeligt anvendte "hurtige diagnosemetode" af driftsingeniører.

Mange mennesker er vant til at bedømme driften af ​​spildevandsrensningsanlæg ud fra erfaring, men erfaringen kræver dataunderstøttelse, og disse empiriske formler giver det mest intuitive kvantitative grundlag. De fortæller os, at: slammets alder ikke er vilkårligt fastsat og skal matches med temperaturen; lav temperatur er den største udfordring for biologiske systemer, og foranstaltninger bør træffes på forhånd; bag ændringerne i spildevandet BOD5 er det mikrobielle økosystems overordnede respons på miljøet. At forstå det "gyldne trekant-forhold" mellem slammets alder, vandtemperatur og spildevands BOD5 er afgørende for at opnå en virkelig raffineret driftsstyring centreret om mikroorganismer.