Tá toirtithe sloda ar cheann de na fadhbanna is coitianta agus is dúshlánaí i gcórais chóireála fuíolluisce sloda gníomhachtaithe, rud a léirítear mar fheidhmíocht socraithe sloda meathlaithe (SVI > 150 ml/g), teip ar scaradh uisce sloda san umar socraithe tánaisteach, agus solaid ar fuaidreamh iomarcach (SS) san eisilteach, rud a d’fhéadfadh teip córais a bheith mar thoradh air i gcásanna tromchúiseacha. Is minic a dhíríonn réitigh thraidisiúnta ar choigeartuithe éigeandála le linn oibríochta (mar théachtáin a chur leis nó ocsaigin tuaslagtha a choigeartú (DO), ach níl sna bearta seo ach réitigh shealadacha agus costais oibriúcháin a mhéadú. Go deimhin, ba cheart cosc toirtithe sloda a chur i bhfeidhm ag an gcéim deartha próiseas -deireadh a chur leis na cúiseanna atá le fás iomarcach baictéir filamentous nó le bulcú filiméadach neamh-filiméadach trí chumraíocht na n-imoibreoir feidhmiúil a mheaitseáil, agus an bealach bunúsach a mheaitseáil le cumraíocht na n-imoibreoir eolaíoch a bhaint amach. Oibriú córais chobhsaí fadtéarmacha. Molann an t-alt seo, bunaithe ar mheicníocht foirmithe an toirtithe sloda, straitéis deartha chomhtháite a chlúdaíonn "roghnú imoibreora-uasmhéadú paraiméadair-chumraíocht an chórais chúnta" ó thaobh dearadh an phróisis iomláin.
I. Fondúireacht Chognaíoch: Cineálacha Bulcála Sloda agus a gComhghaol le Dearadh Próisis
Sludge bulking is primarily classified into two categories: filamentous bulking (accounting for >90%) agus toirtiú neamh-filiméadach. Baineann a dtarlú go díreach le lochtanna i ndearadh próisis. Is réamhriachtanas é na cúiseanna agus an comhghaol dearadh idir an dá chineál seo a shoiléiriú le haghaidh dearadh cruinn.
1. Bulking Filamentous: "Éagothroime Éiceolaíochta" de bharr Lochtanna Dearaidh
Is gnáthfhlóra iad baictéir filiméadacha i sloda gníomhachtaithe; is féidir lena bhfás measartha cobhsaíocht an struchtúir floc a fheabhsú. Mar sin féin, nuair a bhíonn "buntáiste iomaíoch feabhsaithe ag baictéir filiméadacha mar thoradh ar dhearadh próisis," tarlóidh toirtithe. I measc na bpríomhfhachtóirí a bhaineann le dearadh-tá: Ar an gcéad dul síos, dáileadh míchothrom ocsaigine tuaslagtha (DO), amhail cumraíocht imoibreora as a dtagann coinníollacha anocsacha logánta (DO < 0.5 mg/L), rud a ligeann do bhaictéir fhiliméadacha ocsaigin agus cothaithigh a fháil go fabhrach mar gheall ar a n-achar dromchla mór sainiúil. Sa dara háit, grádán comhchruinnithe tsubstráit míréasúnta; in imoibreoirí go hiomlán measctha, ceadaíonn tiúchan an tsubstráit íseal agus aonfhoirmeach do bhaictéir filiméadacha ceannasacht a bheith acu mar gheall ar a n-éifeachtúlacht ard ionsú cothaitheach. Sa tríú háit, dearadh ama coinneála sloda ró-fhada (SRT), rud a fhágann go bhfuil carnadh mór baictéir filiméadacha i sloda d'aois. Ceathrú, éagothroime cothaitheach; níor bhreithnigh an dearadh luaineachtaí sa chóimheas C/N agus sa chóimheas C/P insilteach, rud a d’fhág go raibh an iomarca fáis ar bhaictéir fhiliméadacha nuair a bhíonn easnamh nítrigine agus fosfar.
2. Bulcáil neamhfhiliméadach: Neamhord meitibileach de bharr éagothroime ualaigh dearaidh
Non-filamentous bulking is mostly caused by excessive microbial proliferation producing viscous polysaccharides, leading to increased water content in sludge flocs. The design-related causes are concentrated in "load control defects": First, the organic load (F/M) is designed too high (>0.5 kg BOD₅/(kg MLSS·d)), and the reactor cannot quickly adapt when the concentration of easily degradable organic matter in the influent suddenly increases; second, the hydraulic load design is unreasonable, with excessively high surface load in the secondary settling tank (>1.5 m³/(m²·h)), is cúis le tionchar ar an gciseal sloda agus briseadh floc; sa tríú háit, tá an t-aonad réamhchóireála ar iarraidh, agus mar thoradh air sin tá ábhar cáithníneach ar fuaidreamh ró-ard ann, a adsorbaíonn cuid mhór ábhar orgánach isteach san imoibreoir, rud a mhéadaíonn luaineachtaí ualaigh.
II. Croí-Straitéis: Príomhphointí Dearaidh Próisis Bunaithe ar Chosc Bulcála Sloda
Ba cheart go ndíreodh dearadh próisis ar "bac a chur ar bhuntáiste iomaíoch na mbaictéar filiméadach, an timpeallacht mheitibileach mhiocróbach a chobhsú, agus -éifeachtacht deighilte uisce sloda a fheabhsú," agus ba cheart é a bharrfheabhsú go córasach ó thrí ghné: cumraíocht imoibreora, príomhpharaiméadair, agus aonaid fheidhmiúla. 1. Cumraíocht Imoibreora: Micrea-thimpeallacht a Thógáil chun Filament Bac a Chosc
Cinneann cumraíocht an imoibreora go díreach dáileadh spásúil na dtiúchan DO agus an tsubstráit, rud atá ríthábhachtach chun toirtiú baictéarach filamentous a rialú. Ba cheart tosaíocht a thabhairt do chumraíocht timpeallachta grádáin sa dearadh chun lochtanna dúchasacha imoibreora iomlán measctha a sheachaint.
(1) Tabhair tosaíocht do shreabhadh Breiseán agus do Chumraíochtaí Ilchodacha
Cruthaíonn -imoibreoirí sreafa breiseán (amhail umair aeraithe traidisiúnta agus díoga ocsaídiúcháin) grádán tiúchana tsubstráit nádúrtha (ard ag an tosach, íseal ar chúl) agus grádán DO (íseal ag an tosach, ard ar chúl) feadh treo an tsreafa uisce. Éascaíonn an timpeallacht grádáin seo atáirgeadh tapa flocas a fhoirmíonn (an grúpa baictéarach ceannasach a fhoirmíonn flocas) i limistéir a bhfuil dóthain foshraitheanna iontu, rud a chuireann bac ar fhás iomarcach na mbaictéar filiméadach. Le linn an dearaidh, ba cheart cóimheas fad an imoibreora a rialú go dtí Níos mó ná nó cothrom le 5:1, agus doimhneacht an umair go 3~5m chun sreabhadh éifeachtach uisce a chinntiú agus ciorcadóireacht ghearr a sheachaint. I gcás gléasraí cóireála fuíolluisce ar mhórscála, is féidir cumraíocht "sreabhadh breiseán + aeráil deighilte" a ghlacadh, ag roinnt an imoibreora i 3-4 cainéal, agus córas neamhspleách aeraithe ag gach ceann acu. Trí ráta aeraithe gach cainéal a choigeartú, déantar an ocsaigin tuaslagtha (DO) ag an taobh tosaigh a rialú ag 0.5-1 mg / L (crios anocsaiceach), agus ag an deireadh cúil ag 2-3 mg / L (crios aeróbach), agus mar sin ag cothromú riachtanais bhaint nítrigine le cosc a chur ar bhaictéir filamentous.
Baineann cumraíochtaí comhcheangailte (cosúil le A²O, UCT, agus MSBR) úsáid chothaitheach srathach amach trí chriosú feidhmiúil criosanna anaeróbach, anocsacha agus aeróbach, rud a laghdaíonn buntáiste iomaíoch na mbaictéar filiméadach. Le linn an dearaidh, is gá an leithlisiú hiodrálach idir gach rannóg a neartú, mar shampla trí bhallaí treorach a shuiteáil idir na criosanna anocsacha agus aeróbach agus an cóimheas athfhillte le haghaidh deochanna measctha a rialú (cóimheas athfhillte inmheánach 200%{4}}300%). Coscann sé seo níotráit ó shreabhadh ar ais go dtí an crios anaeróbach, ag cur bac ar bhaictéir a carnadh polyphosphate, agus dínitriúchán a úsáid sa chrios anocsaiceach chun roinnt foinsí carbóin atá éasca a dhíghrádú a ithe, ag laghdú an bhrú iomaíochta cothaitheach ar bhaictéir filamentous sa chrios aeróbach.
(2) Dearadh Réasúnach an Chórais Aeraithe: Aonfhoirmeacht agus Inrialaitheacht DO a Chinntiú
Is iad lochtanna dearaidh sa chóras aeraithe an phríomhchúis le neamhdhóthanacht DO logánta. Ní mór cruinneas rialaithe DO a fheabhsú trí thrí ghné: modh aeraithe, roghnú trealaimh, agus socrúchán optamaithe. Maidir le himoibreoirí sreabhadh breiseán, is fearr aeraithe micreaporous (cosúil le aerators membrane), toisc gur féidir a ráta úsáide ocsaigine a bhaint amach 25% ~ 35%, i bhfad níos airde ná aeraithe dromchla (8% ~ 15%). Ba cheart socrúchán aerator a dháileadh go cothrom feadh fad na conaire, agus an dlús ag an taobh tosaigh laghdaithe 10% ~ 20% agus a mhéadú ag an taobh chúl chun grádán DO cobhsaí a chinntiú. Ag an am céanna, ba cheart pointí monatóireachta DO ar líne agus comhlaí rialaithe aeraithe a shuiteáil i ngach conair chun rialú dinimiciúil a bhaint amach ar an méid aeraithe.
I gcás imoibreoirí go hiomlán measctha (cosúil le SBRanna), más gá iad a úsáid mar gheall ar shrianta spáis, ba cheart modh "aeraithe uaineach + corraigh" a úsáid. Is éard atá i gceist leis seo ná aistriú go tréimhsiúil idir “stogadh anaeróbach (1 ~ 2h) - aeróbach aeróbach (2~3h)" chun timpeallacht sreabhadh breiseán a insamhlú agus baictéir filiméadacha a chosc. Ní mór an déine aeraithe a ríomh go beacht le linn na céime deartha chun a chinntiú go n-ardóidh DO go tapa go dtí os cionn 2 mg/L le linn na céime aeróbaice agus go ndéantar ORP a rialú ag -100 go -50 mV le linn na céime anocsaí.
2. Príomhpharaiméadair: Teorainneacha Oibriúcháin "Buntáiste Floc" a Chomhoiriúnú
Ní mór dearadh na gcroípharaiméadair amhail aois sloda (SRT), luchtú orgánach (F/M), agus cóimheas cothaitheach a rialú go docht laistigh den raon fáis ceannasach de bhaictéir floc chun cosc a chur ar shloda ó thaobh meitibileach de.
(1) Aois Sloda (SRT): An Timthriall Giniúna Miocróbach a Mheaitseáil go Beacht
Is fachtóir suntasach é SRT ró-fhada maidir le toirtiú baictéar filiméadach-go ginearálta bíonn timthriall giniúna na mbaictéar filiméadach níos faide ná timthriall na mbaictéar floc, agus mar thoradh ar SRT atá rófhada, carnadh baictéir fhiliméadacha de réir a chéile. Ba cheart go gcinnfeadh an dearadh raon réasúnta SRT (Féin{-Am Bainte) bunaithe ar na cuspóirí cóireála (nítriúchán/bhaint fosfair) agus cáilíocht an uisce insilteach: Chun ábhar orgánach a bhaint amháin, ba cheart an SRT a rialú ag 3-5 lá; le haghaidh a bhaint nítrigine comhuaineach, ba cheart an SRT a leathnú go dtí 10-15 lá (chun freastal ar riachtanais na baictéir nítriúcháin); le haghaidh nítrigine agus fosfar a bhaint go comhuaineach, ba cheart an SRT a rialú ag 8-12 lá chun riachtanais fáis na mbaictéar a carnadh polyphosphate agus na baictéir nítriúcháin a chothromú.
Chun SRT cobhsaí a áirithiú, ní mór córas urscaoilte sloda beacht a chur san áireamh sa dearadh, modh "urscaoileadh sloda leanúnach + monatóireacht ar líne" a fhostú. Ba cheart méadar tiúchan sloda a shuiteáil san umar dríodrú tánaisteach chun an ró-urscaoileadh sloda a choigeartú go huathoibríoch bunaithe ar an tiúchan MLSS (rialaithe idir 2000-4000 mg/L). I gcás córais mhóra, is féidir umar ramhrú sloda agus stáisiún caidéil sloda fillte a shuiteáil. Trí rialú a dhéanamh ar an gcóimheas tuairisceáin (50% -100%), is féidir an tiúchan sloda laistigh den imoibreoir a choinneáil cobhsaí, ag seachaint luaineachtaí SRT.
(2) Cóimheas Luchtaithe Orgánach (F/M): “Turraing Ualach” agus “Ocras Ualach Íseal” a Sheachaint
Ní mór don dearadh F/M cothromaíocht a dhéanamh idir "riachtanais iomadú floc" agus "cobhsaíocht ualaigh," ag seachaint cóimheasa ró-ard nó ró-íseal. Maidir le cóireáil fuíolluisce uirbigh, ba cheart go hidéalach F/M a rialú idir 0.2 agus 0.4 kg BOD₅/(kg MLSS·d), ina bhfuil meitibileacht bhaictéarach i flocas bríomhar, ag cruthú flocas dlúth go tapa. Maidir le fuíolluisce tionsclaíoch (amhail fuíolluisce próiseála bia, a bhfuil dea-bhith-dhíghrádaithe aige), is féidir F/M a mhéadú go 0.3 go 0.5 kg BOD₅/(kg MLSS·d), ach tá umar cothromaithe réamhchóireála ag teastáil chun luaineachtaí ualaigh a mhaolánú. Ba cheart don dearadh turraingí ualaigh a rialú trí "pretreatment + dáileadh ualaigh": Ar dtús, ba cheart umar homogenization a chur ar bun le toirt éifeachtach atá deartha le haghaidh 8-12 uair an chloig de shreabhadh laethúil uasta chun cáilíocht agus cainníocht aonfhoirmeach an tionchair a chinntiú; sa dara háit, ba cheart cumraíocht "imoibreoir comhthreomhar" a ghlacadh. Nuair a mhéadaíonn an t-ualach insilteach go tobann, is féidir an cóimheas F/M d’umar aonair a mhéadú go sealadach trí líon na n-imoibreoirí atá i bhfeidhm a athrú (m.sh., ag athrú ó 2 go comhthreomhar le 1), ag seachaint éagothroime ualach iomlán an chórais.
(3) Cóimheas cothaitheach: Rialú beacht ar chothromaíocht C/N/P
Is féidir le fás iomarcach baictéir filamentous a bheith mar thoradh ar easnamh nítrigine agus fosfair. Ba cheart go gcinnteodh an dearadh go bhfuil an cóimheas insilteach C/N níos mó ná nó cothrom le 3-5 agus go bhfuil an cóimheas C/P Níos mó ná nó cothrom le 15-20. Maidir le fuíolluisce ísealcharbóin (eg, fuíolluisce cathrach, COD/TN<5), a carbon source addition system should be reserved, with the addition point set at the front end of the anaerobic section, using a metering pump for precise addition; for high carbon-to-nitrogen ratio industrial wastewater (e.g., chemical wastewater), a nitrogen and phosphorus addition device should be reserved, with the addition point set at the inlet of the aerobic section to avoid nutrient imbalance.
Is féidir leis an dearadh córas "monatóireacht ar cháilíocht uisce ar líne + dosing uathoibríoch" a chomhtháthú chun monatóireacht a dhéanamh ar na tiúchan COD, TN, agus TP insilteach i bhfíor-am, agus an dáileog a ríomh go huathoibríoch trí chothromóidí iarmhéid ábhair chun cóimheasa cothaitheach cobhsaí a chinntiú. Mar shampla, nuair a bhíonn an cóimheas insilteach C/N níos lú ná 3, cuirtear aicéatáit sóidiam (coibhéis COD 0.78) leis go huathoibríoch chun an fhoinse carbóin a fhorlíonadh; nuair a bhíonn an cóimheas C/P níos lú ná 15, cuirtear fosfáit dihidrigine potaisiam leis chun an fhoinse fosfair a fhorlíonadh.
3. Córas Cúnta: "Sloda-Deighilt Uisce" agus "Maolán Riosca" a neartú
Déanfaidh lochtanna dearaidh san umar dríodrú tánaisteach agus easpa córais éigeandála an dochar a bhaineann le toirtithe sloda níos measa. Is gá feabhas a chur ar fhriotaíocht riosca an chórais tríd an -aonad deighilte uisce sloda a bharrfheabhsú agus trí áiseanna éigeandála a chumrú.
(1) Umar dríodraithe Tánaisteach: Coinníollacha Hiodrálacha agus Éifeachtúlacht Scaoilte Sloda a bharrfheabhsú
Bíonn tionchar díreach ag luchtú dromchla, doimhneacht uisce éifeachtach, agus modh scrapála sloda an umar dríodraithe tánaisteach ar an éifeacht socraithe sloda. Ní mór an ráta luchtaithe dromchla a rialú go docht laistigh de 0.8 ~ 1.2 m³/(m²·h) le linn na céime deartha (níos ísle ná an luach dearaidh traidisiúnta de 1.5 m³/(m²·h)), le doimhneacht uisce éifeachtach níos mó ná nó cothrom le 4m chun spás socraithe leordhóthanach a chinntiú don chiseal sloda. Glactar le umar dríodrú tánaisteach sreabhadh gathacha le inlet lárnach agus asraon forimeallach, agus tá straightener sreabhadh suiteáilte sa limistéar inlet chun tionchar an uisce ag teacht isteach ar an gciseal sloda a laghdú.
Is fearr go n-úsáideann an córas scríobtha sloda scraper sloda tiomáinte forimeallach, agus an luas scríobtha á rialú ag 1 ~ 2 m/nóiméad chun an iomarca luais scríobtha a sheachaint agus is cúis le briseadh floc sloda. Tá gléas suaitheadh aeraithe bun suiteáilte freisin; nuair a sháraíonn tiús na sraithe sloda 1.5m, cuirtear aerú brú íseal (DO rialaithe faoi bhun 0.5 mg/L) i ngníomh chun dianscaoileadh anaeróbach agus sloda ar snámh a chosc. Ina theannta sin, ní mór an umar dríodrú tánaisteach a bheith feistithe le comhéadan suiteála méadar comhéadan sloda chun monatóireacht a dhéanamh ar airde an chomhéadain sloda i bhfíor-am; nuair a sháraíonn an comhéadan 1/2 den doimhneacht éifeachtach uisce, déantar an ráta urscaoilte sloda a mhéadú go huathoibríoch.
(2) Córas Réamhchóireála agus Éigeandála: Blocáil an Fhoinse Riosca
Ba cheart go ndíreodh dearadh an chórais réamhchóireála ar "substaintí tocsaineacha agus foshraitheanna athchiallaithe a bhaint" chun iad a chosc ó ghníomhaíocht mhiocróbach a chosc agus a bheith ina chúis le toirtithe. Ar an gcéad dul síos, ba chóir scáileán (spásáil 1-3mm) agus seomra grit (cineál cioclóin) a shuiteáil chun solaid agus gaineamh ar fuaidreamh a bhaint. Ar an dara dul síos, maidir le fuíolluisce tionsclaíoch, ba cheart umar aigéadaithe hidrealú (HRT=4-6h) a chur leis chun ábhar orgánach ath-chaolaitheach a thiontú ina VFAanna, ag cur feabhas ar bhith-dhíghrádaitheacht an fhuíolluisce agus ag laghdú an ualaigh ar imoibreoirí ina dhiaidh sin.
Ba cheart go dtabharfadh dearadh an chórais éigeandála aghaidh ar an mbaol toirtithe tobann trí chomhéadan a chur in áirithe le haghaidh "breisiú téachtach + athsholáthar sloda": ba cheart feiste do dháileog théachtach a shuiteáil ag ionraon an umair dríodraithe tánaisteach, rud a fhágann gur féidir PAC (50-100mg/L) nó PAM (1-5mg/L) a chur leis chun feidhmíocht socraithe sloda a fheabhsú go tapa. Ba cheart comhéadan tuairisceáin sloda ardcháilíochta a shuiteáil ag inlet an imoibreora, rud a fhágann gur féidir sloda gníomhachtaithe ardcháilíochta a thabhairt isteach ó ghléasraí cóireála fuíolluisce máguaird (in ionad 20% -30% de thoirt sloda an chórais) chun struchtúr an phobail mhiocróbach a athbhunú go tapa i gcás mór-bulcadh. III. Bailíochtú Dearaidh: Éifeachtúlacht a Chinntiú Trí Insamhladh agus Cás-Staidéir
Tar éis dearadh an phróisis a bheith críochnaithe, is gá éifeachtacht rialaithe toirtithe sloda a bhailíochtú trí insamhalta uimhriúil agus comparáid a dhéanamh le cás-staidéir innealtóireachta chun lochtanna dearaidh a sheachaint.
Ar dtús, úsáidtear uirlisí ionsamhlúcháin uimhriúla (amhail BioWin agus GPS-X). Ionchuirtear paraiméadair dearaidh (cumraíocht imoibreora, SRT, F/M, DO, etc.) agus sonraí cáilíochta uisce insilteach chun an riosca toirtithe sloda a insamhlú (amhail athruithe SVI agus comhaireamh baictéir filiméadach) faoi choinníollacha oibriúcháin éagsúla. Mar shampla, má dhéantar insamhladh ar an difríocht SVI idir sreabhadh breiseán agus imoibreoirí go hiomlán measctha nuair a athraíonn DO go 0.3 mg/L ceadaítear socrúchán córais aeraithe a bharrfheabhsú; trí ionsamhladh a dhéanamh ar thionchar dáileog foinse carbóin ar SVI nuair a thiteann an cóimheas insilteach C/N go 2, socrófar paraiméadair dearaidh an chórais dosing.
Ar an dara dul síos, déantar cás-staidéir innealtóireachta a dhéanann tagairt d'eispéiris dearaidh rathúla ar ghléasraí cóireála fuíolluisce dá samhail. Mar shampla, gléasra A²O a dhéileálann le fuíolluisce próiseála bia, trí dhearadh "breiseán-umar aeróbach sreafa + aeráil deighilte + scaoileadh sloda beacht," am láimhdeachais sloda rialaithe (SRT) go 10 lá agus dlús sreabháin (F/M) go 0.3 kg BOD₅/(kg MLSS·d). Tar éis trí bliana oibríochta, níor tharla aon bhulcáil filiméadach, agus d’fhan solaid ar fuaidreamh eisilteach (SS) go seasta faoi 10 mg/L. Réitigh gléasra cóireála fuíolluisce cathrach, trí umar aigéadaithe hidrealú agus córas breisithe foinse carbóin, an fhadhb toirtithe de bharr foinsí ísealcharbóin, ag laghdú innéacs toirte sloda (SVI) ó 200 mL/g go 120 mL/g.
IV. Conclúid
Is é "dearadh foinse," ní feabhsúchán oibríochta atá mar chroílár cosc agus rialú toirtithe sloda. Ní mór do dhearadh próisis briseadh tríd an meon traidisiúnta "caighdeáin urscaoilte a chomhlíonadh amháin," ag díriú ar "cothromaíocht éiceolaíoch miocróbach." Is éard atá i gceist leis seo cumraíocht imoibreora a bharrfheabhsú chun micrithimpeallacht a chruthú a chuireann bac ar bhaictéir fhiliméadacha, a chinntíonn fás ceannasach na mbaictéar flocculentach trí mheaitseáil pharaiméadair beacht, agus a neartaítear scaradh uisce sloda agus maolánú riosca trí chórais chuimsitheacha chúnta. Sa todhchaí, le forbairt na monatóireachta cliste agus teicneolaíochtaí insamhalta uimhriúla, déanfar dearadh próisis a uasghrádú tuilleadh go "pearsanta agus beacht"-tréithe cháilíocht an uisce insilteach agus coinníollacha réigiúnacha a chomhcheangal, déanfar straitéisí coiscthe agus rialaithe saincheaptha a dhearadh chun oibriú fadtéarmach cobhsaí agus éifeachtach na gcóras cóireála fuíolluisce a bhaint amach, ag soláthar tacaíocht láidir innealtóireachta do rialachas comhshaoil uisce.
