Sekundāro notekūdeņu attīrīšanas iekārtu palaišanas un mikrobu aklimatizācijas stratēģijas: samaziniet nodošanas laiku par 30–50%

Jaunas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas nodošana ekspluatācijā ir liela{0}}sacīkste ar laiku. Katra nestabilas darbības diena nozīmē atļauju pārkāpumus, normatīvo pārbaudi un - viskritiskāk - neapstrādātu vai daļēji attīrītu notekūdeņu nonākšanu vidē. Tomēr jebkuras sekundārās attīrīšanas sistēmas bioloģisko sirdi nevar sasteigt: nitrificējošās baktērijas dubultojas reizi 12–24 stundās, salīdzinot ar 20–30 minūtēm to heterotrofiskajām kolēģēm. Šis izmēģinājuma pētījums atklāj mikrobu pēctecības dinamiku, kas regulē palaišanu,{10}}un nodrošina pārbaudītu darbības rokasgrāmatu, kas samazina nodošanas ekspluatācijā laiku30–50%izmantojot stratēģisku dūņu sēšanu un kontrolētu iekraušanu.

Aukstā sākuma bioloģija

Palaišanas-fāze neapšaubāmi ir visievērojamākais darbības periods jebkuras sekundārās notekūdeņu attīrīšanas iekārtas dzīves ciklā. Atšķirībā no nobriedušām sistēmām, kurās mikrobu kopienas struktūra ir stabila un pašregulējoša, nesen ekspluatācijā nodots aktīvo dūņu baseins sākas kā gandrīz -sterila vide - būtībā liela, gāzēta notekūdeņu tvertne ar nenozīmīgu bioloģiskās attīrīšanas jaudu.

Šo agrīno posmu nosaka trīs pamatproblēmas.Pirmkārt, kopējā biomasas koncentrācija (MLSS) ir daudz zem projektētā mērķa -, parasti zem 500 mg/l, salīdzinot ar 3000–5000 mg/l, kas nepieciešama stabilai darbībai.Otrkārt, mikrobu kopienai trūkst funkcionālās daudzveidības: strauji augošāsNitrosomonasamonjaka oksidēšanai,Nitrobaktērijanitrītu oksidēšanai) nepieciešamas nedēļas, lai izveidotu nozīmīgas populācijas.TrešaisNobriedušas floku struktūras neesamība nozīmē sliktu nosēdināmību, lielu suspendēto cieto vielu daudzumu un neaizsargātību pret biomasas izskalošanos pat pie pieticīgiem hidrauliskās slodzes ātrumiem.

Izmēģinājuma studiju dizains

Lai izolētu galvenos mainīgos, kas nosaka palaišanas -veiktspēju, kontrolēta izmēģinājuma-mēroga aktīvo dūņu sistēma tika darbināta simulētos iekārtas nodošanas ekspluatācijā apstākļos. Reaktors tika iesēts ar nelielu daudzumu atgriezenisko aktīvo dūņu (RAS) no darbojošās komunālās iekārtas un pakāpeniski padots ar sijātiem sadzīves notekūdeņiem. Hidrauliskās aiztures laiks (HAT) tika kontrolēts diapazonā no 8 līdz 12 stundām, savukārt organiskās slodzes ātrums tika pakāpeniski palielināts no aptuveni 0,2 līdz 0,6 kg ĶSP/m³·d visā pētījuma periodā.

Dūņu aiztures laiks (SRT) tika apzināti uzturēts augsts pirmajās 2–3 nedēļās - virs 20 dienām -, lai novērstu biomasas izskalošanos un maksimāli palielinātu lēni -augošo nitrifikatoru aizturi. Kad MLSS tuvojās mērķa koncentrācijai, SRT pakāpeniski tika samazināts līdz projektētajai vērtībai 10–15 dienas.

Visaptveroša uzraudzības programma vienlaikus izsekoja sešas veiktspējas dimensijas:

Mikrobu pēctecības fāzes

Rezultāti atklāja skaidru trīs{0}}fāzu mikrobu pēctecības modeli palaišanas laikā-, kam ir nozīmīga praktiska ietekme uz iekārtu operatoriem un inženieriem, kas nodod ekspluatācijā.

1. fāze: heterotrofiskā dominēšana (1.–7. diena)

Pirmajā nedēļā heterotrofās baktērijas - ar to ātro dubultošanās laiku 20–30 minūšu - kolonizēja reaktoru un noteica bāzes līmeni ĶSP un BSP.₅noņemšana. ĶSP noņemšana būtībā palielinājās no nulles līdz60–70%līdz 7. dienai. Tomēr mikrobu kopiena šajā posmā bija funkcionāli nepilnīga: nitrificējošās populācijas bija tikko nosakāmas, un amonjaka atdalīšana bija niecīga. Mikroskopiskā izmeklēšana parādīja izkliedētas baktēriju šūnas ar minimālu floku veidošanos. SVI vērtības bija augstas (virs 200 ml/g), kas liecina par sliktu nogulsnēšanos.

2. fāze: floku attīstība un nitrifikatoru parādīšanās (8.–21. diena)

Palielinoties biomasas koncentrācijai (MLSS sasniedzot 1500–2500 mg/L), dūņu floku struktūra pakāpeniski kļuva blīvāka un izteiktāka. Vienšūņi - vispirms brīvi peldoši-ciliāti, pēc tam skropstiņi - parādījās pēc kārtas, liecinot par notekūdeņu kvalitātes uzlabošanos un nobriedušu ekosistēmu. SVI vērtības sāka samazināties līdz 100–150 ml/g diapazonam.

Būtiski, ka šajā fāzē amonjaka -oksidējošās baktērijas (AOB) sāka veidot nosakāmas populācijas, lai gan nitrifikācijas veiktspēja joprojām bija nestabila. Amonjaka koncentrācija notekūdeņos ievērojami svārstījās -, dažkārt mainoties no zem 1 mg/l līdz virs 8 mg/l vienas dienas laikā - atkarībā no izšķīdušā skābekļa pieejamības un joprojām -trauslās nitrifikatoru populācijas.

3. fāze: stabila darbība (22.–35. diena un vēlāk)

4.–5. nedēļā sistēma sasniedza gandrīz{2}}līdzsvara stāvokli. MLSS stabilizējās paredzētajā līmenī (3500–5000 mg/l), SVI nostājas zem 120 ml/g, un - galvenais - gan ĶSP noņemšana (virs 85%), gan amonjaka noņemšana (virs 90%) kļuva konsekventa. Nitrifikatoru populācija bija sasniegusi kritisko masu, un bioplēves{14}}floka kompozītmateriālu struktūra aizsargāja pret īstermiņa{15}}slodzes svārstībām.

Sēšanas priekšrocība: par 30–50% ātrāka stabilizācija

Vienīgais visietekmīgākais lēmums palaišanas laikā{0}}ir inokulēt sistēmu ar aktīvām dūņām no esošas, labi{1}}darbinātas iekārtas. Pētījuma salīdzinošie dati bija nepārprotami:

Sēšana ar RAS ievieš jau -strukturētu mikrobu kopienu -, tostarp nitrifikatorus, kuriem pretējā gadījumā būtu vajadzīgas nedēļas, lai izstrādātos tikai no apkārtējās vides inokulācijas. Izsētā sistēma ne tikai ātrāk sasniedz stabilu veiktspēju, bet arī eksponēievērojami zemāka notekūdeņu kvalitātes mainībapārejas periodā. Šī atšķirība ir būtiska iekārtām, kas darbojas saskaņā ar stingrām izplūdes atļaujām no pirmās ekspluatācijas dienas.

Operatīvās kontroles stratēģijas

Pētījumā tika identificētas trīs darbības sviras, kas tieši nosaka darbības uzsākšanas{0}}veiksmi:

1. Augsts SRT agrīnās darbības laikā

SRT saglabāšana iepriekš20 dienaspirmo 2–3 nedēļu laikā ir vienīgā visefektīvākā stratēģija biomasas izskalošanās novēršanai. Tas nozīmē, ka dūņu izšķērdēšana - ir jāsamazina pat līdz nullei pirmajā nedēļā - un uz laiku jāpieņem lielāka MLSS mainīgums kā aiztures cena. Lēni augošajiem-nitrifikatoriem (AOB un NOB) īpatnējais augšanas ātrums ir aptuveni 0,3–0,8 d.^-120 grādos; Jebkurš SRT, kas ir mazāks par 10–12 dienām, var tos izskalot, pirms tie var izveidoties. Kad MLSS tuvojas projektēšanas mērķim, SRT var pakāpeniski samazināt līdz normālām darbības vērtībām.

2. Pakāpeniska organiskās slodzes palielināšana

Trieciena ielāde palaišanas laikā{0}}ir izplatīta un dārga kļūda. Pētījums pierādīja, ka, sākot ar aptuveni30–40% no projektētās slodzesun palielinot par 10–15% ik pēc 3–5 dienām, mikrobu kopiena var pielāgoties bez stresa. Sistēmās, kas tika pakļautas straujai slodzes palielināšanai, tika novēroti izplūdes amonjaka smailes, paaugstināts SVI (norāda, ka stresa -izraisīja sliktu flokulāciju) un dažos gadījumos daļēju nitrifikācijas zudumu, kas prasīja papildu 1–2 nedēļas, lai atjaunotos. Iekraušanas rampas ātrums, kas ir atkarīgs no veiktspējas -, kas palielinās tikai tad, ja iepriekšējās dienas izplūdes amonjaka daudzums ir mazāks par 2 mg/l -, nodrošina vienkāršu, operatoram{12}}draudzīgu lēmumu pieņemšanas noteikumu.

3. Vides stabilitāte

Jaunattīstības mikrobu kopiena ir ļoti jutīga pret vides svārstībām, kuras nobriedusi sistēma absorbētu bez problēmām. Konsekventa izšķīdušā skābekļa (2–3 mg/l aerobās zonās), stabila pH (6,8–7,8) un vienmērīgu ieplūdes raksturlielumu uzturēšana samazina stresu trauslā nitrifikatora populācijā. Temperatūra ir īpaši ietekmīga: zem 15 grādiem nitrifikatora augšanas ātrums dramatiski palēninās, un palaišanas laiks-var pagarināties par50–100%. Iekārtām, kas tiek nodotas ekspluatācijā ziemā, ir jāieplāno atbilstošs budžets un, ja iespējams, jāapsver karsētas sēklu dūņas vai pagaidu iežogojuma apkure.

Praktiskā nodošanas ekspluatācijā rokasgrāmata

Pamatojoties uz pētījuma rezultātiem, tālāk norādītā darbības secība nodrošina uzticamu ceļu uz stabilu darbību{0}}.

Ietekme uz rūpnīcu projektēšanu un aprīkojuma izvēli

Uzsākšanas-atzinumiem ir tieša ietekme uz ārstēšanas tehnoloģijas izvēli. Sistēmas, kuru pamatā ir biofilma-, -, tostarp MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) un IFAS (Integrated Fixed-Film Activated Sludge) -, piedāvā raksturīgās priekšrocības nodošanas laikā salīdzinājumā ar parastajām suspendētajām-augšanas aktīvajām dūņām. Bioplēves sistēmās nesējvide nodrošina pastāvīgu piestiprināšanas virsmu, kas saglabā lēni{8}}augošos nitrifikatorus no sēšanas brīža. Atšķirībā no suspendētajām flokām, kuras var izskalot hidraulisko traucējumu laikā, pievienotā bioplēves populācija ir mehāniski aizsargāta, tādējādi nodrošinot ātrāku nitrifikācijas stabilizāciju un mazāku notekūdeņu mainīgumu kritiskā pārejas periodā.

Turklāt iespēja iesēt bioplēves nesējus atsevišķā, kontrolētā vidē -, piemēram, mazākā sānu-straumes reaktorā ar optimizētiem temperatūras un barības vielu apstākļiem - un pēc tam pārsūtīt iepriekš-kolonizētos nesējus uz galveno reaktoru, piedāvā jaudīgu paātrināšanas stratēģiju iekārtām, kurām ir stingri nodošanas ekspluatācijā termiņi vai ziemas sākuma apstākļi{4}.

Pareizas palaišanas{0}}procedūras nav tikai darbības ērtība, - tās ir būtiskas, lai nodrošinātu stabilu,{2}}ilgtermiņa veiktspēju. Pētījums apstiprina, ka stratēģiskā dūņu sēšana, kontrolēts slodzes pieaugums un optimizēts dūņu aiztures laiks ir efektīvas nodošanas ekspluatācijā stratēģijas pamatā. Šie pasākumi būtiski saīsina stabilizācijas laiku, samazina notekūdeņu kvalitātes mainīgumu pārejas periodā un uzlabo kopējo sistēmas uzticamību jau no pirmajām ekspluatācijas dienām.