Ved anaerob behandling av husholdningsavløpsvann opprettholdes retensjonstiden i mer enn 2 timer, den anoksiske retensjonstiden i mer enn 2 timer, og den aerobe tankens retensjonstid i 6 timer. Det ser ut til at de anaerobe og anoksiske retensjonstidene er for bedre fjerning av organisk materiale. Hvis innholdet av organisk materiale er lavt, må retensjonstiden forkortes? Og hvis innholdet av organisk materiale er høyt, må retensjonstiden forlenges? Hva vil konsekvensen være hvis oppbevaringstiden er for lang eller for kort? Det ser ut til at en lengre aerob retensjonstid er for å lette veksten av nitrifiserende bakterier for mer effektiv fjerning av ammoniakknitrogen. Takk, eksperter, for (populærvitenskapelig forklaring)!
Hydraulisk retensjonstid (HRT) blir ofte oversett i daglig drift, men det er et viktig referansedatapunkt, spesielt for nitrogen- og fosforfjerningssystemer!
1. Hva er Hydraulic Retention Time (HRT)?
Hydraulisk retensjonstid (forkortet HRT) er et begrep som brukes i vannbehandlingsprosesser. Det refererer til den gjennomsnittlige tiden avløpsvannet som skal behandles blir værende i reaktoren, dvs. gjennomsnittlig reaksjonstid mellom avløpsvannet og mikroorganismene i den biologiske reaktoren.
For biologisk behandling må HRT oppfylle kravene til den spesifikke prosessen. Ellers, hvis HRT er utilstrekkelig, vil de biokjemiske reaksjonene være ufullstendige, noe som fører til svakere behandlingseffektivitet. Omvendt kan en for lang HRT forårsake slamaldring i systemet.
Tabell: HRT for ulike prosesser for avløpsvannbehandling
Når behandlingseffektiviteten er dårlig, kan design HRT-verdien brukes til verifisering. Ved verifisering av HRT bør strømningshastigheten inkludere slamreturstrømmen. Hvis HRT er for liten, bør avløpsvannets strømningshastighet reduseres sakte; hvis den er for stor, bør avløpsvannets strømningshastighet økes sakte. Merk at eventuelle endringer i avløpsvannets strømningshastighet bør gjøres gradvis for å unngå å påføre systemet en sjokkbelastning. Gitt den utfordrende naturen til behandling av avløpsvann, bør reduksjon av strømningshastigheten for innkommende avløpsvann ikke gjøres lett; justeringer bør først og fremst gjøres på returstrømmen.
I den konvensjonelle aktivert slamprosessen bestemmer HRT i stor grad graden av avløpsvannbehandling fordi den bestemmer slamretensjonstiden. I MBR-prosessen (Membrane Bioreactor) holder imidlertid separasjonseffekten av membranen mikroorganismer i reaksjonstanken, og oppnår dermed fullstendig separasjon av den hydrauliske retensjonstiden og slamalderen!
2. Beregning av hydraulisk retensjonstid (HRT)
Det er faktisk to typer hydraulisk retensjonstid i avløpsvannbehandling: den ene kalles den nominelle hydrauliske retensjonstiden, og den andre er den faktiske hydrauliske retensjonstiden!
1. Nominell hydraulisk oppbevaringstid
Som navnet antyder, er dette beregningen basert på definisjonen: den hydrauliske retensjonstiden er lik det effektive volumet til avløpsvannbehandlingssystemet delt på innflytende strømningshastighet.
Hvis det effektive volumet til avløpsvannbehandlingssystemet er V (m³), og Q er den timelige innflytende strømningshastigheten (m³/h), så er formelen for hydraulisk retensjonstid:
`HRT=V / Q`
2. Faktisk hydraulisk oppbevaringstid
Den faktiske hydrauliske retensjonstiden refererer til sanntidsavløpsvannet som faktisk forblir i rensesystemet, og det må ta hensyn til slamreturstrømmen:
Hvis det effektive volumet til avløpsvannbehandlingssystemet er V (m³), Q er den timelige innflytende strømningshastigheten (m³/h), og R er slamresirkuleringsforholdet, så er formelen for hydraulisk retensjonstid:
`HRT=V / [(1 + R) Q]`
Så, i et nitrogenfjerningssystem, er den interne resirkulasjonsstrømmen inkludert i beregningen av den faktiske hydrauliske retensjonstiden for den anoksiske tanken? Dette spørsmålet har vært diskutert. Generelt er den interne resirkulasjonsstrømmen ikke inkludert i formelen for den faktiske HRT til den anoksiske tanken. Forskrifter gir vanligvis bare et område for den anoksiske tanken HRT. For beregningen av den anoksiske tanken HRT er det eksterne resirkulasjonsforholdet R inkludert uten tvist; det er generelt akseptert at den effektive innflytende strømningshastigheten er (1+R)Q.
Derfor betraktes den anoksiske tanken HRT generelt som HRT=V / [(1 + R) Q].
Når det gjelder om den interne resirkulasjonsstrømmen skal telles for den anoksiske tanken HRT, sett fra et makroskopisk perspektiv, hvis det interne resirkulasjonsforholdet r=4 eller N, vurderer vi at vannet resirkuleres 4 eller N ganger. Så selv om retensjonstiden per passering er kort, blir den totale tiden over 4 eller N passeringer ekvivalent, noe som effektivt oppveier påvirkningen av den interne resirkulasjonen.
Derfor er den interne resirkulasjonsstrømmen ikke inkludert i formelen.
3. Rollen til hydraulisk retensjonstid (HRT)
Effekt av HRT på nitrogenfjerning
I A²/O-prosessen, under forhold med en tilstrekkelig lang HRT, er det god fjerningseffektivitet for NH₃-N. Hvis HRT er for kort, har de ulike mikrobielle populasjonene i reaksjonstanken ikke nok tid til å vokse, slam vaskes ut for raskt, og både nitrifikasjons- og denitrifikasjonsreaksjonene går ikke fullt ut. Når HRT når en viss verdi, tilstrekkelig til at reaksjonene i hver reaktor kan fortsette fullt ut, gir ytterligere økning av HRT bare en økonomisk belastning uten å gi en mer signifikant forbedring i nitrogenfjerning.
Forskning på hybride MBR-prosesser har imidlertid indikert at innenfor det testede HRT-området (4,97 t - 8.70 t), økte systemets TN-fjerningseffektivitet etter hvert som HRT ble redusert. Dette er fordi under lange HRT-forhold reduseres den organiske belastningshastigheten til systemet, noe som kan intensivere endogen respirasjon av biomasse, påvirke slamaktiviteten og til slutt redusere systemets effektivitet for fjerning av forurensninger. Å redusere HRT kan øke systemets organiske belastningshastighet, og dermed forbedre systemets denitrifikasjonskapasitet og til slutt forbedre ytelsen til nitrogenfjerning.
Effekt av HRT på fosforfjerning
I SBR-prosessen har HRT en relativt liten innvirkning på PO₄³⁻-P-fjerningseffektiviteten; denne prosessen viser ikke signifikant fjerning效果 for PO₄³⁻-P. Dette kan skyldes at denitrifiserende bakterier og polyfosfat-akkumulerende organismer (PAO) begge er heterotrofe. Denitrifiserende bakterier kan ta opp og utnytte VFA før PAO for denitrifisering, og PAO har strengere krav til karbonkilder enn denitrifiserende bakterier – lett biologisk nedbrytbart organisk materiale brukes fortrinnsvis av denitrifiserende bakterier. Dette fører til at mindre karbonkilde blir adsorbert av PAO, tilsvarende mindre VFA, noe som resulterer i mindre PHB (poly- -hydroksybutyrat) generert under anaerobe forhold. Følgelig er energien som kreves for fosforfrigjøring relativt redusert.
Forskning på A²/O-prosessen viser at når HRT øker, øker ikke TP-fjerningseffektiviteten nødvendigvis kontinuerlig, men viser snarere en trend med først å øke og deretter avta. Når HRT er 8 timer, er TP-fjerningseffektiviteten høyest, noe som indikerer den beste fjerningsytelsen. Når HRT øker til 12 timer, viser TP-fjerningseffektiviteten en synkende trend, og ytelsen til fosforfjerning forringes. Dette indikerer at en tilstrekkelig lang HRT er fordelaktig for TP-fjerning. Men etter hvert som HRT øker ytterligere, reduseres TP-fjerningshastigheten gradvis, noe som kan ha en negativ effekt på fosforfjerning. Dette kan skyldes at hvis HRT er for stort, kan det føre til slam