Kunnallisten jätevedenpuhdistamoiden käytössä, kunnossapidossa, teknisessä hallinnassa, prosessien virheenkorjauksessa ja laadunvalvonnassa työskenteleville, vankka peruskonseptien perusta on tarkan toiminnan, vianetsinnän ja vaatimustenmukaisuuden perusedellytys. Vaikka kunnalliset jätevedenkäsittelyprosessit vaihtelevat, taustalla olevat periaatteet pysyvät samoina. kaikki laitteiden käyttö, parametrien ohjaus, prosessin säätö ja lietteen hallinta pyörivät näiden perusteorioiden ympärillä.
Tässä artikkelissa, jossa yhdistyvät yhdyskuntajätevedenpuhdistamoiden toiminnan ja valvonnan tekniset eritelmät ja nykyiset yhdyskuntajätevedenpoistostandardit, hahmotellaan systemaattisesti keskeiset peruskäsitteet, jotka jätevedenpuhdistamoiden tulee hallita. Sisältö on tieteellisesti tiukkaa, ei sisällä alan virheitä, ja se tasapainottaa teoreettisen syvyyden ja käytännön opastuksen, joten se sopii uusille tulokkaille,{1}}yrityksenlaajuiselle koulutukselle ja tekniselle katsaukselle.
I. Ydinpaikannus: Kunnallinen jätevesi ja jätevedenpuhdistuksen ydinlogiikka
1. Kunnallisen jäteveden määritelmä
Yhdyskuntajätevedellä tarkoitetaan erityisesti kaupunkien jätevesien sekajätevettä, valtion ja kaupallisten laitosten julkista viemäröintiä, kunnallista teiden viemäröintiä ja pientä määrää säännöstenmukaisesti liitettyä matalan -pitoisuuden-esikäsiteltyä teollisuusjätevettä. Se on kaupunkien vesiympäristön hallinnan ydinkäsittelykohde.
Toisin kuin teollisuusjätevesille, yhdyskuntajätevesille on ominaista vakaat määrän ja laadun vaihtelut, pääasiassa orgaanista ainesta, liiallisia typpi- ja fosforiravinteita sekä hyvä biohajoavuus. Sen käsittelyssä hyödynnetään ensisijaisesti biologisia prosesseja, joita täydennetään fysikaalisilla ja kemiallisilla käsittelymenetelmillä.
2. Jätevesien käsittelyn perusperiaatteet
Jäteveden käsittelyssä käytetään olennaisesti neljää teknistä menetelmää-fyysistä erotusta, biologista hajoamista, kemiallista flokkulaatiota ja desinfiointistabilointia-, joilla poistetaan tai muunnetaan jätevedessä olevat suspendoituneet epäpuhtaudet, orgaaniset epäpuhtaudet, typpi- ja fosforiravinteet sekä taudinaiheuttajat vaarattomiksi aineiksi. resurssien kierrätystä.
II. Keskeiset ydinveden laatuindikaattorit (laboratoriotestaus + käyttö- ja huoltoydin)
Veden laatuindikaattorit ovat ainoa perusta arvioitaessa prosessin toimintatilaa ja sitä, onko jätevesi standardien mukainen. Kaikki käyttö- ja kunnossapitosäädöt perustuvat näiden indikaattoreiden muutoksiin. Seuraavat ovat kuusi keskeistä ohjausindikaattoria kunnallisille jätevedenkäsittelylaitoksille:
1. COD (kemiallinen hapenkulutus)
Tämä tarkoittaa hapen määrää, joka tarvitaan kaiken orgaanisen aineen täydelliseen hapettumiseen ja vedessä olevan epäorgaanisen aineen pelkistämiseen vahvalla hapettimella.
Keskeinen merkitys: Ilmaisee vesistöjen kokonaissaastetason; mitä suurempi arvo, sitä vakavampi orgaaninen saastuminen.
Prosessin vastaavuus: Poistetaan ensisijaisesti mikrobien hajoamisen kautta biologisissa lammikoissa ja koagulaatiosedimentaatiossa.
Käytännön painopiste: Liiallinen COD johtuu usein kuormitusiskuista, biologisen järjestelmän riittämättömästä aktiivisuudesta ja epänormaalista lietteen laskeutumisesta.
2. BOD5 (5 päivän biokemiallinen hapenkulutus): Viittaa liuenneen hapen määrään, joka kuluu orgaanisen aineen biokemiallisessa hajoamisessa vedessä 5 päivän sisällä.
Keskeinen merkitys: Ilmaisee jäteveden biohajoavuuden ja on avain biologisten prosessien sopivuuden määrittämisessä.
Käytännön standardi: Yhdyskuntajätevesien BOD5/COD-suhde > 0,3 osoittaa hyvää biohajoavuutta ja soveltuvuutta biologiseen käsittelyyn.
3. SS (Suspended Solids): Viittaa veteen liukenemattomiin suspendoituneisiin kiintoaineisiin, mukaan lukien liete, kolloidit, lietejätteet ja orgaaniset suspendoituneet aineet.
Keskeinen merkitys: Vaikuttaa jäteveden kirkkauteen, kuljettaen suuren määrän epäpuhtauksia ja mikro-organismeja;
Prosessin vastaavuus: ritilä, hiekkakammio, toissijainen sedimentaatiosäiliö ja syväsuodatus vaiheittaista --poistoa varten;
Käytännön painopiste: Liiallinen suspendoitunut kiintoaine (SS) jätevedessä johtuu todennäköisimmin lietteen valumisesta toissijaisessa sedimentointisäiliössä, suodatusjärjestelmän viasta tai huonosta flokkulaatiosta.
4. NH₃-N (ammoniakityppi) Viittaa vedessä olevaan typpeen, joka esiintyy vapaan ammoniakin ja ammoniumsuolojen muodossa, rehevöitymisen ydinsaasteena.
Poistoperiaate: Aerobinen nitrifikaatioreaktio; autotrofiset nitrifioivat bakteerit muuttavat ammoniakkitypen nitraatiksi;
Käytännön painopiste: Matala lämpötila, riittämätön liuennut happi, lyhyt lietteen ikä ja riittämätön alkalisuus voivat kaikki johtaa liialliseen ammoniakkityppeen.
5. TN (kokonaistyppi) Viittaa kaikkien vedessä olevien typen muotojen (ammoniakityppi, nitriittityppi, nitraattityppi, orgaaninen typpi) summaan, ja se on vaikein indikaattori jätevedenpuhdistamoiden vaatimusten täyttämiseksi.
- Poistoydin: nitrifikaatio + denitrifikaatiokytkentäreaktio
1. Aerobinen vaihe: Ammoniakkityppi muunnetaan nitraattitypeksi (nitrifikaatio);
2. Anoksinen vaihe: Nitraattityppi muuttuu typpikaasuksi ja vapautuu hiilen lähteen vaikutuksesta (denitrifikaatio);
- Käytännön keskittyminen: Liiallinen kokonaistyppi johtuu usein riittämättömästä hiilen lähteestä hapettomassa vaiheessa, haitattoman ympäristön häiriöstä tai kohtuuttomasta palautussuhteesta.
6. TP (kokonaisfosfori) Viittaa kaikkien fosforin muotojen yhteismäärään vedessä, ja se on leväkukintojen ja rehevöitymisen tärkein syy.
- Poistomenetelmät: biologinen fosforinpoisto + kemiallinen fosforinpoisto
1. Biologinen fosforinpoisto: Anaerobinen fosforin vapautuminen polyfosfaatti-kertyvien bakteerien toimesta ja aerobisten bakteerien liiallinen fosforinotto, joka vapautuu ylimääräisen lietteen kautta;
2. Kemiallinen fosforinpoisto: PAC:n, rautasuolojen ja muiden aineiden lisääminen flokkulaatio- ja sedimentaatiofosforin poistoon;
- Käytännön painopiste: Liiallinen kokonaisfosforin määrä jätevesissä johtuu usein anaerobisen ympäristön epäonnistumisesta, liian pitkästä lietteen iästä tai riittämättömästä aineen annostuksesta.
III. Neljän-tason jätevedenkäsittelyjärjestelmä (koko prosessin ydinkehys)
Täydellinen kunnallinen jätevedenkäsittelyjärjestelmä koostuu neljästä tasosta: esikäsittely, primäärikäsittely, sekundaarinen biologinen käsittely ja tertiäärinen jatkokäsittely. Erityyppisiä saasteita poistetaan kullakin tasolla, eikä näiden tasojen loogista järjestystä voida muuttaa.
1. Esikäsittely (ensimmäinen este influentille)
Ydinrakenteet: Influent well, karkeat ja hienot seulat, pyörrehiekkammio, tasaussäiliö
Ydintoiminto: Poistaa suuret kelluvat roskat, oksat, muovipussit, hiekka ja muut epäorgaaniset epäpuhtaudet; tasapainottaa veden määrää ja laatua; eliminoi huippuvaikutuksia; suojaa loppupään pumppuja, putkistoja ja biologisten järjestelmien laitteita.
Tärkeimmät toiminnot: Oikea-aikainen sihdin puhdistus, säännöllinen hiekanpoisto hiekkakammiosta ja tasaussäiliön vakaa tasonsäätö.
2. Ensisijainen hoito (fyysinen hoito)
Ydinrakenne: Ensisijainen sedimentaatiosäiliö
Ydintoiminto: Poistaa suuret suspendoituneet kiintoaineet, kolloidit ja jotkut orgaaniset epäpuhtaudet vedestä painovoimasedimentaatiolla.
Hoidon vaikutus: Poistaa noin 30 % COD:sta ja yli 50 % SS:stä, mikä vähentää merkittävästi myöhemmän biologisen järjestelmän kuormitusta.
3. Toissijainen käsittely (Biologinen ydinkäsittely) Tämä on yhdyskuntajätevesien käsittelyn ydin, jossa käytetään pääasiassa biologisia prosesseja useimpien orgaanisten aineiden, ammoniakkitypen, kokonaistypen ja kokonaisfosforin poistamiseen.
Perusperiaate: Aktiivilietteen mikrobiyhteisön hyödyntäminen jäteveden epäpuhtauksien adsorboimiseksi, hajottamiseksi ja muuntamiseksi;
Pääprosessit: A²/O, hapetusoja, SBR, MBR, modifioitu A²/O;
Käsittelyvaikutus: Poistaa yli 90 % orgaanisesta aineesta ja ammoniakkitypestä, mikä vähentää olennaisesti tärkeimpiä epäpuhtauksia.
4. Kolmannen asteen edistynyt hoito (päivitys ja vaatimustenmukaisuustakuu)
Ydinrakenteet: Tehokas{0}}sedimentointisäiliö, suodatin, aktiivihiilisuodatin, desinfiointisäiliö
Ydintoiminto: Poistaa jäännösjäännökset suspendoituneesta kiintoaineesta, kolloideista, jäännösfosforista ja pienet määrät orgaanista ainetta toissijaisesta jätevedestä;
Lopullinen desinfiointi: Desinfiointi natriumhypokloriitilla, ultraviolettivalolla ja otsonilla tappaa E. colin ja taudinaiheuttajat, mikä varmistaa jätevesien turvallisen poiston.
IV. Biokemiallisen järjestelmän neljä ydinreaktiota (prosessin virheenkorjauksen perusta)
Kaikki parametrien säädöt biologisissa prosesseissa perustuvat neljään perusreaktioon: anaerobiseen, hapettomaan, aerobiseen ja nitrifikaatioon/denitrifikaatioon. Nämä ovat ydinkäsitteitä, jotka teknikkojen on ymmärrettävä perusteellisesti.
1. Anaerobinen reaktio (ei liuennutta happea, ei nitraattityppeä)
Ympäristöolosuhteet: DO=0, ehdottomasti anaerobinen ympäristö;
Ydintoiminto: Fosforin vapautuminen polyfosfaattia-kerääntyvistä bakteereista, hydrolyysi ja happamoituminen, suurten orgaanisten molekyylien hajoaminen, energian varaaminen myöhempää aerobista fosforinottoa varten;
Keskeinen arvo: Varmistaa tehokkaan biologisen fosforinpoiston ja parantaa jäteveden biohajoavuutta.
2. Anoksinen reaktio (ei liuennutta happea, läsnä nitraattityppeä)
Ympäristöolosuhteet: DO Alle tai yhtä suuri kuin 0,5 mg/l, nitraattityppeä läsnä;
Ydintoiminto: Denitrifikaatio, ulkoisen tai sisäisen hiilenlähteen vaikutuksesta, nitraattityppi muunnetaan typpikaasuksi, jolloin kokonaistyppi poistetaan;
Tärkeimmät käytännön kohdat: Liiallinen ilmastus on ehdottomasti kielletty; varmistaa riittävä hiililähde; kontrolloida sekalipeän refluksointisuhdetta.
3. Aerobinen reaktio (riittävä määrä liuennutta happea)
Ympäristöolosuhteet: DO=2~4 mg/L;
Ydintoiminnot: Kolme ydinreaktiota etenee samanaikaisesti: orgaanisen aineen hajoaminen, nitrifikaatio ammoniakkitypen poistamiseksi ja fosforin otto polyfosfaattia-kerääntyvien bakteerien toimesta;
Tärkeimmät käyttö- ja huoltokohdat: Liiallinen liuennut happi johtaa energiajätteeseen ja lietteen vanhenemiseen; riittämätön liuennut happi johtaa epätäydelliseen hajoamiseen ja liialliseen ammoniakkityppeen.
4. Nitrifikaatio ja denitrifikaatio (typenpoiston ydinlogiikka)
1. Nitrifikaatio: Aerobisissa olosuhteissa nitrifioivat bakteerit ja nitrifioivat bakteerit muuttavat ammoniakkitypen peräkkäin nitriitiksi ja nitraatiksi. Tarvitaan riittävästi happea, alkalisuutta ja pitkää lietteen ikää.
2. Denitrifikaatio: Anoksisissa olosuhteissa denitrifioivat bakteerit käyttävät hiililähteitä pelkistääkseen nitraattitypen typpikaasuksi. Tarvitaan tiukat hapettomat olosuhteet ja tehokas hiililähde.
V. Pääprosessien ydinominaisuudet (sovelletaan yleisesti kunnallisiin jätevedenpuhdistamoihin)
Yleisten kunnallisten jätevedenkäsittelyprosessien välillä ei ole luontaista paremmuus- tai alemmuutta; ainoat erot ovat niiden soveltuvuudessa eri skenaarioihin. Käyttö- ja huoltologiikka pysyy yhtenäisenä:
A²/O-prosessi: Anaerobinen-anoksinen-aerobinen sarjareaktio, joka tarjoaa tasapainoisen typen ja fosforin poiston, vakaan toiminnan ja on yleisin prosessi kunnallisissa jätevedenpuhdistamoissa.
Hapetusojaprosessi: Vahva iskukuormituksen kesto, hyvä lietteen laskeutuskyky ja yksinkertainen käyttö ja huolto, sopii pieniin ja keskikokoisiin{0}}jätevedenpuhdistamoihin.
SBR-prosessi: Sekvensointipanosreaktori, kaikki biokemialliset reaktiot suoritetaan yhdessä säiliössä, mikä eliminoi sekundaarisen sedimentointisäiliön tarpeen, vaatii vähemmän maata ja sopii skenaarioihin, joissa vesitilavuuden vaihtelut ovat suuret.
MBR-prosessi: Kalvoerotus korvaa toissijaisen sedimentointisäiliön ja tuottaa erittäin korkealaatuista-jätevettä, jota voidaan käyttää suoraan talteenotettuna vedena ja joka sopii korkeatasoisiin-poisto- ja uudelleenkäyttöprojekteihin.
VI. Lietteen käsittelyn ja hävittämisen peruskäsitteet (avainkohdat vaatimustenmukaisessa käytössä ja kunnossapidossa)
Jäteveden käsittely ilman lietteenkäsittelyä on tehotonta. Liete on jätevesien käsittelyn sivutuote, ja sen asianmukainen hävittäminen on ratkaisevan tärkeää jätevedenpuhdistamoiden toiminnan kannalta.
1. Lietteen määritelmä: Liete on sekoitus kiinteitä ja puolikiinteitä suspendoituneita aineita, joita syntyy jäteveden käsittelyn aikana sieppauksen, sedimentaation ja biokemiallisten reaktioiden kautta. Se sisältää runsaasti orgaanista ainetta, mikro-organismeja, typpeä ja fosforia sekä pieniä määriä epäpuhtauksia.
2. Avainilmaisin: Lietteen kosteuspitoisuus
Tämä viittaa vesimassan prosenttiosuuteen lietteen kokonaismassasta ja on lietteen hävittämisen keskeinen ohjausindikaattori.
Väkevän lietteen kosteuspitoisuus: 97 % ~ 99 %;
Lietteen kosteuspitoisuus mekaanisen vedenpoiston jälkeen: Noin 80 % (peruskansallinen hävitysvaatimus).
3. Täydellinen lietteen hävitysprosessi: Lietteen sakeutus → Mekaaninen vedenpoisto → Stabilointikäsittely (kompostointi, poltto, rakennusmateriaalien hyödyntäminen, vaatimustenmukainen kaatopaikka). Summittamaton upottaminen ja suora tyhjennys ovat ehdottomasti kiellettyjä.
4. Ylimääräisen lietteen ydinrooli: Biologinen järjestelmä tyhjentää säännöllisesti ylimääräisen lietteen, poistaen ylimääräisen fosforin ja vanhenevat mikro-organismit järjestelmästä. Tämä ylläpitää lietteen ikääntymistasapainoa ja vakaata mikrobitoimintaa ja on ydintoiminto lietteen bulkkia, lietteen vanhenemista ja standardien ylittymistä jäteveden estämiseksi.
VII. Jätevedenpuhdistamon toiminnan ja kunnossapidon perusperiaatteet (ohjaava käytännön yhteenveto)
Vedenlaadun ensisijainen periaate: Kaikki laitteiden käynnistykset{0}}, sammutukset, parametrien säätö ja kemikaalien annostelu perustuvat jätevesistandardien ja prosessin vakauden saavuttamiseen.
Ympäristövyöhykevalvonta: Anaerobisten, hapettomien ja aerobisten ympäristöjen tiukka erottaminen toisistaan sekä sekakerrossedimentoitumisen ja liuenneen hapen häiriöiden estäminen on olennaista typen ja fosforin poistamiseksi.
Dynaaminen kuormituksen tasapainotus: Kun tulovirtaus ja veden laatu vaihtelevat, ilmastusnopeuteen, palautussuhteeseen, hiililähteen annostukseen ja lietteen poistoon tehdään oikea-aikainen säätö iskukuormituksen kestämiseksi.
Liete{0}}Vesi-Ilma-Kemiallinen synergia: lietteen kunnon, liuenneen hapen, hydraulisen retentioajan ja kemikaalien annostelun neljää avaintekijää ohjataan synergistisesti. yhtäkään ei voi jättää väliin.
Yhteensopiva suljetun{0}}silmukan hallinta: Kattava ja yhteensopiva jäteveden, lietteen, hajun ja melun hallinta kaupunkien jätevedenkäsittelylaitoksen toimintastandardien mukaisesti.
Johtopäätös
Yhdyskuntajätevesien käsittely saattaa tuntua toistuvalta työltä, johon liittyy laitteiden käyttöä ja parametrien ohjausta, mutta sen kilpailukyky on aina vahvassa teoriapohjassa. Kaikki prosessihäiriöt, standardien ylittävä jätevesi ja toiminnallinen kaaos johtuvat olennaisesti peruskäsitteiden ja ydinperiaatteiden ymmärtämättömyydestä. Näiden peruskäsitteiden perusteellinen ymmärtäminen on välttämätöntä kaikille jätevedenpuhdistamojen työntekijöille. Sen avulla he voivat nopeasti ymmärtää prosessilogiikkaa, tehdä tarkan vianetsinnän käyttö- ja kunnossapitoongelmista ja edetä "ammattitaitoisesta toiminnasta" "ammattimaiseen tekniseen hallintaan".