BAF-prosessin toiminnan ja ohjauksen avainkohdat

Nykyisessä vedenkäsittelyteknologiajärjestelmässä biologisista ilmastettuista suodattimista (BAF) on tullut yksi yleisimmistä vaihtoehdoista kunnallisen jäteveden ja joidenkin teollisuuden jätevesien edistyneessä käsittelyssä, koska ne sisältävät biologisen hajoamisen ja fyysisen suodatuksen. Perinteiseen aktiivilieteprosessiin verrattuna BAF-prosessilla on pieni jalanjälki, korkea käsittelyteho ja vakaa jäteveden laatu. Sen käyttöolosuhteiden tieteellinen valvonta määrää kuitenkin suoraan hoidon vaikutuksen ja käyttökustannukset. Tässä artikkelissa, jossa yhdistyvät teknisiä sovelluksia ja kokeellisia tietoja, analysoidaan syvällisesti BAF-prosessin toiminnan ja ohjauksen avainkohdat, erityisesti tärkeimmät parametrit kuormituksen, vesi-ilmasuhteen, vastahuuhtelun ja toiminnanhallinnan suhteen, ja tarjotaan dataan perustuvia viitteitä, jotka auttavat vedenkäsittelyn ammattilaisia ​​ymmärtämään ja soveltamaan tätä prosessia paremmin.

BAF:n suunnittelussa ja käytössä kuormitus on kriittisin ohjaustekijä. Kaksi yleistä kuormitusindeksiä ovat hydraulinen kuorma ja tilavuuskuorma. Tilavuuskuorma on usein BOD₅, NH₃-N tai NO₃-N, ja erilaiset käyttötavoitteet vaativat erilaisia ​​kuormia.

Hiiletyt BAF:t mahdollistavat suurimman tilavuuslatausnopeuden ja kestävät korkeampia orgaanisen aineksen pitoisuuksia; nitrifioivilla BAF-yhdisteillä on suhteellisen pienemmät kuormitusnopeudet, ja ammoniakkitypen poisto edellyttää pidempiä retentioaikoja ja vakaampaa liuenneen hapen syöttöä; denitrifioivat BAF:t vaativat suuremman hydraulisen kuormituksen ylläpitääkseen typenpoistotehokkuutta. Prosessin optimointi tulee tehdä suunnitteluprojektien todellisten jätevesitavoitteiden perusteella. Esimerkiksi suuren-kuormituksen hiiltymistä voidaan käyttää teollisuusjäteveteen ensisijaisesti orgaanisen aineksen poistamiseen, kun taas ammoniakkitypen poisto kunnallisista jätevesistä vaatii pienemmän tilavuuskuormituksen. Lisäksi alasvirtauksen BAF:t käyttävät yleensä pienempiä latausnopeuksia, kun taas ylävirtauksen BAF:t voivat käyttää suurempia latausnopeuksia.

Perinteisiin aktiivilieteprosesseihin verrattuna BAF:illa on paremmat massansiirtoolosuhteet ja korkeampi hapen käyttöaste, mikä mahdollistaa suhteellisen alhaisemman ilman{0}}/-veden suhteen. Tutkimukset osoittavat, että 1 kg:n BOD₅:n poistaminen vaatii 0,42–0,8 kg O₂:n happea. BAF:n keskimääräinen hapen saanti on noin 0,51 kg O₂/kg BOD, paljon pienempi kuin tavanomaisten aktiivilieteprosessien 1,0–1,2 kg O2/kg BOD.

Hiiltynyttä BAF-toimintoa käytettäessä tavanomainen ilman{0}}/-vesisuhde on (3–7):1. Jos ensisijaisena tavoitteena on ammoniakkitypen poisto, 1 kg NH₃-N:n poistamiseen tarvittava ilmansyöttö on noin 70 m³. Tämä tarkoittaa, että BAF voi tehokkaasti vähentää ilmastuksen energiankulutusta varmistaen samalla riittävän liuenneen hapen, mikä on suuri etu. Suunnittelussa on kuitenkin ratkaisevan tärkeää huomata, että liian alhainen ilman{10}}/-vesisuhde voi johtaa happivajeeseen suodatinkerroksessa ja nitrifikaatiotehokkuuden heikkenemiseen. liian korkea ilman{12}}veteen{13}}suhde lisää energiankulutusta ja voi vaikuttaa suodatinmateriaalin ja biokalvon vakavuuteen.

Suodatinpeti saattaa tukkeutua käyttöjakson jälkeen suspendoituneen kiintoaineen vangitsemisen ja biokalvon paksuuntumisen vuoksi. Siksi vastapesu on olennainen toimintavaihe. Tällä hetkellä yleisesti käytetty menetelmä on yhdistetty ilma-veden takaisinhuuhtelu.

1. SS-ohjaus
Jotta suspendoituneet kiintoaineet eivät tukkeutuisi suodatinpetiin, sisäänvirtaava SS tulee säätää alle 60–100 mg/L. Yleisiä esikäsittelytoimenpiteitä ovat sedimentointi tai vaahdotus. Muuten se ei ainoastaan ​​johda lisääntyneeseen paineen laskuun suodatinpedissä, vaan lisää myös vastahuuhtelutaakkaa.

2. Takaisinhuuhteluveden iskukuorma
Lyhyen jakson ja vastahuuhtelun suuren intensiteetin vuoksi, jos paluuvesi pääsee suoraan etummaiseen-hoitoyksikköön, se voi aiheuttaa helposti iskukuormituksen. Ratkaisuja ovat: tasaussäiliön (välipuskurisäiliö) perustaminen puskuroimaan vesimäärän ja veden laadun vaihtelut; ja ajoittaa vastahuuhteluaika kohtuullisesti, jotta vältetään päällekkäisyys huippuhuipun kanssa.

3. Fosforin poiston ja desinfioinnin synergistiset kysymykset
Edistyneessä käsittelyssä tai kierrätetyn veden uudelleenkäytössä BAF:a käytetään usein sarjassa kemiallisten fosforinpoisto- ja desinfiointiyksiköiden kanssa. Erityistä huomiota on kiinnitettävä seuraaviin seikkoihin: kemiallisten aineiden vaikutus biofilmiin, kuten mahdollisuus, että liialliset rauta- tai alumiinisuolat voivat estää biologista aktiivisuutta; ja vastahuuhtelujärjestelmän ja desinfiointijäämien yhdistäminen toissijaisen saastumisen välttämiseksi.

Yhteenvetona voidaan todeta, että BAF (Body Fluidization) on prosessi, jossa yhdistyvät korkea tehokkuus ja tiiviys, ja sitä on käytetty laajalti edistyneessä kunnallisessa jätevedenkäsittelyssä, teollisuuden jäteveden käsittelyssä ja kierrätetyn veden hyödyntämisessä. Se ei kuitenkaan ole "ihkelääke". Sen maksimaalinen tehokkuus voidaan saavuttaa vain sivustokohtaisella-käytön ja hallinnan hienostuneella hallinnalla. Kuormituksen hallinta määrittää, voidaanko hoitotavoitteet saavuttaa; ilma-vesi---suhteen säätö liittyy energiankulutukseen ja typenpoistotehokkuuteen; vastapesu on pitkän aikavälin vakaan toiminnan ylläpitämisen-ydin; ja SS (suspended solids) ja paluuveden hallinta ovat "piilotettuja ehtoja" järjestelmän terveen toiminnan varmistamiseksi. Tulevaisuudessa älykkään vedenhallinnan ja automaattisen ohjaustekniikan kehittymisen myötä BAF:n toiminnasta ja ohjauksesta tulee entistä hienostuneempaa ja älykkäämpää, ja sen rooli vihreissä ja vähähiilisessä{8}}vedenkäsittelyjärjestelmissä tulee entistä tärkeämmäksi.