Szybka odpowiedź: Najpierw ustal, czy Twój ChZT jest cząsteczkowy czy rozpuszczony, ponieważ odpowiedź decyduje o wszystkim. Cząsteczkowy ChZT usuwa się tanio za pomocą koagulacji i sedymentacji lub flotacji. Rozpuszczony ChZT wymaga oczyszczania biologicznego, a tylko uparty pozostały ułamek wymaga zaawansowanego utleniania — i właśnie wtedy budżety zostają zniszczone, jeśli zastosuje się je zbyt wcześnie.
Krok 1: Podziel swój COD przed wyborem sprzętu
ChZT to pomiar, a nie substancja. Dwa ścieki o identycznych odczytach ChZT mogą wymagać całkowicie różnych instalacji. Przede wszystkim należy zlecić laboratorium podanie całkowitego ChZT oraz ChZT po filtracji (rozpuszczonego) dla tej samej próbki.
- Cząsteczkowy ChZT = ogółem minus rozpuszczalne. Jest to materia organiczna niesiona na zawiesinach, i jest to tania frakcja — koagulacja, flokulacja, sedymentacja lub flotacja ciśnieniowa usuwają ją bez żadnej biologii.
- Rozpuszczalny ChZT jest rozpuszczony. Przechodzi prosto przez filtry i osadniki, a jedynie biologiczne oczyszczanie lub utlenianie chemiczne może go usunąć.
Jeśli większość Twojego ChZT ma postać cząsteczkową, a ktoś proponuje Ci system zaawansowanego utleniania, zapytaj dlaczego. Odwrotna sytuacja jest równie częsta: zakład o wysokim stężeniu ChZT rozpuszczonego, wyposażony wyłącznie w osadnik, nigdy nie osiągnie swojego limitu, niezależnie od tego, ile koagulantu zostanie dozowane.
Krok 2: Najpierw wykonaj tanie usunięcie
Każdy kilogram ChZT usunięty fizycznie to kilogram, którego etap biologiczny nie musi napowietrzać. Napowietrzanie jest zazwyczaj największym odbiorcą energii w oczyszczalni tlenowej, więc kolejność operacji ma bezpośredni wpływ na rachunek za energię elektryczną.
| Etap | Usuwa | Względny koszt na kg ChZT |
|---|---|---|
| Przesiewanie i osadzanie | COD cząstek gruboziarnistych i sedymentujących | Najniższy |
| Koagulacja + flokulacja + DAF lub klarownik | Drobne cząstki stałe, koloidalne, związany z olejem ChZT | Niski |
| Fermentacja beztlenowa | COD rozpuszczalny masowo o wysokim stężeniu | Niski — i wytwarza biogaz, zamiast zużywać powietrze |
| Tlenowe oczyszczanie | Pozostały rozpuszczalny ChZT oraz amoniak | Umiarkowany — energia napowietrzania dominuje |
| Zaawansowane utlenianie (ozon, Fenton) | Oporny ChZT, którego biologia nie ruszy | Najwyższy z dużą przewagą |
Pracuj zgodnie z tą listą, od góry do dołu, a nie odwrotnie. Najdroższym błędem w redukcji ChZT jest zakup systemu utleniania do pracy, którą koagulant i osadnik wtórny wykonałyby za ułamek kosztów eksploatacji.
Krok 3: Zdecyduj, czy beztlenowy, tlenowy, czy oba
O tym decyduje stężenie. Ścieki o wysokim stężeniu — z przetwórstwa spożywczego, browarnictwa, produkcji skrobi, oleju palmowego, niektórych strumieni chemicznych — są zwykle najpierw oczyszczane beztlenowo. Napowietrzanie tak dużego ładunku jest kosztowne i generuje dużą ilość osadu nadmiernego; fermentacja beztlenowa usuwa większość zanieczyszczeń przy znacznie niższym koszcie energii, wytwarza znacznie mniej osadu i daje biogaz.
Obróbka tlenowa następnie doczyszcza to, co pozostaje, i usuwa amoniak, którego obróbka beztlenowa nie usuwa. W przypadku rozcieńczonych ścieków oczyszczanie wyłącznie tlenowe jest zwykle prostsze i ogólnie tańsze. Wymiarowanie obu stopni omówiono w jak dobrać wielkość przemysłowej oczyszczalni ścieków.
Krok 4: Sprawdź, co faktycznie ogranicza biologię
When biological COD removal underperforms, the cause is rarely “not enough tank”. Work through these first:
- Składniki odżywcze. Biologia potrzebuje azotu i fosforu w przybliżonej proporcji do węgla. Cukier, skrobia i niektóre ścieki chemiczne są bogate w węgiel i ubogie w składniki odżywcze, a wydajność pozostaje na stałym poziomie, dopóki nie zostaną dozowane składniki odżywcze.
- pH. Poza zakresem roboczym biomasa gwałtownie zwalnia. Sprawdź to w reaktorze, a nie na wlocie.
- Temperatura. Szybkość procesów biologicznych spada wraz ze spadkiem temperatury. Roślina, która kwitnie latem, może obumrzeć zimą, nawet jeśli nic innego się nie zmieni.
- Toksyczność. Chemikalia czyszczące, biocydy, rozpuszczalniki i środki dezynfekujące hamują rozwój biomasy. Rosnący odczyt rozpuszczonego tlenu przy niezmienionym napowietrzaniu często oznacza, że biomasa przestała działać — ostrzeżenie, które jest często błędnie odczytywane jako dobra wiadomość.
- Wiek osadu. Zbyt krótki czas i wymywasz wolniejsze organizmy; zbyt długi i sedymentacja się pogarsza.
Te pięć wyjaśnia zdecydowaną większość słabo działających etapów biologicznych, a cztery z nich można sprawdzić bezkosztowo.
Krok 5: Dopiero wtedy rozważ zaawansowane utlenianie
Niektóre ChZT są oporne — biologia ich po prostu nie usunie. Produkty pośrednie barwników, niektóre pozostałości farmaceutyczne i chemiczne oraz niektóre surfaktanty należą do tej kategorii. Dla nich działają ozon, Fenton lub podobne procesy, przy wysokich kosztach energii i chemikaliów.
Dwie rzeczy warte poznania przed zakupem:
- Zaawansowane utlenianie jest zwykle najbardziej ekonomiczne jako częściowy obróbka — rozbijanie trudno rozkładalnych cząsteczek na biodegradowalne fragmenty, które następnie kolejny etap biologiczny usuwa tanio. Utlenianie aż do dwutlenku węgla rzadko jest ekonomiczną drogą.
- Najpierw przeprowadź test porównawczy na swoim rzeczywistym ścieku. Trudno biodegradowalny ChZT różni się ogromnie w zależności od lokalizacji, a dane dotyczące wydajności od dostawców są generowane na ściekach kogoś innego.
Nie zapomnij o szlamie
Każdy z powyższych etapów usuwania ChZT wytwarza ciała stałe. Koagulacja produkuje osad chemiczny, biologia produkuje nadmiar biomasy, a oba muszą opuścić zakład. Zakład, który rozwiązuje problem ChZT i tworzy niezarządzany problem osadu, przeniósł koszt, a nie go usunął — zobacz ile osadu produkuje oczyszczalnia ścieków i jak pięć etapów leczenia ma się do siebie pod względem rozmiaru.
Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego moje ChZT jest nadal wysokie po koagulacji?
Prawie na pewno dlatego, że Twój ChZT jest głównie rozpuszczony, a nie w formie cząstek stałych. Koagulacja usuwa zawiesiny i substancje koloidalne; rozpuszczone związki organiczne przechodzą przez nią bez przeszkód. Poproś laboratorium o oznaczenie ChZT całkowitego i ChZT po filtracji na tej samej próbce — jeśli obie wartości są zbliżone, koagulacja nigdy nie miała tego rozwiązać i potrzebujesz oczyszczania biologicznego.
Czy obróbka beztlenowa zmniejsza ChZT bardziej niż tlenowa?
Usuwa większość ładunku taniej przy silnych ściekach, ale nie kończy zadania. Fermentacja beztlenowa jest ekonomicznym pierwszym etapem przy wysokim stężeniu, ponieważ zużywa znacznie mniej energii i produkuje znacznie mniej osadu, ale resztkowy ChZT i amoniak pozostają i wymagają później etapu tlenowego.
Czym jest oporny ChZT i jak mogę stwierdzić, czy go mam?
To materia organiczna, której oczyszczanie biologiczne nie usunie. Podejrzewasz to, gdy wydajność biologiczna osiąga poziom znacznie powyżej limitu, podczas gdy wszystkie zwykłe czynniki — substancje odżywcze, pH, temperatura, toksyczność, wiek osadu — są w porządku. Potwierdź testem biodegradowalności w skali laboratoryjnej, zanim wydasz pieniądze na sprzęt do utleniania.
Czy mogę zmniejszyć ChZT bez obróbki biologicznej?
Tylko jeśli ChZT jest głównie w formie cząstek stałych. W takim przypadku koagulacja, flokulacja i flotacja lub sedymentacja mogą wystarczyć. Jeśli znacząca część jest rozpuszczalna, wybór pada na oczyszczanie biologiczne lub utlenianie chemiczne, a utlenianie jest znacznie droższe w eksploatacji.
Dlaczego zimą usuwanie ChZT u mnie się pogarsza?
Szybkość reakcji biologicznych spada wraz z temperaturą, więc ten sam reaktor usuwa mniejsze obciążenie w zimnej pogodzie. Efekt jest najsilniejszy w przypadku wolniej rosnących organizmów. Opcje obejmują zwiększenie wieku osadu, izolowanie lub przykrycie zbiorników albo zaprojektowanie oczyszczalni od początku z myślą o warunkach zimowych, a nie o średniej rocznej.
Dodaliśmy więcej koagulantu, ale woda stała się gorsza. Dlaczego?
Przedawkowanie koagulantu może ponownie ustabilizować cząstki zamiast je destabilizować, przez co jakość kłaczków spada, a sedymentacja się pogarsza. Zwiększa to również objętość osadu bez usuwania większej ilości COD. Wykonaj test naczyniowy (jar test) na aktualnie dopływającej wodzie zamiast dostosowywać dawkę metodą prób i błędów w instalacji pełnowymiarowej.
Prześlij swój profil ChZT, natężenie przepływu i limit zrzutu, a my zaproponujemy sekwencję stopni zamiast pojedynczego urządzenia: poproś o propozycję leczenia.
Ten artykuł jest częścią naszego przewodnika po municipal and industrial wastewater sludge.