Sau khi quy trình AOA đang chạy, thông số nào là quan trọng nhất? Làm thế nào để điều chỉnh chúng?
Có một sự khác biệt đáng kể giữa các kỹ sư và nhà nghiên cứu. Các nhà nghiên cứu có thể thử nghiệm từng thông số một, kiểm soát các điều kiện về trạng thái lý tưởng và dành hàng tháng để có được bộ dữ liệu hoàn hảo. Các kỹ sư không thể làm được điều này; thời gian vận hành chỉ vài tháng, nước cần được bổ sung hàng ngày và nước thải cần đạt tiêu chuẩn hàng ngày. Bạn phải đưa hệ thống về trạng thái hoạt động ổn định trong một khoảng thời gian giới hạn. Bạn cần biết nên đặt những giá trị nào và điều chỉnh theo hướng nào.
Hệ thống thông số của AOA khác với hệ thống thông số AAO – AAO truyền thống là “đa{0}}kết hợp”, với tỷ lệ hồi lưu bên trong, tỷ lệ hồi lưu bên ngoài, tốc độ sục khí và liều lượng nguồn carbon đều ảnh hưởng lẫn nhau nên rất khó điều chỉnh. AOA loại bỏ ống hồi lưu bên trong, dẫn đến khả năng ghép nối giữa các thông số thấp hơn, nhưng mỗi thông số có phạm vi ảnh hưởng rộng hơn và độ nhạy cao hơn. Điều này không có nghĩa là AOA “dễ điều chỉnh” mà đúng hơn là mọi thông số cần được điều chỉnh chính xác hơn.
Tỷ lệ thể tích của vùng kỵ khí, hiếu khí và thiếu khí là một thông số phải được cố định trong giai đoạn thiết kế và khó điều chỉnh đáng kể trong quá trình vận hành-do đó, cần để lại đủ dư trong thiết kế.
Tỷ lệ cơ bản được đề xuất là 1:1:3 đến 4. Trong điều kiện tỷ lệ C/N thấp-C/N dưới 3-nên điều chỉnh thành 1,5:1:4, mở rộng vùng kỵ khí để vi sinh vật có đủ thời gian lưu trữ nguồn carbon bên trong. Ở những khu vực có-nhiệt độ thấp{13}}nhiệt độ nước dưới 15 độ - nên điều chỉnh từ 1:1:4 đến 5, mở rộng vùng anoxic để có đủ thời gian cho quá trình khử nitrat nội sinh.
Nguyên tắc cốt lõi rất đơn giản: vùng anoxic là chiến trường chính, vì vậy tốt hơn hết bạn nên mở rộng hơn. Vùng hiếu khí nên ngắn hơn thay vì dài hơn.-vùng dài hơn sẽ lãng phí nguồn carbon bên trong, trong khi vùng ngắn hơn có thể được bù đắp bằng cách tăng cường sục khí. Các tỷ lệ này không phải là tùy ý mà bắt nguồn từ kết quả đo lường thực tế và tối ưu hóa trong nhiều trường hợp kỹ thuật và-quy mô thí điểm. Khi thiết kế hệ thống, bạn có thể bắt đầu bằng cách tham khảo các tỷ lệ này rồi tinh chỉnh-chúng dựa trên chất lượng nước đầu vào thực tế.
**Nồng độ DO hiếu khí cuối cùng** Đây được cho là thông số kiểm soát quan trọng nhất trong hoạt động AOA.
DO hiếu khí cuối cùng cao đảm bảo đủ quá trình nitrat hóa amoniac-nhưng lượng oxy hòa tan dư thừa đi vào vùng thiếu khí sẽ tiêu thụ nguồn carbon bên trong, dẫn đến giảm quá trình khử nitrat. DO hiếu khí cuối cùng thấp giữ lại tốt nguồn carbon bên trong-nhưng có thể dẫn đến quá trình nitrat hóa không hoàn toàn và dư thừa nitơ amoniac trong nước thải. Giá trị được khuyến nghị là từ 1,0 đến 1,5 mg/L, một "điểm tốt" được xác minh bởi nhiều trường hợp kỹ thuật.
Dữ liệu nghiên cứu cho thấy rằng khi DO (oxy hòa tan) là 1,0 mg/L, tốc độ khử nitrat nội sinh cao nhất ở-vùng thiếu oxy; khi DO vượt quá 2,0 mg/L, DO đầu vào trong vùng thiếu khí sẽ ức chế đáng kể quá trình khử nitrat và tổng tốc độ loại bỏ nitơ giảm từ 5% đến 10%; khi DO dưới 0,5 mg/L, hiệu suất nitrat hóa giảm và lượng nitơ amoniac trong nước thải có thể vượt quá tiêu chuẩn.
Đây là một chi tiết vận hành dễ bị bỏ qua: mức DO cuối cùng trong vùng hiếu khí không thể được điều chỉnh đơn giản bằng cách thay đổi van của thiết bị sục khí cuối cùng. Nếu bạn giảm mức sục khí của nhóm thiết bị sục khí cuối cùng thì tốc độ sục khí của các thiết bị sục khí trước đó vẫn giữ nguyên nhưng mức phân bổ DO tổng thể trong vùng hiếu khí sẽ dịch chuyển về phía trước-DO ở đầu tăng, trong khi DO ở cuối giảm và DO trung bình tổng thể có thể không thay đổi. Cách tiếp cận đúng là điều chỉnh sự phân bố sục khí trong toàn bộ vùng hiếu khí, tăng nhẹ mức sục khí lúc đầu để đảm bảo quá trình nitrat hóa diễn ra nhanh chóng và giảm nhẹ mức độ sục khí ở giai đoạn cuối để giảm DO cuối cùng. Điều này đòi hỏi khả năng điều khiển hệ thống sục khí theo nhóm; bố cục thông khí bằng đường ống đơn-kiểu cũ sẽ kém hiệu quả hơn trong trường hợp này.
Thời gian lưu bùn (SRT)
AOA khuyến nghị SRT từ 20 đến 30 ngày. Tại sao lâu thế? Bởi vì DGAO phát triển chậm hơn nhiều so với vi khuẩn dị dưỡng thông thường. SRT ngắn sẽ khiến chúng bị cuốn trôi, ngăn cản việc hình thành khả năng khử nitrat nội sinh trong hệ thống. Vi khuẩn khử nitrat nội sinh đòi hỏi tuổi bùn đủ dài để tích tụ; điều này được quyết định bởi bản tính “chậm rãi và tỉ mỉ” của họ. Hơn nữa, SRT dài có nghĩa là nồng độ bùn cao, làm tăng tốc độ khử nitrat nội sinh một cách tự nhiên.
Tuy nhiên, SRT dài hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn. Sau 35 ngày, bùn bị lão hóa nghiêm trọng, đặc tính lắng giảm và hoạt tính giảm, ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả xử lý. Trong thực tế, SRT được điều chỉnh bằng cách kiểm soát lượng bùn thải ra-vào mùa đông khi nhiệt độ nước thấp, SRT có thể được kéo dài một cách thích hợp đồng thời giảm lượng bùn thải ra để bù đắp cho tốc độ nitrat hóa giảm.
Mẹo thực tế: Nếu TN (Tổng dung sai nitơ) nước thải của bạn không giảm, sau khi loại trừ các vấn đề về DO (Ôxy hòa tan) và HRT (Thời gian lưu giữ hydro), trước tiên hãy kiểm tra SRT. Nhiều dự án AOA, trong giai đoạn vận hành ban đầu, có thời gian luân chuyển bùn (SRT) dưới 15 ngày. DGAO (chất oxy hóa khí tiêu hóa) thậm chí còn chưa tự hình thành trước khi được thải ra, khiến hệ thống không thể đạt đến trạng thái ổn định. Việc giảm tốc độ xả bùn và cho phép SRT tăng lên trên 25 ngày thường khiến tổng nitơ (TN) bắt đầu giảm.
Nồng độ bùn (MLSS)
MLSS được khuyến nghị cho quy trình AOA là 3500 đến 5000 mg/L. Nếu sử dụng chế độ hồi lưu bùn đơn, giới hạn trên là 4000 đến 5000 mg/L được khuyến nghị để bù cho lượng sinh khối không đủ trong vùng anoxic. Nếu sử dụng chế độ hồi lưu bùn kép thì có thể hoạt động ở giới hạn dưới từ 3500 đến 4500 mg/L.
Lưu ý rằng MLSS quá cao-trên 6000 mg/L-sẽ làm tăng lượng chất rắn trong bể lắng thứ cấp, ảnh hưởng đến hiệu quả tách nước-bùn. Nó cần được xem xét kết hợp với tính toán bể lắng thứ cấp. MLSS cao hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn; tìm được sự cân bằng là quan trọng hơn.
Tổng thời gian lưu thủy lực (HRT)
Tổng HRT của AOA (Bộ sục khí tự động) thường dao động từ 12 đến 18 giờ, tùy thuộc vào chất lượng nước đầu vào và tiêu chuẩn xả thải. HRT này thực sự tương tự như AAO (Bể cá sục khí tự động) truyền thống, thường kéo dài từ 10 đến 16 giờ-và không làm tăng đáng kể thể tích bể mặc dù đã bổ sung quá trình khử nitrat bên trong.
Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng khi tổng HRT giảm từ 11 giờ xuống còn 5 giờ, TN (Tổng nitơ tổng) nước thải vẫn có thể được duy trì ở mức khoảng 7,5 mg/L-điều này là do thời gian hiếu khí được rút ngắn, giảm lãng phí nguồn carbon bên trong. Tất nhiên, đây là một thử nghiệm cực đoan và những cách tiếp cận cực đoan như vậy không được khuyến khích trong kỹ thuật, nhưng ít nhất nó chứng tỏ rằng hiệu quả sử dụng thể tích bể chứa của AOA thực sự cao.
Mối Quan Hệ “Tam Giác” Giữa Các Thông Số
Cuối cùng, một điểm quan trọng cần hiểu là các thông số vận hành của AOA không bị cô lập. Chúng giống như ba sợi dây quấn vào nhau, tạo thành một “hình tam giác”. DO thấp khi kết thúc quá trình xử lý hiếu khí sẽ bảo toàn nguồn carbon bên trong, nhưng nitơ amoniac có thể không đạt tiêu chuẩn; SRT (Thời gian lưu giữ trầm tích) dài hơn dẫn đến tích lũy DGAO nhiều hơn, nhưng bùn bị lão hóa và đặc tính lắng kém; MLSS (Mixed Liquefaction Đình chỉ) cao làm tăng công suất xử lý nhưng làm tăng tải trọng cho bể lắng thứ cấp. Việc điều chỉnh bất kỳ tham số nào cũng phải xem xét tác động của nó đến hai tham số còn lại. Không có tham số chiến thắng duy nhất; chỉ là một quá trình điều chỉnh liên tục và tìm ra điểm cân bằng.
Bạn nên thiết lập đường cong phản hồi tham số trong giai đoạn vận hành thử-ví dụ: sửa DO, điều chỉnh SRT và quan sát các thay đổi TN; cố định SRT, điều chỉnh DO và quan sát sự thay đổi nitơ amoniac. Sử dụng dữ liệu chính xác hơn nhiều so với việc dựa vào kinh nghiệm. Ngoài ra, còn có một tham số khác, mặc dù không được liệt kê trong bảng tham số, nhưng cũng quan trọng không kém-tỷ lệ C/N dòng vào. AOA (Ôxy hóa định hướng axit-) có khả năng thích ứng cao với tỷ lệ C/N, nhưng điều này đòi hỏi phải biết tỷ lệ C/N dòng vào hiện tại. Đối với các nhà máy không có hệ thống giám sát COD và TN trực tuyến, nên lắp đặt càng sớm càng tốt, hoặc ít nhất là giám sát thủ công hàng ngày. Với dữ liệu tỷ lệ C/N theo thời gian thực, bạn có thể xác định xem hệ thống hiện đang ở trạng thái có đủ hay không đủ nguồn carbon và từ đó quyết định nên giảm DO xuống 1,0 hay tăng DO lên 1,5. Mặc dù thông số này không thể điều chỉnh trực tiếp trong phòng điều khiển nhưng nó là cơ sở để điều chỉnh mọi thông số vận hành. Đối với các nhà máy có nguồn lực, nên kết nối dữ liệu từ các thiết bị trực tuyến về hệ thống điều khiển trung tâm, tự động tạo biểu đồ xu hướng thông số hàng ngày, giúp người vận hành có thể nhìn thấy trực quan phản ứng dây chuyền do mỗi lần điều chỉnh thông số gây ra. Trong giai đoạn vận hành ban đầu, nên tiến hành đánh giá thông số toàn diện hàng tuần, có thể kéo dài thành hàng tháng sau khi hoạt động ổn định. Ghi lại các giá trị thông số được điều chỉnh mỗi lần và sự thay đổi tương ứng của chất lượng nước đầu ra. Sau ba tháng, bạn sẽ có cơ sở dữ liệu trải nghiệm của riêng mình, đáng tin cậy hơn nhiều so với việc tham khảo giấy tờ, dữ liệu của người khác.
Điều kiện chất lượng nước của mỗi nhà máy là khác nhau và chi tiết cài đặt thông số cũng sẽ khác nhau. Tuy nhiên, hướng chung là nhất quán-tập trung vào vùng thiếu oxy, kiểm soát chính xác vùng hiếu khí và cho phép đủ thời gian SRT. Nắm bắt được những hướng đi chính này, những sai lệch nhỏ sẽ không khiến hệ thống sụp đổ.
