Hướng dẫn này ủng hộ việc điều chỉnh tăng dần,-ở quy mô nhỏ dựa trên chất lượng và số lượng nước thải đầu vào, tình trạng bùn sinh hóa và tiêu chuẩn nước thải. Thay đổi tham số mạnh mẽ đều bị nghiêm cấm. Nó được thiết kế để nhân viên vận hành tuyến đầu quản lý các quy trình A²/O và các biến thể của chúng triển khai thực tế.
I. Thiết lập các điều kiện cơ bản (Điều kiện tiên quyết để tối ưu hóa)
Tạo nhật ký các thông số cốt lõi: COD, BOD₅, NH₃‑N, TN, TP, pH và tốc độ dòng chảy; vùng sinh hóa DO, MLSS, SV30, SVI, nitơ nitrat và độ kiềm; SS nước thải làm sạch thứ cấp và các chỉ số chất lượng nước thải khác.
Đánh giá khả năng phân hủy sinh học ảnh hưởng: BOD/COD > 0,3 cho thấy khả năng phân hủy sinh học tốt; 0,2–0,3 là trung bình; < 0,2 cho thấy khả năng phân hủy sinh học kém (ưu tiên tiền xử lý hoặc nguồn carbon bổ sung).
Tính thời gian lưu bùn (SRT). Tiêu chuẩn điển hình của thành phố: 12–20 ngày đối với quá trình loại bỏ nitơ và phốt pho; 10–15 ngày chỉ để loại bỏ nitơ; tránh dùng SRT quá mức cho các quá trình tập trung vào-loại bỏ{6}}phốt pho, vì SRT dài có thể khiến quá trình loại bỏ phốt pho sinh học không thành công.
Tối ưu hóa quy trình không phải là điều chỉnh van dựa trên trực giác; tất cả các điều chỉnh đều phải-theo hướng dữ liệu. Quan sát hệ thống trong 1–2 chu kỳ bùn sau mỗi lần thay đổi trước khi thực hiện các điều chỉnh tiếp theo.
II. Tối ưu hóa quy trình loại bỏ nitơ (Kiểm soát nitơ amoniac và TN)
Nitơ amoniac vượt quá giới hạn (quá trình nitrat hóa không đủ)
Kiểm tra DO ở vùng hiếu khí: Duy trì ở mức 2–3 mg/L; kiểm tra bộ khuếch tán sục khí bị tắc ở những khu vực có độ thông khí kém (vùng chết);
Đảm bảo SRT không quá ngắn; trong mùa lạnh, tăng MLSS và kéo dài SRT một cách thích hợp;
Quá trình nitrat hóa tiêu thụ độ kiềm; nếu độ kiềm của nước thải giảm xuống dưới 70–100 mg/L thì bổ sung chất kiềm (natri cacbonat/natri bicarbonate);
Sốc chất ức chế: Các chất độc hại trong dòng nước vào có thể ức chế vi khuẩn nitrat hóa, khiến nồng độ nitơ amoniac tăng đột ngột; ưu tiên kiểm tra nguồn nước đầu vào và tăng khả năng đệm bể cân bằng nếu cần thiết. Tổng Nitơ quá mức (TN) (Khử nitrat kém)
Kiểm soát chặt chẽ lượng oxy hòa tan (DO) trong vùng anoxic để<0.5 mg/L and prevent oxygen from the aerobic zone from entering the anoxic zone. Do not increase the internal recirculation rate without limit; the typical ratio is 100–200%. An excessively high recirculation rate carries dissolved oxygen into the zone, thereby disrupting denitrification.
Đánh giá nguồn carbon nước thô: Nếu BOD/TN > 4–5 là nguồn carbon đủ; liều lượng carbon bên ngoài chỉ được yêu cầu nếu tỷ lệ này thấp.
Theo dõi nitơ nitrat trong bể anoxic và định lượng nguồn carbon khi cần thiết; tránh dùng quá liều để ngăn chặn sự xuất hiện trở lại của COD trong nước thải.
Kiểm tra dòng tuần hoàn bên ngoài để ngăn oxy được đưa vào thông qua quá trình tuần hoàn của dung dịch nitrat hóa từ bể lắng thứ cấp.
III. Tối ưu hóa quy trình loại bỏ phốt pho (Kiểm soát TP; Sức mạnh tổng hợp sinh học{1}}hóa học)
Cốt lõi của quá trình loại bỏ phốt pho sinh học: Duy trì DO < 0,2 mg/L trong vùng kỵ khí để đảm bảo giải phóng phốt pho bởi các sinh vật tích lũy phốt pho (PAO); quản lý việc thải bùn hợp lý để loại bỏ phốt pho ra khỏi hệ thống thông qua bùn hoạt tính thải. Tránh để bùn quá lâu vì PAO sẽ bị hư hỏng theo thời gian.
Giảm thiểu việc đưa nitơ nitrat vào vùng kỵ khí; nitơ nitrat tiêu thụ nguồn carbon, trực tiếp phủ nhận hiệu quả của việc loại bỏ phốt pho sinh học.
Nếu việc loại bỏ phốt pho sinh học không đạt tiêu chuẩn mặc dù đã đạt đến giới hạn, hãy tiến hành loại bỏ phốt pho hóa học. Ưu tiên sau{1}}định lượng và tiến hành các thử nghiệm trên quy mô-để xác định liều lượng tối ưu; dùng quá liều sẽ làm tăng sản xuất bùn và làm tăng chất rắn lơ lửng (SS) trong nước thải.
IV. Tối ưu hóa hệ thống bùn hoạt tính (MLSS, SV30, SVI)
MLSS: Thông thường là 3.000–4.000 mg/L đối với nước thải đô thị. Tăng thích hợp cho tải có ảnh hưởng cao. Không duy trì nồng độ bùn cao khi tải lượng nước vào thấp; mặt khác, hô hấp nội sinh quá mức xảy ra, dẫn đến lão hóa bùn.
SV30/SVI: SVI tối ưu là 70–150 mL/g.
SVI > 150: Bùn cặn. Đối với việc tạo khối dạng sợi: giảm sốc DO, kiểm soát tải lượng nước vào thấp và tăng lãng phí bùn.
SVI < 50: Bùn bị phân mảnh và già hóa (màu đen, hoạt tính kém); giảm lãng phí bùn và tăng tải lượng hữu cơ. Màu bùn: Vàng-nâu hoặc vàng đất biểu thị điều kiện bình thường (lắng xuống nhanh, nổi trong suốt); màu đen và mùi hôi thường biểu thị tình trạng thiếu khí hoặc kỵ khí; sự tích tụ bọt quá mức cho thấy sự hiện diện của chất hoạt động bề mặt hoặc sự lão hóa của bùn.
Nguyên tắc thải bùn: Xả bùn theo lượng nhỏ thường xuyên thay vì thải theo mẻ lớn cùng một lúc để tránh sập hệ thống.
V. Tinh chỉnh-kiểm soát vùng oxy hòa tan (DO)
Vùng kỵ khí: DO < 0,2 mg/L; sục khí bị nghiêm cấm.
Vùng thiếu khí: DO < 0,5 mg/L.
Vùng hiếu khí: 2–3 mg/L ở đầu vào, 1,5–2,0 mg/L ở đầu ra; duy trì DO cao trong toàn bộ khu vực là không cần thiết.
DO quá mức trong vùng hiếu khí làm tăng mức tiêu thụ năng lượng, đưa DO cao vào vùng thiếu khí/kỵ khí (làm gián đoạn quá trình loại bỏ nitơ và phốt pho) và đẩy nhanh quá trình tiêu thụ nguồn carbon. Sử dụng các bộ truyền động tần số-có thể thay đổi (VFD) trên máy thổi để tự động điều chỉnh thông khí dựa trên sự thay đổi của tải dòng chảy vào và dòng chảy ngày đêm.
VI. Tối ưu hóa quy trình làm sạch thứ cấp để ngăn chặn hiện tượng rửa trôi bùn và SS nước thải cao
Kiểm soát tải thủy lực bề mặt; giám sát rủi ro tràn khi dòng chảy tăng đột ngột.
Giải quyết các tỷ lệ lắng bùn bất thường bằng cách điều chỉnh MLSS kịp thời; ngăn chặn lớp bùn trong bể lắng thứ cấp tăng quá cao.
Duy trì tỷ lệ hoàn trả bên ngoài hợp lý (50–100%): tăng tỷ lệ hoàn trả nếu lớp bùn quá cao và giảm tỷ lệ hoàn trả nếu lớp bùn quá thấp.
Kiểm tra định kỳ: Nếu váng bề mặt hoặc các khối bông lớn nổi lên trên bề mặt, hãy điều tra các nguyên nhân như bùn nổi hoặc quá trình khử nitrat-gây ra bùn nổi (trong đó khí nitơ từ quá trình khử nitrat nâng bùn lên).
Nếu xảy ra hiện tượng bùn nổi-khử nitrat: Giảm thời gian lưu bùn trong bể lắng thứ cấp, tăng tốc độ hồi lưu bên ngoài và tối ưu hóa quá trình khử nitrat anoxic ở thượng nguồn.
VII. Xử lý các kế hoạch dự phòng cho các cú sốc ảnh hưởng
Sốc pH: Nếu pH đầu vào < 6 hoặc > 9 thì ưu tiên đệm vào bể cân bằng; khoảng pH tối ưu cho bùn là 6,5–8,5.
Sốc-tải cao: Nếu COD dòng vào tăng đột biến, đừng tăng cường sục khí một cách mù quáng; ưu tiên duy trì môi trường thiếu khí/kỵ khí để ngăn ngừa độc tính của bùn; pha loãng nước thải hoặc giảm thể tích dòng vào nếu cần thiết. Dòng nước có tải-tải thấp: Trong những ngày mưa hoặc thời gian dòng chảy thấp, hãy giảm MLSS và công suất quạt gió để ngăn chặn quá trình-oxy hóa và lão hóa bùn.
VIII. Những quan niệm sai lầm phổ biến
Tích cực định lượng các nguồn carbon khi TN cao mà không kiểm tra DO hoặc lượng oxy mang theo vùng anoxic-từ tuần hoàn bên trong;
Tăng cường sục khí một cách mù quáng khi nitơ-amoniac cao, đồng thời bỏ qua độ kiềm không đủ hoặc tuổi bùn không đủ;
Phấn đấu đạt MLSS cao và không thải bùn trong thời gian dài dẫn đến bùn bị lão hóa và mất hiệu quả loại bỏ phốt pho;
Duy trì DO cao đồng đều trên toàn bộ bể mà không khoanh vùng dẫn đến mất chức năng kỵ khí và thiếu khí;
Thực hiện những thay đổi mạnh mẽ đối với các thông số cùng một lúc, khiến hệ thống bùn không thể thích ứng và gây ra biến động trong các chỉ số hiệu suất.
IX. Các bước vận hành tiêu chuẩn để tối ưu hóa quy trình
Thu thập dữ liệu chất lượng nước và bùn toàn diện để xác định thông số bất thường cụ thể;
Xác định xem vấn đề có xuất phát từ đặc tính nước thải, điều kiện bùn hoặc thông số vận hành hay không;
Thực hiện những điều chỉnh nhỏ cho một tham số duy nhất; không thay đổi nhiều biến cùng một lúc;
Quan sát hệ thống trong 1–2 chu kỳ bùn và ghi lại những thay đổi về chỉ số hiệu suất;
Chỉ tiến hành điều chỉnh thêm nếu kết quả không đạt yêu cầu.
Điểm mấu chốt: Điều kiện tiên quyết để tối ưu hóa quy trình là duy trì sự tuân thủ nước thải ổn định; nỗ lực tối ưu hóa cần cân bằng mức tiêu thụ năng lượng và hóa chất để đạt được mục tiêu kép là tuân thủ quy định và giảm chi phí.
