Tỷ lệ không khí-to-nước: Tỷ lệ giữa tổng thể tích sục khí và thể tích nước thải đã xử lý, thường được đo bằng m³ không khí/m³ nước thải. Đây là thông số kiểm soát quan trọng nhất đối với quá trình sục khí trong bể xử lý sinh học, ảnh hưởng trực tiếp đến lượng oxy hòa tan (DO), quá trình nitrat hóa, tiêu thụ năng lượng, lắng bùn và tạo bọt/nổi. Tỷ lệ không khí-trên-nước là giá trị tham chiếu; biện pháp kiểm soát cuối cùng phải dựa trên-DO trong bể, tình trạng bùn và các chỉ số nước thải.
I. Tỷ lệ không khí-trên{2}}nước không phải là một giá trị cố định; bốn yếu tố ảnh hưởng chính:
1. Chất lượng nước đầu vào
Nitơ amoniac và BOD có tác dụng cao: Tỷ lệ không khí-trên{1}}nước cần phải tăng lên để đảm bảo quá trình nitrat hóa.
Nồng độ nước thải thấp (pha loãng trong mùa mưa): Nên giảm tỷ lệ không khí-trên-nước để ngăn DO quá mức, lão hóa bùn và tạo bọt.
2. Nồng độ bùn (MLSS)
MLSS cao hơn có nghĩa là tổng lượng oxy tiêu thụ lớn hơn; tỷ lệ không khí-với-nước phải được tăng lên đối với cùng một lượng nước. MLSS thấp đòi hỏi phải giảm lượng sục khí thích hợp.
3. Nhiệt độ nước
Nhiệt độ nước thấp (mùa đông): Hiệu suất chuyển oxy giảm, hoạt động của vi khuẩn nitrat hóa kém đi, đòi hỏi tỷ lệ không khí trên nước tăng 20%-40% để có tác dụng tương tự; vào mùa hè, nó có thể được giảm bớt một cách thích hợp.
4. Hiệu suất thiết bị sục khí
Đĩa/ống sục khí vi xốp có khả năng sử dụng oxy cao, cho phép tỷ lệ không khí-trên-nước thấp hơn; các ống đục lỗ cũ hơn có hiệu suất sục khí thấp, đòi hỏi tỷ lệ không khí-trên-nước cao hơn đáng kể. Nếu đầu sục khí bị tắc, ngay cả tỷ lệ không khí-trên{6}}nước biểu kiến cao cũng sẽ không dẫn đến DO (oxy hòa tan) thực tế cao.
II. Cách kiểm soát tỷ lệ không khí{1}}trên{2}}nước trên cơ sở- (Ứng dụng thực tế)
1. Tính tỷ lệ không khí-trên-nước thực tế
Tỷ lệ không khí thực tế-với-nước=Tổng thể tích không khí sục khí (m³/h) ÷ Lượng nước đầu vào tức thời (m³/h)
Tổng thể tích không khí của quạt thổi 8000 m³/h, thể tích nước đầu vào 1000 m³/h, tỷ lệ không khí-to-nước=8:1.
2. Ưu tiên kiểm soát DO, đừng chỉ tập trung vào tỷ lệ không khí-trên{2}}nước.
Giai đoạn hiếu khí Kiểm soát DO: 2,0-3,0 mg/L (nitrat hóa); DO ở cuối giai đoạn hiếu khí trong quá trình khử nitrat không được vượt quá 3 mg/L, vì DO cao được mang theo trong quá trình tuần hoàn sẽ phá vỡ quá trình khử nitrat thiếu oxy.
Nếu tỷ lệ không khí-với-nước đã là 10:1 nhưng DO vẫn<1.5 mg/L: Prioritize checking for aerator blockage and insufficient blower pressure; do not simply increase the airflow.
If the air-to-water ratio is only 6:1, and DO is already >4 mg/L: Luồng khí phải giảm. Sục khí quá mức sẽ khiến bùn bị phân mảnh, bùn nổi và tiêu thụ năng lượng tăng đột biến.
3. Điều chỉnh vùng và bể
Quy trình A²/O:
Vùng kỵ khí/thiếu khí: Nghiêm cấm sục khí; chỉ được phép khuấy.
Giai đoạn trước{0}}hiếu khí: Quá trình phân hủy BOD tiêu tốn nhiều oxy; thể tích không khí có thể được tăng lên một cách thích hợp.
Giai đoạn hậu hiếu khí-Giai đoạn (Vùng nitrat hóa): Đảm bảo DO 2-3 mg/L; giảm DO ở giai đoạn cuối một cách thích hợp để giảm DO được đưa vào vùng thiếu khí bằng dòng chảy ngược.
4. Chiến lược điều chỉnh để thay đổi điều kiện hoạt động
1) Tăng dòng chảy vào và chất lượng nước bị pha loãng trong mùa mưa:
Với lưu lượng tăng lên, nếu tỷ lệ không khí-trên{1}}nước được duy trì ở mức cố định thì tổng thể tích không khí sẽ tăng tương ứng, dễ dẫn đến mức DO quá mức. Trong trường hợp này, nên giảm tỷ lệ không khí-trên{4}}nước, ưu tiên mức DO.
2) Nhiệt độ thấp vào mùa đông:
Đối với cùng một mục tiêu DO, hãy tăng tỷ lệ không khí-trên-nước thêm 20-30%, đồng thời theo dõi quá trình lắng bùn để ngăn chặn sự sục khí và phân tán bùn quá mức.
3) Sốc nitơ amoniac tăng lên:
Tăng nhanh tỷ lệ không khí-trên-nước để ưu tiên quá trình nitrat hóa; điều chỉnh trở lại mức bình thường sau khi nồng độ nitơ amoniac giảm xuống để tránh sục khí cao kéo dài.
III. Các sự cố thường gặp trong việc kiểm soát tỷ lệ không khí{1}}trên{2}}nước
1. Tỷ lệ không khí-trên{2}}nước cao, KHÔNG cao
Rất có thể do hệ thống sục khí bị tắc, màng bị lão hóa và rò rỉ; nồng độ bùn quá cao, với lượng oxy tiêu thụ vượt quá lượng oxy cung cấp. Không tăng cường sục khí; kiểm tra thiết bị trước.
2. Tỷ lệ không khí-trên{2}}nước thấp, DO cao
Tải trọng đầu vào thấp, tỷ lệ thức ăn/vi sinh vật (F/M) thấp, bùn ở trạng thái lão hóa-tải thấp, dễ dàng tạo ra một lượng lớn bùn nổi mịn. Loại bỏ bùn một cách thích hợp và tiếp tục giảm sục khí.
3. Tỷ lệ không khí-trên{2}}nước bình thường nhưng tổng lượng nitơ trong nước thải cao
DO quá cao ở giai đoạn hiếu khí, chất lỏng quay trở lại sẽ mang oxy về bể anoxic, ức chế quá trình khử nitrat. Giảm thể tích khí cuối hiếu khí để giảm DO xuống 1,5-2,5 mg/L.
4. Theo đuổi một cách mù quáng tỷ lệ không khí cao-trên{2}}nước
Hậu quả trực tiếp: Tiêu thụ điện năng tăng đáng kể; vỡ bông bùn, giảm SVI, tăng chất rắn lơ lửng trong nước thải; tăng bọt.