1. Requisiti tecnici per la messa in servizio
Lo scopo della messa in servizio è determinare le condizioni operative ottimali del processo e coltivare i microrganismi per adattarsi alla qualità delle acque reflue.
Durante la messa in servizio, le procedure operative devono essere seguite rigorosamente. Dovrebbero essere condotte ispezioni regolari del funzionamento delle apparecchiature e dei parametri dei punti di controllo del processo. I cambiamenti nel trattamento dell'acqua dovrebbero essere monitorati tempestivamente attraverso l'analisi dei dati di laboratorio, l'esame microscopico dei campioni biologici, l'osservazione visiva e l'analisi degli odori.
Durante la messa in servizio devono essere soddisfatti i seguenti requisiti tecnici:
Il processo a fanghi attivi richiede il mantenimento di un rapporto appropriato tra nutrienti-e-microrganismi nel serbatoio SBR, fornendo i nutrienti necessari e garantendo un buon contatto tra i microrganismi e la materia organica. Queste sono questioni che dovrebbero essere considerate durante la fase operativa.
1. Il valore MLSS è un parametro importante per il processo a fanghi attivi. Inoltre, SV, SVI, ecc. dovrebbero essere misurati frequentemente. L'analisi di questi dati rilevanti determina l'età dei fanghi per guidarne lo scarico.
2. Prima della messa in servizio del processo, gli operatori devono seguire una formazione approfondita, studiare piani e documenti tecnici pertinenti e sviluppare procedure di processo, procedure operative e precauzioni pertinenti per garantire il regolare svolgimento della messa in servizio e la sicurezza delle attrezzature e del personale durante il processo di messa in servizio.
3. Oltre alla regolazione dei parametri di processo, è necessario tenere registrazioni dettagliate del funzionamento dell'apparecchiatura durante la messa in servizio.
4. Durante la fase di messa in servizio, il controllo e gli aggiustamenti del processo dovrebbero concentrarsi sulla coltivazione e sull'acclimatazione dei fanghi. È necessario verificare lo stato operativo di ciascuna sezione dell'apparecchiatura e condurre un controllo, un'osservazione, una registrazione e un'analisi efficaci del funzionamento dell'impianto di trattamento delle acque reflue. Dovrebbero essere disponibili dati analitici sufficienti per la qualità delle acque influenti ed effluenti e per i fanghi attivi.
5. Durante la fase di messa in servizio, la qualità dell'acqua effluente e il tasso di rimozione degli inquinanti possono essere inferiori ai requisiti per il normale funzionamento, in particolare per la rimozione di fosforo e azoto, che potrebbero non essere richiesti nella fase iniziale di messa in servizio.
2. Piano di messa in servizio degli influenti
1. Lavoro preparatorio prima della messa in servizio
1) Preparazione di strumenti e attrezzature:
Un microscopio con ingrandimento pari o superiore a 400x; strumenti sperimentali e reagenti rilevanti per la misurazione di pH, conducibilità, CODcr, azoto ammoniacale e Tp; un termometro; apparecchiature sperimentali rilevanti per la misurazione MLSS.
2) Personale: X persone. Dovrebbe essere assegnato personale di laboratorio dedicato o part-time.
3) Prova di pressione e prova di tenuta dell'unità di trattamento; circolazione dell'acqua e dell'aria nel sistema di tubazioni.
4) Misurazione della qualità e della quantità dell'acqua grezza (CODcr, N, P, pH, temperatura dell'acqua) e sviluppo di piani di messa in esercizio adeguati.
2. Coltivazione e acclimatazione dei fanghi
La chiave per il trattamento delle acque reflue del processo SBR risiede nel disporre di una quantità sufficiente di fanghi attivi ad alte-prestazioni. Pertanto, la coltivazione dei fanghi attivi è il primo passo nella produzione e nel funzionamento dell'SBR. L’acclimatazione comporta l’eliminazione e l’induzione della comunità microbica mista a diventare un sistema microbico in grado di trattare le acque reflue.
1) Coltivazione a Fanghi Attivi nella Vasca SBR
La coltivazione a fanghi attivi prevede la fornitura ai microrganismi dei fanghi attivi di determinate sostanze che promuovono la crescita, ossigeno disciolto, temperatura e pH adeguati. In queste condizioni, dopo un periodo di coltivazione, si formano fanghi attivi che aumentano gradualmente, fino a raggiungere la concentrazione di fanghi necessaria per il trattamento delle acque reflue.
La coltivazione e l'acclimatazione dei fanghi durante il processo di messa in servizio delle officine (impianti) di trattamento delle acque reflue sono strettamente legate al clima regionale. Per rispettare il programma di messa in servizio, è possibile utilizzare metodi di coltivazione diretta, di coltivazione su scala-up o di coltivazione intermittente.
UN. Metodo di coltivazione diretta (acque reflue domestiche)
La coltivazione diretta è ampiamente utilizzata nel trattamento delle acque reflue domestiche. Nelle stagioni più calde, il serbatoio di aerazione viene prima riempito con acque reflue domestiche e aerato (ossia aerazione senza aspirazione di acque reflue) per diverse ore prima dell'afflusso e del deflusso continui. La portata di afflusso viene gradualmente aumentata ed i fanghi non vengono scaricati ma rimangono interamente nella vasca di aerazione. Dopo diversi giorni di funzionamento continuo, i fanghi attivi inizieranno ad apparire e ad aumentare gradualmente. In alternativa, i fanghi disidratati estratti da impianti di trattamento delle acque reflue simili possono essere aggiunti in proporzione al serbatoio di reazione e coltivati utilizzando lo stesso metodo fino a quando MLSS e SV raggiungono valori adeguati.
Poiché le acque reflue domestiche contengono sostanze nutritive adeguate, i fanghi raggiungeranno rapidamente il livello richiesto. Durante il periodo di coltivazione (soprattutto nella fase iniziale), a causa della bassa concentrazione di fanghi, è importante controllare il tasso di aerazione per evitare un'aerazione eccessiva-e la disintegrazione dei fanghi.
B. Coltivazione-intensificabile (industriale)
Per le aree prive di sistemi di trattamento biologico nelle vicinanze o per sistemi di trattamento delle acque reflue industriali su larga scala-dove l'inoculazione dei fanghi è difficile, è possibile utilizzare anche la coltivazione su larga scala.
Basato sulla rapida crescita e riproduzione dei microrganismi, questo metodo imita il processo di coltura a più- fasi nelle industrie di fermentazione, dove l'inoculo viene introdotto in un serbatoio di semi e quindi in un fermentatore. I contenitori adatti vengono selezionati in base alle condizioni locali per espandere la cultura in più fasi. Ad esempio, in una vasca di reazione, viene aggiunta un'elevata concentrazione di feci per aumentare la concentrazione e i nutrienti nelle acque reflue. Successivamente, i canali vengono riempiti con acque reflue e la coltura viene espansa utilizzando il metodo sopra descritto. Questo processo viene poi ampliato e, infine, i fanghi vengono espansi fino a coprire l'intero serbatoio di aerazione.
C. Metodo di coltura intermittente (piccola proporzione di liquami domestici, grande proporzione di liquami industriali)
Questo metodo è adatto per gli impianti di trattamento delle acque reflue urbane in cui la percentuale di acque reflue domestiche è relativamente piccola. Le acque reflue vengono immesse nel serbatoio di aerazione, con un volume compreso tra circa 1/4 e 1/3 del volume del serbatoio. L'aerazione viene eseguita per un periodo (circa 4-6 ore), seguita dalla sedimentazione per 1-1,5 ore. Il surnatante viene scaricato, con un volume di scarico pari a circa il 50% del volume totale. Le acque reflue vengono quindi aggiunte gradualmente e l'operazione di cui sopra viene ripetuta 1-3 volte al giorno fino a quando il contenuto di fanghi nel liquido misto raggiunge il 15%-20%. Per abbreviare il tempo di coltura, per l'inoculazione possono essere utilizzati anche i fanghi residui di impianti simili di trattamento delle acque reflue.
2) Acclimatazione dei Fanghi Attivi in Vasche SBR
Oltre alla coltivazione, i fanghi attivi nei serbatoi SBR dovrebbero essere acclimatati alle acque reflue da trattare. I metodi di acclimatazione si dividono in acclimatazione asincrona e acclimatazione sincrona.
L'acclimatazione asincrona prevede innanzitutto la coltivazione dei fanghi con liquami domestici o acqua fecale diluita, quindi l'aumento graduale della proporzione di acque reflue industriali nel mezzo di coltura per acclimatare i fanghi.
L'acclimatazione sincrona prevede l'aggiunta di una piccola quantità di acque reflue industriali durante la coltivazione iniziale dei fanghi attivi con liquami domestici, quindi l'aumento graduale della percentuale di acque reflue industriali nel mezzo di miscelazione per consentire ai fanghi attivi di adattarsi alle caratteristiche delle acque reflue industriali.
Una volta che la quantità di fanghi attivi nel serbatoio SBR raggiunge il livello richiesto, l'afflusso dovrebbe essere gradualmente aumentato per acclimatare ulteriormente i fanghi attivi alle esigenze di rimozione di fosforo e azoto. Quando tutti gli indicatori degli effluenti del sistema SBR soddisfano i requisiti di progettazione e funzionano stabilmente per 2-3 giorni, il processo SBR viene considerato messo in servizio con successo.
3. Passaggi specifici per la messa in servizio del sistema SBR
1) Affluente: nella fase iniziale di messa in servizio, poiché i fanghi attivi non si sono ancora completamente adattati alla qualità dell'acqua trattata, la portata dell'affluente dovrebbe essere inizialmente piccola e gradualmente aumentata. Una volta che l'effluente soddisfa gli standard, la portata dell'affluente può essere gradualmente aumentata per evitare shock di carico e un'eccessiva disattivazione dei fanghi. Il processo di influente dura circa 1 ora. Prima dell’immissione degli affluenti, dovrebbero essere prelevati campioni per misurare il pH, il COD, l’azoto ammoniacale e il fosforo totale.
2) Reazione: dopo l'aspirazione dell'influente, accendere il ventilatore e regolare il volume dell'aria per controllare il valore DO tra 2-4 mg/L. Operare nella seguente sequenza: "Aerazione per 2 ore - Aerazione interrotta per 1 ora - Aerazione per 2 ore - Aerazione interrotta per 1 ora - Aerazione per 2 ore". Durante l'aerazione, l'SV30 deve essere misurato e mantenuto al 20%-30%. Se necessario, dovrebbero essere prelevati dei campioni per misurare il valore MLSS. Questo processo può essere impostato in modo flessibile in base all'orario di lavoro. Quando il COD non diminuisce più inizia la fase di sedimentazione. Se è disponibile la misurazione COD, è possibile utilizzare la misurazione rapida online; in caso contrario, l'operazione dovrebbe basarsi sull'esperienza o su un tempo fisso.
3) Sedimentazione: Dopo l'aerazione finale durante il periodo di reazione, inizia il periodo di sedimentazione. Generalmente, dopo aver interrotto l'aerazione e lasciato indisturbato il serbatoio, la sedimentazione è completa in circa 2 ore e il surnatante può essere scaricato. I campioni devono essere prelevati e analizzati al termine della fase di sedimentazione.
4) Drenaggio: Dopo la sedimentazione il surnatante diventa limpido. Aprire la valvola di scarico all'elevazione più alta per scaricare l'acqua al di sopra dell'elevazione della valvola.
5) Decantazione: durante il periodo di sedimentazione, i fanghi devono essere scaricati in modo appropriato in base al valore SV misurato durante il periodo di reazione per mantenere il valore SV entro un intervallo ragionevole.
3. Controllo dei parametri del sistema SBR
Durante la messa in servizio e il funzionamento di prova, sulla base dei dati di laboratorio, delle osservazioni microbiche e di eventuali anomalie, è necessario apportare le opportune modifiche ai parametri operativi per mantenerli entro intervalli adeguati.
1. Controllare la qualità e la quantità delle acque reflue grezze per garantire che soddisfino i requisiti del sistema di trattamento dei fanghi attivi.
Nella messa in servizio effettiva, la qualità delle acque reflue grezze è difficile da controllare; la pratica abituale è controllare la portata. Per mantenere la relativa stabilità del sistema durante la fase di messa in servizio, il carico inquinante dovrebbe essere aumentato nel modo più uniforme possibile, ovvero:
Qualità dell'acqua (kg-CODcr/m3) × Volume dell'acqua (m3/d)=Inquinanti totali (kg-CODcr/d)
Durante la messa in servizio, il carico di fanghi deve essere mantenuto relativamente stabile in base all'avanzamento e alle esigenze della fase di messa in servizio per evitare carichi d'urto. I carichi d’urto spesso portano alla morte di un gran numero di microrganismi o a cambiamenti nella comunità microbica, e il ripristino del sistema può richiedere diversi giorni.
2. Mantenere una popolazione microbica relativamente stabile nel sistema
Questo è fondamentale nel processo di messa in servizio del sistema di trattamento SBR. Il processo di messa in servizio riguarda anche la ricerca dei parametri operativi ottimali (come la concentrazione dei fanghi). Per un sistema normalmente funzionante, la qualità e la quantità delle acque reflue grezze sono incontrollabili; ovvero, indipendentemente dalla qualità e dalla quantità delle acque reflue grezze, il sistema deve raccogliere e trattare tutta l'acqua in entrata per soddisfare gli standard. Pertanto è fondamentale mantenere un valore di concentrazione dei fanghi adeguato, garantendo che variazioni all'interno del range di errore accettabile non influenzino la stabilità operativa del sistema e l'efficienza del trattamento.
Per mantenere la stabilità relativa del sistema durante il funzionamento, la quantità di fanghi nel sistema dovrebbe essere mantenuta relativamente stabile, vale a dire:
Concentrazione di fanghi (kg-MLSS/d•m3) × volume del serbatoio (m3)=Fanghi totali nel serbatoio (kg-MLSS/d)
Il mantenimento di una quantità stabile di fanghi nel sistema si ottiene determinando la quantità giornaliera di fanghi in eccesso scaricati. Gli indici dei fanghi in eccesso includono: carico di fanghi, indice dei fanghi ed età dei fanghi.
3. Mantenimento di una concentrazione di ossigeno disciolto nel liquore miscelato sufficiente a soddisfare le esigenze dei microrganismi
Per il processo SBR, il valore DO nel reattore non è fisso. Nella fase iniziale della reazione, a causa dell'aerazione iniziale e dell'introduzione di una grande quantità di materia organica, il valore DO è basso. Man mano che la reazione procede, il valore DO aumenta gradualmente. Pertanto, nelle fasi successive della reazione, è sufficiente mantenere l'ossigeno disciolto nella vasca attorno ai 2-3 mg/L. Per questo schema, è necessario riassumere lo schema di modifica del DO nel reattore durante il periodo di messa in servizio per regolare il funzionamento del ventilatore e il tasso di aerazione per ottenere realmente un risparmio energetico e una riduzione dei consumi.
4. All'interno del serbatoio di reazione, i fanghi attivi, gli inquinanti organici e l'ossigeno disciolto possono entrare completamente in contatto tra loro per migliorare il processo di trasferimento di massa.
5. Precauzioni e manipolazione anomala
UN. Per garantire una messa in servizio di successo, è fondamentale mantenere condizioni operative stabili per il sistema SBR durante questa fase. Evitare ampie fluttuazioni del carico affluente, della salinità e del pH, che potrebbero creare carichi d'urto significativi sul sistema SBR e portare al deterioramento dei fanghi.
B. Durante il funzionamento, gli indicatori della qualità dell'acqua DO, pH e SV devono essere misurati almeno una volta per ciclo operativo. Prima e dopo la variazione delle concentrazioni degli inquinanti, monitorare tutti gli indicatori di qualità dell'acqua nel sistema e quelle in ingresso nel sistema, prestando particolare attenzione al CODcr e al pH, per garantire la razionalità del carico di fanghi del sistema.
C. Inizialmente, osservare attentamente le caratteristiche dei fanghi e registrare il tempo di adattamento dopo ogni modifica nell'aggiunta delle acque reflue per fornire un riferimento per futuri cambiamenti nell'aggiunta delle acque reflue.
D. Quando il fango SV30 è maggiore o uguale al 30%, dovrebbe essere scaricata una piccola quantità di fango, idealmente controllata al 20%-30%.
Durante il funzionamento di un sistema di trattamento a fanghi attivi, situazioni anomale possono ridurre l’efficienza del trattamento e portare alla perdita di fanghi. Soprattutto durante la messa in servizio, a causa dei frequenti cambiamenti nella qualità e nella quantità dell'acqua, è probabile che si verifichino situazioni anomale. Se la causa non viene identificata e non vengono adottate misure adeguate in modo tempestivo, tutti gli sforzi precedenti andranno sprecati, con il risultato del fallimento del processo di commissioning. Per le situazioni anomale, è fondamentale formulare giudizi tempestivi e accurati e scegliere le misure più semplici ed economiche per evitare che la situazione peggiori.