Reoveepuhastustööstuses räägime sageli muda vanusest (θc), vee temperatuurist ja heitvee BOD5-st (Se), kuid vähesed suudavad nende kolme vahelist seost tõeliselt selgitada. Tegelikult moodustavad need kolm parameetrit "kuldse kolmnurga", mis mõjutab bioloogiliste süsteemide stabiilsust. Muda vanus määrab süsteemi mikroorganismide "keskmise eluea"; veetemperatuur kontrollib mikroorganismide "efektiivsust"; ja heitvee OD5 (Se) peegeldab otseselt süsteemi lõplikku puhastamise "aruandekaarti". Kuna talv läheneb ja veetemperatuur eri piirkondade reoveepuhastites langeb, käsitleb see artikkel, mis põhineb mitme reoveepuhasti töökõverate sobitamisest tuletatud empiirilistel valemitel, nende kolme teguri vahelist kvantitatiivset seost, et kasutada veevarustuse puhastamisel.
I. Temperatuuri mõju heitvee BOD5 mõjule: tegelikud{2}}maailma mustrid tööandmetest
Tuginedes mitmete reoveepuhastite pikaajalistele{0}}tööandmetele, saadi kõvera sobitamise abil empiirilised korrelatsioonid muda vanuse (θc) ja BHT5 (Se) vahel erinevates temperatuurivahemikes. Need valemid näitavad selget suundumust: kõrgemate temperatuuride ja tugevama mikroobide aktiivsuse tulemuseks on heitvee BHT5 väiksem sama vanuse muda puhul; madalamad temperatuurid muudavad süsteemi standarditele vastavuse raskemaks.
Erinevate temperatuurivahemike vahelised seosed on näidatud allpool.
1. Temperatuur üle 25 kraadi
Kus: r tähistab korrelatsioonikordajat, tavaliselt Pearsoni korrelatsioonikordajat, mida kasutatakse kahe muutuja vahelise lineaarse korrelatsiooni tugevuse mõõtmiseks.
2. Temperatuur 20~25 kraadi
3. Temperatuur 15~20 kraadi
4. Temperatuur alla 15 kraadi
II. Põhimustrite põhjalik-tõlgendus
Muster 1: Madalam temperatuur toob kaasa suurema heitvee BHT5 – isegi sama vanusmuda korral
Näiteks: eeldades, et süsteem töötab θc=10 päevaga, asendades ülaltoodud valemitega:
Suurem kui 25 kraadi: Se ≈ 2,1 mg/L
15-20 kraadi : Se ≈ 3,2 mg/L
Alla 15 kraadi: Se ≈ 4,0 mg/L
Arvutustulemused näitavad, et heitvee orgaanilise aine kontsentratsiooni erinevus võib olla enam kui kahekordne. Põhjus on lihtne: madalatel temperatuuridel mikroobide metaboolne aktiivsus nõrgeneb, substraadi kasutusmäär väheneb, mis toob kaasa "ebapiisava puhastusvõimsuse" samas muda vanuses.
Muster 2: Se ja θc on negatiivne eksponentsiaalne seos-muda vanuse pikenemine parandab alati heitvett, kuid paranemine väheneb järk-järgult. Valemis olevad eksponendid on kõik negatiivsed (-0,744, -0,674, -0,519, -0,554), mis näitab, et: suureneb θc → väheneb Se, kuid eksponent on väiksem kui 1; θc kahekordistamine ei vähenda Se pooleni selle algväärtusest. See tähendab, et pärast muda vanuse teatud määral pikendamist on θc edasisel suurendamisel piiratud mõju ja see põhjustab selliseid probleeme nagu muda vananemine, suurenenud hapnikutarve ja halvemad muda settimisomadused.
Seetõttu pole muda pikem vanus alati parem; tuleb leida optimaalne tasakaal.
Muster 3: korrelatsioonikoefitsient r madala-temperatuuri tsoonis on madalam, mis näitab süsteemi suurenenud ebastabiilsust.
Vahemikus 15–20... Staadiumides alla 15 kraadi (r=0.55) ja alla 15 kraadi (r=0.64) mõjutavad heitvee BHT5 temperatuurikõikumised oluliselt. See näitab, et madalal{8}}temperatuuril on mikroorganismid keskkonnamuutuste suhtes tundlikumad; süsteem on vastuvõtlikum lahustunud hapniku ja koormuse kõikumisele; ja heitvesi on ebastabiilsem, mis nõuab rafineeritumat kontrolli.
III. Kuidas neid valemeid tegelikus töös kasutada?
1. Suurendage talvel muda vanust eelnevalt
Põhjapoolsetes linnades võib talvine veetemperatuur langeda 10–13 kraadini. Sel ajal on soovitatav suurendada θc 12–18 päevani, et tasakaalustada madalatest temperatuuridest põhjustatud mikroobide aktiivsuse vähenemist. Kui muda vanust hoitakse suvel 8–10 päeva juures, on heitvesi altid riknemisele.
2. Vähendage muda vanust suvel, et suurendada süsteemi töötlemisvõimsust
Kui vee temperatuur on kõrge mikroobse aktiivsuse tõttu üle 25 kraadi, saab muda vanust vastavalt vähendada 6–8 päevani, et suurendada süsteemi koormustaluvust- ja vähendada muda mahtu. See on ka põhjus, miks paljud reoveepuhastid kogevad suvel "suurt muda väljalaskmist ja süsteemi lihtsat tööd".
3. Seda meetodit saab kasutada protsesside diagnoosimiseks-, et teha kindlaks, kas heitvee kõrvalekalded on põhjustatud muda vanusest või temperatuurist.
Kui heitvee BHT5 suureneb, saab põhjuse kindlakstegemiseks kasutada järgmisi samme:
(1) Arvutage vool θc;
(2) Valige veetemperatuuri põhjal vastav valem teoreetilise Se arvutamiseks;
(3) Võrrelge teoreetilist väärtust tegeliku väärtusega: Kui tegelik väärtus on teoreetilisest väärtusest palju suurem, viitab see koormusšokile, ebapiisavale lahustunud hapnikule või mürgistele ainetele; kui tegelik väärtus on teoreetilisele väärtusele lähedane, kuid veidi kõrgem, näitab see muda ebapiisavat vanust või liiga madalat temperatuuri.
See on operatiivinseneride poolt kõige sagedamini kasutatav "kiirdiagnostika meetod".
IV. Järeldus: Valemite mõistmine on süsteemi toimimise loogika mõistmiseks võtmetähtsusega
Paljud inimesed on harjunud hindama reoveepuhastite tööd kogemuste põhjal, kuid kogemus vajab andmete tuge ning need empiirilised valemid annavad kõige intuitiivsema kvantitatiivse aluse. Need ütlevad meile, et: muda vanus ei ole meelevaldselt määratud ja see tuleb temperatuuriga sobitada; madal temperatuur on bioloogiliste süsteemide suurim väljakutse ja selleks tuleks eelnevalt võtta meetmeid; heitvee BHT5 muutuste taga on mikroobse ökosüsteemi üldine reaktsioon keskkonnale. Muda vanuse, vee temperatuuri ja heitvee BHT5 vahelise "kuldse kolmnurga seose" mõistmine on oluline mikroorganismidele keskenduva tõeliselt rafineeritud töökorralduse saavutamiseks.