Di: Kate
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Data: 16 dicembre 2024
In un bioreattore a membrana, con il passare del tempo di funzionamento, le superfici interna ed esterna della membrana saranno inquinate a vari livelli, provocando un aumento della pressione di filtrazione della membrana e una riduzione del ciclo operativo della membrana. Negli ultimi anni molti studi hanno dimostrato che i polimeri extracellulari rappresentano il fattore biologico più importante tra i tanti fattori di inquinamento delle membrane; soprattutto quando i fanghi batterici non filamentosi si espandono, la concentrazione di polimeri extracellulari aumenta notevolmente, compromettendo gravemente il normale funzionamento del gruppo membrana e accorciando il ciclo di sostituzione del gruppo membrana. Quindi, come gestire l'espansione dei fanghi nel processo MBR?
Metodo di flocculazione
La densità dei fanghi attivi espansi è generalmente inferiore a quella dell'acqua. Come misura di trattamento di emergenza, è possibile prendere in considerazione l'aggiunta di coagulanti per migliorare le prestazioni di sedimentazione. Inizialmente abbiamo selezionato il coagulante ad alto peso molecolare comunemente utilizzato, la poliacrilammide cationica, e il coagulante inorganico, il solfato ferroso, per i test comparativi.
La relazione tra il dosaggio della poliacrilammide e la prestazione di sedimentazione dei fanghi
L'aggiunta di poliacrilammide ha un certo effetto sul miglioramento delle prestazioni di sedimentazione dei fanghi ed esiste un dosaggio ottimale, ma l'effetto non è proprio ideale. Dopo l'analisi, l'autore ritiene che il sistema di riutilizzo dell'acqua recuperata adotti un nuovo bioreattore sommerso a membrana composita con ampio volume di aerazione e forte agitazione idraulica. Le particelle di fiocchi aggregati vengono facilmente distrutte, con conseguente effetto di coagulazione insoddisfacente; quando il dosaggio è superiore a quello ottimale, oltre a neutralizzare la carica negativa del colloide, l'eccessiva carica positiva dei fiocchi fa sì che gli ioni colloidi portino cariche positive e si stabilizzino nuovamente.
Il rapporto tra la quantità di solfato ferroso aggiunto e le prestazioni di sedimentazione dei fanghi
L'effetto dell'aggiunta di poliacrilammide cationica è limitato dalle condizioni idrauliche e da altri fattori, il che non è proprio ideale. Allo stesso tempo, il suo monomero è tossico e difficile da degradare, e c’è un problema di inquinamento secondario. Il vantaggio economico è peggiore di quello derivante dall’aggiunta di solfato ferroso. Il solfato ferroso è economico, facile da usare, non ha alcun impatto negativo sulla membrana e sui fanghi e il suo effetto sulla densità dei fanghi è efficace, ma non può risolvere sostanzialmente il problema dello squilibrio dei nutrienti, quindi può essere utilizzato solo come misura di controllo di emergenza .
Metodo di aggiustamento dei nutrienti
Nello studio del bulking dei fanghi, il recupero e il controllo del bulking dei fanghi sono un anello molto importante. Durante il funzionamento del progetto di riutilizzo dell'acqua depurata, si è riscontrato che dopo l'aggiunta di solfato ferroso, le prestazioni di sedimentazione dei fanghi attivi erano migliorate. Se l'aggiunta venisse interrotta e il trattamento continuasse alle condizioni di carico organico originali, le prestazioni di sedimentazione dei fanghi attivi peggiorerebbero gradualmente e ritornerebbero allo stato precedente all'aggiunta dopo tre giorni. Pertanto è necessario trovare un efficace metodo di recupero e controllo dopo l'espansione dei fanghi attivi. Durante l'operazione, abbiamo condotto un test comparativo su due gruppi di bioreattori a membrana che funzionavano simultaneamente: il primo gruppo ha aggiunto una fonte di azoto sufficiente per rendere il suo rapporto di massa medio BOD5, N circa 100:5; il secondo gruppo, aggiungendo una fonte di azoto sufficiente, ha aumentato allo stesso tempo il carico organico dell'affluente e il carico organico (in termini di CODCr) è aumentato a oltre 2,0 kgCOD/m3˙d. I risultati hanno mostrato che quando il valore SVI dei fanghi scendeva al di sotto di 150mL/g, il primo gruppo di reattori ha funzionato per circa una settimana; il secondo gruppo di reattori ha funzionato solo per tre o quattro giorni. L'esperienza pratica dimostra che: in primo luogo, la soluzione fondamentale all'accumulo di fanghi causato dalla carenza di azoto è regolare il rapporto dei nutrienti. In secondo luogo, l’aumento del carico organico mantenendo al tempo stesso un rapporto adeguato di nutrienti può ridurre il tempo necessario affinché le prestazioni di sedimentazione dei fanghi ritornino alla normalità.
Altri metodi di controllo
Nel caso di espansione viscosa dei fanghi più grave (quando si utilizza un contenitore per contenere dei fanghi, i fanghi aderiscono sempre alla superficie del contenitore indipendentemente dal metodo utilizzato), è possibile considerare lo scarico di parte dei fanghi espansi opportunamente e poi prelevando nuovi fanghi per ridurre la copertura dei fanghi da parte dei polisaccaridi; contemporaneamente aumentare il tempo di ritenzione idraulica in modo che la sostanza organica non completamente ossidata abbia tempo sufficiente per essere consumata. A causa dell'elevato contenuto di detersivo nell'acqua non depurata e dell'elevata intensità di aerazione, spesso appare schiuma bianca e viscosa che si accumula sempre di più. Quando il fango si espande, il danno è maggiore. C'era una volta una montagna di schiuma alta fino a un metro dovuta all'accumulo di schiuma, che provocava la perdita di una grande quantità di fanghi. Dopo questo incidente, oltre ad aggiungere agenti antischiuma, abbiamo adottato il metodo dell'antischiuma idraulico. Un ugello è installato sopra il serbatoio di reazione e l'effluente del reattore MBR viene utilizzato per spruzzare la parte superiore del serbatoio di reazione per controllare il danno dei fanghi espansi e della schiuma al reattore e sono stati ottenuti buoni risultati.
Conclusione
①Nel processo MBR con acqua di balneazione come acqua grezza principale, il solfato ferroso può essere utilizzato come coagulante di emergenza durante il periodo di espansione dei fanghi. Il dosaggio ottimale è di 60 mg/l, ma può essere utilizzato solo come misura di controllo di emergenza perché non può risolvere in modo sostanziale il problema dello squilibrio dei nutrienti.
②Per l'espansione dei fanghi che si verifica durante il funzionamento del progetto di riutilizzo dell'acqua recuperata, la soluzione fondamentale è regolare la proporzione dei nutrienti; allo stesso tempo, si è riscontrato che, con la premessa di garantire il rapporto appropriato di nutrienti, l’aumento del carico organico può accelerare il recupero delle prestazioni di sedimentazione dei fanghi. La pratica ingegneristica ha dimostrato che l'espansione ad alta viscosità dei fanghi può essere controllata con successo attraverso le misure di cui sopra. Allo stesso tempo, si è riscontrato che anche l'aumento dello scarico dei fanghi e l'aumento del tempo di ritenzione idraulica sono misure ausiliarie efficaci.