กลยุทธ์ออกซิเจนละลาย: เหตุใด MBBR และ MBR จึงต้องใช้ "กฎทอง" ที่แตกต่างกัน

ในโลกของการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ ออกซิเจนละลายน้ำ (DO) คือเส้นชีวิตของระบบของคุณ โดยจะขับเคลื่อนการเผาผลาญของจุลินทรีย์และกำหนดคุณภาพของน้ำทิ้งโดยตรง อย่างไรก็ตาม ข้อผิดพลาดทั่วไปที่เราเห็นในอุตสาหกรรมคือการปฏิบัติ MBBR (เครื่องปฏิกรณ์ชีวฟิล์มแบบเคลื่อนย้ายได้) และ MBR (เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบเมมเบรน) ด้วยตรรกะการเติมอากาศแบบเดียวกับที่ใช้กับแอคติเวเต็ดสเลจ์แบบธรรมดา

ความจริงก็คือ แม้ว่าเทคโนโลยีทั้งสองจะก้าวหน้าไปแล้ว แต่ความสัมพันธ์กับออกซิเจนก็แตกต่างกันโดยพื้นฐาน การใช้จุดกำหนด DO แบบ "ขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกคน" อาจนำไปสู่ต้นทุนพลังงานที่พุ่งสูงขึ้นหรือประสิทธิภาพทางชีวภาพที่ไม่เสถียร

ความท้าทาย MBBR: การเอาชนะข้อจำกัดในการถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมาก

ในระบบ MBBR แบคทีเรียจะไม่ลอยได้อย่างอิสระ พวกมันติดอยู่กับพื้นที่ผิวที่ได้รับการป้องกันของ ผู้ให้บริการ HDPE - โครงสร้างแผ่นชีวะนี้ให้ความยืดหยุ่น แต่ยังสร้างอุปสรรคทางกายภาพสำหรับออกซิเจนด้วย

• ปัจจัย “การรุกล้ำ” :
  ต่างจากตะกอนแขวนลอยที่ออกซิเจนสัมผัสกับแบคทีเรียได้ง่าย MBBR ต้องการระดับ DO ที่สูงกว่าเพื่อ "ดัน" ออกซิเจนให้ลึกเข้าไปในชั้นในของแผ่นชีวะ สิ่งนี้เรียกว่าการเอาชนะในทางเทคนิค ข้อ จำกัด การโอนย้ายจำนวนมาก .
  
  
• ช่วง DO ที่แนะนำ:
  เพื่อให้เกิดไนตริฟิเคชั่นที่มีประสิทธิภาพใน MBBR โดยทั่วไปเราแนะนำให้รักษาระดับ DO ไว้ที่ 3.0 – 4.0 มก./ลิตร ในขณะที่ 2.0 มก./ลิตร อาจเพียงพอสำหรับระบบทั่วไป หากค่า DO ต่ำเกินไป ชั้นในของฟิล์มชีวะอาจกลายเป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจน ส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมของตัวพาลดลง
  
  
• การผสมก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน:
  ใน MBBR การเติมอากาศไม่ใช่แค่เรื่องออกซิเจนเท่านั้น มันให้ การผสมพลังงาน เพื่อให้สื่อลื่นไหล ตะแกรงเติมอากาศที่ออกแบบอย่างดีช่วยให้แน่ใจว่าไม่มี "จุดตาย" ในถัง รับประกันว่าสารทุกชิ้นมีส่วนช่วยในกระบวนการบำบัด

การเปรียบเทียบอย่างรวดเร็ว: MBBR กับกลยุทธ์การเติมอากาศ MBR

MBR Paradox: การกำจัดสิ่งสกปรกกับการหายใจ

ในขณะที่ MBBR พยายามดิ้นรนเพื่อให้ได้ออกซิเจนเพียงพอ เข้าไป แผ่นชีวะ เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบเมมเบรน (MBR) มักจะเผชิญกับปัญหาตรงกันข้าม นั่นคือ มีออกซิเจนมากเกินไปในที่ที่ไม่ต้องการ

• ความขัดแย้งทางผลประโยชน์:
  ในระบบ MBR ระบบเติมอากาศทำหน้าที่สองเท่า ให้ออกซิเจนแก่แบคทีเรียในการหายใจ (Process Air) แต่ที่สำคัญกว่านั้น สร้างความปั่นป่วนอย่างรุนแรงในการทำความสะอาดเส้นใยเมมเบรน (Scouring Air) เพื่อเก็บ แรงดันเมมเบรน (TMP) ในระดับต่ำ ผู้ปฏิบัติงานมักจะใช้เครื่องเป่าลมกำจัดสิ่งสกปรกเต็มประสิทธิภาพ โดยไม่คำนึงถึงความต้องการทางชีวภาพ
• ฝันร้าย “DO Carryover”:
  นี่คือความแตกต่างทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดในการออกแบบ MBR โดยทั่วไประบบ MBR ต้องการอัตราการหมุนเวียนสูง (300-400% ของการไหลที่ไหลเข้า) จากถังเมมเบรนกลับไปยังถังที่เป็นพิษเพื่อการแยกไนตริฟิเคชัน
  ปัญหา: หากอากาศที่ใช้กำจัดสิ่งสกปรกดันถังเมมเบรน DO ไป 6.0 มก./ล คุณกำลังสูบของเหลวที่มีออกซิเจนอิ่มตัวกลับเข้าสู่โซนที่เป็นพิษ สิ่งนี้จะทำลายสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจนซึ่งจำเป็นสำหรับการดีไนตริฟิเคชัน ผลลัพธ์? ของคุณ ไนโตรเจนทั้งหมด (TN) ประสิทธิภาพการกำจัดลดลง และทำให้คุณสิ้นเปลืองแหล่งคาร์บอน
• วิธีแก้ปัญหา: การเติมอากาศแบบเป็นรอบ:
  การดำเนินการ MBR ขั้นสูงไม่ควรใช้อากาศกำจัดสิ่งสกปรกตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันอย่างเต็มกำลัง เราแนะนำให้นำไปปฏิบัติ “การเติมอากาศแบบวงจร” หรือ “ปฏิบัติการเป็นระยะ” (เช่น เปิด 10 วินาที ปิด 10 วินาที) ในระหว่างการกรอง ซึ่งจะช่วยรักษาความสะอาดของเมมเบรนในขณะเดียวกันก็ป้องกันการสะสม DO มากเกินไป ซึ่งช่วยลดผลกระทบ "การส่งต่อ" ได้อย่างมาก

“จุดบอด”: ทำไมการวางตำแหน่งเซ็นเซอร์จึงมีความสำคัญ

แม้ว่าจะมีอุปกรณ์ที่ดีที่สุด แต่การอ่านค่า DO ของคุณก็ไม่มีประโยชน์หากเซ็นเซอร์อยู่ผิดตำแหน่ง นี่เป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยในการปรับปรุงโครงการ

• ในรถถัง MBBR:
  ห้ามวางเซนเซอร์ไว้เหนือตะแกรงเติมอากาศโดยตรง ฟองอากาศที่เพิ่มขึ้นจะทำให้อ่านค่าได้สูงอย่างผิดๆ ให้วางเซนเซอร์ไว้ในนั้นแทน โซนไหลลง ของสื่อกลิ้ง วิธีนี้จะวัดออกซิเจน "ตกค้าง" หลังจากที่แผ่นชีวะถูกใช้ไป ทำให้คุณ จริง สภาพของน้ำ
• ในรถถัง MBR:
  หลีกเลี่ยงการวางเซ็นเซอร์ไว้ที่กึ่งกลางของชุดกำจัดสิ่งสกปรกโดยตรง ความปั่นป่วนที่รุนแรงทำให้เกิดสัญญาณรบกวน ควรวางเซ็นเซอร์ในตำแหน่งที่มีการผสมที่ดีแต่ ห่างจากผลกระทบจากฟองสบู่โดยตรง โดยควรอยู่ที่ระดับความลึกปานกลางเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถอ่านค่าสุราผสมได้โดยเฉลี่ย

การวินิจฉัยด้วยสายตา: ตะกอนของคุณกำลังบอกอะไรคุณ

ก่อนที่จะดูมอนิเตอร์ วิศวกรที่มีประสบการณ์มักจะสามารถตัดสินสถานะ DO เพียงแค่ดูที่ถัง

• อาการของ DO ต่ำ (<1.0 มก./ลิตร):

• กากตะกอนสีเข้ม/ดำ: ระบุสภาวะไร้ออกซิเจนและโซนบำบัดน้ำเสีย

• กลิ่นอันไม่พึงประสงค์: กลิ่นไข่เน่า (H_2S) บ่งบอกว่าชีววิทยากำลังหายใจไม่ออก

• การพะรุงพะรังแบบเส้นใย: แบคทีเรียที่เป็นเส้นใยบางชนิดเจริญเติบโตได้ที่อุณหภูมิ DO ต่ำ ทำให้เกิดตะกอนที่ไม่เกาะตัว (ในระบบไฮบริด)

• อาการของ DO สูง (>5.0 มก./ลิตร):

• Floc พินพอยต์: อนุภาคของตะกอนจะเล็กและกระจัดกระจาย ทำให้เกิดน้ำทิ้งขุ่น (น้ำขุ่น)

• โฟมมากเกินไป: โฟมสีขาวเป็นคลื่นมักสะสมบนพื้นผิวระหว่างการเริ่มต้นหรือการเติมอากาศมากเกินไป

• บิลค่าพลังงานพุ่งสูงขึ้น: อาการที่ชัดเจนที่สุด—การใช้พลังงานของโบลเวอร์ของคุณสูงอย่างไม่เป็นสัดส่วนเมื่อเทียบกับปริมาณ COD

เส้นทางสู่การปรับให้เหมาะสม: การควบคุมแบบวงปิด

เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้อย่างถาวร อุตสาหกรรมกำลังเปลี่ยนจากการปรับเปลี่ยนวาล์วแบบแมนนวล

• เซนเซอร์แบบออปติคัลและแบบเมมเบรน:
  หยุดใช้เซ็นเซอร์เมมเบรน (กัลวานิก) แบบเก่า พวกเขาดริฟท์อย่างมีประสิทธิภาพทุกสัปดาห์ เราติดตั้งระบบของเราให้เป็นมาตรฐาน เซ็นเซอร์ DO แบบออปติคัล (ฟลูออเรสเซนต์) - พวกเขาใช้วิธีการกระตุ้นแสงสีฟ้าที่ไม่ต้องใช้อิเล็กโทรไลต์ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเมมเบรน และการสอบเทียบเพียงเล็กน้อย
• ลิงค์ VFD:
  เป้าหมายสูงสุดก็คือ การควบคุม PID แบบวงปิด - โดยการเชื่อมโยงเซ็นเซอร์ DO แบบออปติคัลของคุณเข้ากับ ไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFD) บนเครื่องเป่าลมของคุณ ระบบจะเพิ่มหรือลดอากาศโดยอัตโนมัติตามความต้องการทางชีวภาพแบบเรียลไทม์
• ผลลัพธ์: คุณคงไว้ซึ่ง “กฎทอง” (3.0 มก./ลิตร สำหรับ MBBR / 2.0 มก./ลิตร สำหรับ MBR) โดยอัตโนมัติ เพื่อให้มั่นใจว่าน้ำทิ้งมีความเสถียรในขณะที่ลดต้นทุนด้านพลังงานด้วย มากถึง 30% .

บทสรุป

ออกซิเจนที่ละลายน้ำไม่ได้เป็นเพียงพารามิเตอร์ธรรมดาเท่านั้น มันเป็นชีพจรของกระบวนการทางชีวภาพของคุณ

การรักษาที่ประสบความสำเร็จต้องคำนึงถึงความต้องการที่แตกต่างกันของเทคโนโลยีของคุณ: การมุ่งเน้น การเจาะและการฟลูอิไดเซชันสำหรับ MBBR และการจัดการ การกำจัดสิ่งสกปรกและการหมุนเวียนสำหรับ MBR .

โรงงานของคุณประสบปัญหาต้นทุนพลังงานสูงหรือการกำจัดไนโตรเจนที่ไม่เสถียรหรือไม่?
อาจถึงเวลาที่ต้องตรวจสอบกลยุทธ์การเติมอากาศของคุณ ติดต่อทีมวิศวกรของเราวันนี้เพื่อรับการประเมินอย่างมืออาชีพ และค้นพบว่าการควบคุม DO อัจฉริยะสามารถเปลี่ยนแปลงการดำเนินงานด้านน้ำเสียของคุณได้อย่างไร

คำถามที่พบบ่อย: การแก้ไขปัญหา DO ในระบบบำบัดน้ำเสียขั้นสูง

คำถามที่ 1: เหตุใดระบบ MBBR ของฉันจึงไม่สามารถกำจัดแอมโมเนีย (ไนตริฟิเคชัน) แม้ว่า DO จะอยู่ที่ 2.0 มก./ลิตร
ตอบ: ในระบบ MBBR 2.0 มก./ลิตร มักจะไม่เพียงพอ แบคทีเรียใน MBBR ต่างจากตะกอนแขวนลอยที่ซ่อนอยู่ลึกเข้าไปในตัวพาฟิล์มชีวะ คุณต้องมีแรงกดดันในการขับขี่ที่สูงขึ้น—โดยทั่วไป 3.0 ถึง 4.0 มก./ลิตร —เพื่อผลักออกซิเจนผ่านชั้นนอกและเข้าถึงแบคทีเรียไนตริไฟริงที่อยู่ด้านใน หาก DO ของคุณต่ำเกินไป แผ่นชีวะภายในจะกลายเป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจนและไนตริฟิเคชันจะหยุดลง

คำถามที่ 2: น้ำทิ้ง MBR ของฉันมีไนโตรเจนรวม (TN) สูง อาจเป็นปัญหาหรือไม่?
ตอบ: น่าแปลกที่ใช่— มากเกินไป DO อาจเป็นผู้กระทำผิด หากอากาศที่ใช้กำจัดเมมเบรนของคุณรุนแรงเกินไป DO ในถังเมมเบรนอาจเพิ่มขึ้นเป็น 6-7 มก./ลิตร เมื่อของเหลวที่อุดมด้วยออกซิเจนนี้ถูกหมุนเวียนกลับไปที่ถัง Anoxic (สำหรับการแยกไนตริฟิเคชัน) มันจะ "เป็นพิษ" ต่อสภาพแวดล้อมที่เป็นพิษ แบคทีเรียจะใช้ออกซิเจนอิสระแทนไนเตรต ทำให้การกำจัด TN ล้มเหลว คุณอาจต้องปรับอัตราส่วนการหมุนเวียนให้เหมาะสมหรือติดตั้งถังขจัดออกซิเจน

คำถามที่ 3: ฉันควรปรับเทียบเซ็นเซอร์ DO บ่อยแค่ไหน
ตอบ: มันขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี

• เซ็นเซอร์กัลวานิก/เมมเบรนแบบเก่า: ต้องมีการสอบเทียบทุกครั้ง 1-2 สัปดาห์ และ frequent electrolyte refilling.
• เซ็นเซอร์ออปติคอล (เรืองแสง) (แนะนำ): สิ่งเหล่านี้มีความเสถียรอย่างยิ่ง และโดยทั่วไปจะต้องมีการตรวจสอบ/สอบเทียบเท่านั้น ทุก 6-12 เดือน - สำหรับการใช้งาน B2B เราขอแนะนำเซนเซอร์แบบออปติคอลโดยเฉพาะเพื่อลดแรงงานในการบำรุงรักษา

คำถามที่ 4: การลดระดับ DO สามารถช่วยในการรวมตัวของตะกอนได้หรือไม่
ตอบ: โดยปกติแล้วมันจะตรงกันข้าม DO ต่ำ (การพะรุงพะรังแบบเส้นใย) เป็นสาเหตุทั่วไปของตะกอนที่ตกตะกอนไม่ดีในระบบไฮบริด แบคทีเรียที่เป็นเส้นใยบางชนิดเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ และมีความสามารถเหนือกว่าแบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นก้อน การรักษาจุดตั้งค่า DO ให้คงที่ (หลีกเลี่ยงการลดลงต่ำกว่า 1.5 มก./ลิตร) เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันการพองตัว

คำถามที่ 5: คุ้มค่าที่จะอัพเกรดเป็นโบลเวอร์ VFD เพื่อการควบคุม DO หรือไม่
ตอบ: อย่างแน่นอน โดยทั่วไปการเติมอากาศจะคำนึงถึง 50-70% ของค่าพลังงานรวมของโรงบำบัดน้ำเสีย ด้วยการเปลี่ยนจากโบลเวอร์ความเร็วคงที่ไปเป็นโบลเวอร์ VFD ที่ควบคุมโดยเซ็นเซอร์ DO แบบเรียลไทม์ คุณสามารถจับคู่การจ่ายอากาศกับความต้องการทางชีวภาพ พืชส่วนใหญ่มองเห็น ROI (ผลตอบแทนจากการลงทุน) ภายใน 12-18 เดือน จากการประหยัดไฟฟ้าล้วนๆ