พืชน้ำเสียสามารถเพิ่มกำลังการผลิตโดยไม่ต้องสร้างถังชีวภาพใหม่ได้อย่างไร

เหตุใดถังชีวภาพที่มีอยู่จึงกลายเป็นคอขวด

โรงบำบัดน้ำเสียอาจดูเหมือน "เต็ม" ด้วยเหตุผลหลายประการ ในโรงงานบางแห่ง อัตราการไหลของไฮดรอลิกโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเติบโตของจำนวนประชากร การขยายตัวทางอุตสาหกรรม หรือสายการผลิตเพิ่มเติม ในกรณีอื่นๆ การไหลยังคงเหมือนเดิมแต่โหลด COD, BOD, แอมโมเนีย หรือไนโตรเจนทั้งหมดมีอิทธิพลเพิ่มขึ้น

ข้อกำหนดของน้ำทิ้งที่เข้มงวดยิ่งขึ้นยังทำให้กระบวนการทางชีววิทยาที่มีอยู่ดูไม่ชัดเจนอีกด้วย ถังที่เคยกำจัดคาร์บอนได้อย่างเพียงพออาจมีชีวมวล ความสามารถในการถ่ายเทออกซิเจน หรือเวลากักเก็บของแข็งไม่เพียงพอเพื่อให้เกิดไนตริฟิเคชันที่เสถียรหรือมีข้อจำกัดของสารอาหารที่เรียกร้องมากขึ้น

ด้วยเหตุนี้วิศวกรจึงควรแยกแยะระหว่าง ความจุไฮดรอลิก และ ความสามารถทางชีวภาพ . ความจุไฮดรอลิกอธิบายถึงปริมาณการไหลที่สามารถไหลผ่านถังในเวลากักเก็บที่ยอมรับได้ ความสามารถทางชีวภาพจะอธิบายถึงปริมาณสารก่อมลพิษที่ประชากรจุลินทรีย์ที่สะสมอยู่สามารถกำจัดได้จริง

เพิ่มชีวมวลโดยไม่ต้องเพิ่มปริมาตรถัง: การปรับปรุง MBBR และ IFAS

วิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดวิธีหนึ่งในการเพิ่มขีดความสามารถในการบำบัดทางชีวภาพภายในถังที่มีอยู่คือการรักษาชีวมวลที่ใช้งานได้มากขึ้น เครื่องปฏิกรณ์ชีวฟิล์มแบบเคลื่อนย้ายได้และเทคโนโลยีตะกอนเร่งแบบฟิล์มคงที่แบบบูรณาการ ทำเช่นนี้ได้โดยการจัดหาตัวพาพลาสติกที่จุลินทรีย์สามารถเจริญเติบโตเป็นฟิล์มชีวภาพที่ติดอยู่

ในกระบวนการตะกอนเร่งแบบทั่วไป ปริมาณชีวมวลที่สามารถกักเก็บได้มีความเชื่อมโยงอย่างมากกับการตกตะกอนของตะกอนและการทำงานของตะกอนเร่งกลับคืน ด้วยการแนะนำตัวพาแผ่นชีวะ ส่วนหนึ่งของประชากรจุลินทรีย์จะถูกคงอยู่บนตัวกลางโดยไม่ขึ้นอยู่กับเครื่องทำให้กระจ่างรอง

สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการทำไนตริฟิเคชัน เนื่องจากจุลินทรีย์ที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียจะเติบโตค่อนข้างช้า ไบโอฟิล์มให้พื้นผิวที่มั่นคงซึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านี้สามารถยังคงอยู่ในระบบได้ แม้ว่าการกักเก็บของแข็งแขวนลอยจะมีจำกัดก็ตาม

ใน ชุดติดตั้งเพิ่มเติม MBBR ชีวมวลที่แนบมาอาจทำหน้าที่บำบัดส่วนใหญ่ ใน ชุดติดตั้งเพิ่มเติม IFAS กระบวนการตะกอนเร่งที่ถูกระงับจะยังคงอยู่ ในขณะที่ตัวพาฟิล์มชีวะจะเพิ่มจำนวนจุลินทรีย์ที่เกาะอยู่เพิ่มเติม

อัตราส่วนการเติมที่มากเกินไปอาจทำให้การผสมยากขึ้น เพิ่มความต้องการอากาศ สร้างการเคลื่อนที่ของตัวพาที่ไม่สม่ำเสมอ และเพิ่มภาระไฮดรอลิกบนตะแกรงกัก การปรับปรุงใหม่ให้ประสบความสำเร็จจึงเริ่มต้นด้วยการคำนวณปริมาณทางชีวภาพ แทนที่จะเติมสารตัวกลางลงในถังให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

อัพเกรดการเติมอากาศก่อนขยายกระบวนการทางชีวภาพ

พืชบางชนิดที่ดูเหมือนจะต้องการปริมาตรทางชีวภาพมากขึ้น จริงๆ แล้วถูกจำกัดโดยการถ่ายโอนออกซิเจน การเพิ่มมวลชีวภาพหรือการโหลดโดยไม่มีออกซิเจนเพียงพออาจทำให้ประสิทธิภาพการบำบัดแย่ลง แม้ว่าตัวปฏิกรณ์ชีวภาพจะมีขนาดใหญ่เพียงพอก็ตาม

ระบบเติมอากาศสูญเสียประสิทธิภาพเมื่อเวลาผ่านไป ตัวกระจายลมอาจเหม็น แรงดันลดลงอาจเพิ่มขึ้น การกระจายลมอาจไม่สม่ำเสมอ และระบบฟองหยาบแบบเก่าอาจต้องใช้กำลังเป่าลมมากขึ้นเพื่อถ่ายโอนออกซิเจนในปริมาณเท่าเดิม

ความเข้มข้นของ MLSS ที่สูงสามารถลดประสิทธิภาพการถ่ายโอนออกซิเจนจริงลงได้อีกเมื่อเทียบกับน้ำสะอาด ความลึกของถัง เคมีของน้ำเสีย สารลดแรงตึงผิว อุณหภูมิ สภาวะของดิฟฟิวเซอร์ และรูปแบบการเติมอากาศยังส่งผลต่อออกซิเจนที่จุลินทรีย์มีอยู่จริงด้วย

สำหรับโรงงานที่มีอยู่หลายแห่ง การฟื้นฟูหรือปรับปรุงประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจนเป็นวิธีหนึ่งที่เร็วที่สุดในการกู้คืนความสามารถทางชีวภาพที่ไม่ได้ใช้ โดยไม่ต้องเปลี่ยนรอยเท้าของเครื่องปฏิกรณ์

เพิ่มความเข้มข้นของ SRT และชีวมวล—แต่ต้องระวังตัวทำให้กระจ่าง

บางครั้งโรงงานตะกอนเร่งแบบธรรมดาสามารถบำบัดภาระเพิ่มเติมโดยการเพิ่มเวลากักเก็บของแข็งและรักษาชีวมวลให้มากขึ้นในกระบวนการทางชีวภาพ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการลดการสูญเสียตะกอน เพิ่ม MLSS หรือเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของตะกอนเร่งที่ส่งคืน

อย่างไรก็ตาม กลยุทธ์นี้มีข้อจำกัดในทางปฏิบัติ MLSS ที่สูงขึ้นจะเพิ่มมวลของแข็งที่ต้องผ่านเครื่องตกตะกอนรอง นอกจากนี้ยังเพิ่มความต้องการออกซิเจนและอาจเพิ่มความหนืดของสุราผสม ลดประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจน และทำให้การแยกตะกอนยากขึ้น

วิศวกรจึงควรประเมินอัตราการไหลล้นของพื้นผิว อัตราการบรรทุกของแข็ง ดัชนีปริมาณตะกอน ความจุของตะกอนส่งคืน และประสิทธิภาพการไหลสูงสุด ก่อนที่จะเพิ่ม MLSS อย่างมีนัยสำคัญ

ในการใช้งานการทำให้กระจ่างที่เหมาะสม ผู้ตั้งถิ่นฐานในท่อหรือโมดูล lamella สามารถเพิ่มพื้นที่การตกตะกอนที่มีประสิทธิภาพภายในพื้นที่ของตัวทำให้กระจ่างที่มีอยู่ วิธีการนี้สามารถน่าสนใจได้เมื่อความสามารถในการทำให้กระจ่างด้วยไฮดรอลิกเป็นข้อจำกัดหลัก แม้ว่าจะไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาแบบสากลสำหรับตู้ตกตะกอนทุติยภูมิแบบตะกอนเร่งทุกเครื่องก็ตาม จะต้องประเมินลักษณะของตะกอนและพฤติกรรมทางไฮดรอลิกก่อน

ใช้ชุดติดตั้งเพิ่มเติม MBR เมื่อการแยกของแข็งกลายเป็นข้อจำกัดด้านกำลังการผลิต

ในพืชบางชนิด เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพไม่ใช่ปัญหาหลัก ข้อจำกัดที่แท้จริงคือตัวทำให้ใสรอง เมื่อจำเป็นต้องใช้ชีวมวลมากขึ้น แต่การตกตะกอนด้วยแรงโน้มถ่วงไม่สามารถรักษาไว้ได้อย่างน่าเชื่อถือ การแยกเมมเบรนอาจให้แนวทางในการปรับปรุงเพิ่มเติมอีกทางหนึ่ง

เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบเมมเบรนแยกน้ำที่ผ่านการบำบัดออกจากสุราผสมโดยใช้ตัวกั้นเมมเบรนทางกายภาพ แทนที่จะอาศัยการตกตะกอนของตะกอนแบบธรรมดา ซึ่งช่วยให้ความเข้มข้นของชีวมวลขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของตัวตกตะกอนน้อยลง และสามารถรองรับการทำงานของ MLSS ที่สูงขึ้นภายในพื้นที่ขนาดเล็ก

MBR ยังสามารถผลิตน้ำทิ้งที่มีสารแขวนลอยต่ำและมีความน่าสนใจเป็นพิเศษ โดยที่การนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ พื้นที่จำกัด หรือคุณภาพการปล่อยที่เข้มงวดมากขึ้น เป็นส่วนหนึ่งของวัตถุประสงค์การขยาย

ข้อเสียคือความซับซ้อนของระบบที่สูงขึ้น โมดูลเมมเบรนจำเป็นต้องมีการกำจัดสิ่งสกปรกในอากาศ การสูบน้ำซึม การควบคุมการเปรอะเปื้อน การทำความสะอาดสารเคมีเป็นระยะ การปรับสภาพล่วงหน้า และการเปลี่ยนเมมเบรนในที่สุด

ปรับการควบคุมกระบวนการให้เหมาะสมก่อนที่จะเพิ่มฮาร์ดแวร์

ไม่ใช่ทุกปัญหาด้านความจุที่ต้องใช้อุปกรณ์ใหม่ การควบคุมกระบวนการที่ไม่ดีอาจทำให้โรงงานที่มีอยู่ดูมีขนาดเล็กลง แม้ว่าศักยภาพในการบำบัดที่สำคัญจะยังไม่ได้ใช้ก็ตาม

การเติมอากาศเป็นตัวอย่างทั่วไป เครื่องเป่าลมที่ทำงานอย่างต่อเนื่องที่เอาท์พุตคงที่อาจส่งผลให้มีออกซิเจนส่วนเกินในช่วงที่มีโหลดต่ำและมีออกซิเจนไม่เพียงพอในช่วงพีค การควบคุมแบบ DO หรือการควบคุมการเติมอากาศแบบแอมโมเนียสามารถจับคู่การจ่ายออกซิเจนให้ตรงกับความต้องการทางชีวภาพที่แท้จริงได้ดีขึ้น

การบริหารจัดการ รฟท. ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน การสูญเสียตะกอนที่มากเกินไปสามารถลดมวลชีวภาพที่เป็นไนตริไฟนิ่งได้ ในขณะที่การสูญเสียที่ไม่เพียงพอสามารถสร้างปัญหา MLSS และการทำให้กระจ่างสูงโดยไม่จำเป็นได้ การเพิ่มประสิทธิภาพ RAS, WAS, การรีไซเคิลภายใน, การจ่ายคาร์บอน และการเติมอากาศเป็นระยะๆ อาจช่วยฟื้นฟูเสถียรภาพของกระบวนการที่สำคัญได้ในบางครั้ง

การปรับสมดุลการไหลก็สามารถช่วยได้เช่นกัน โรงงานอาจสามารถบำบัดภาระรายวันได้โดยเฉลี่ย แต่ล้มเหลวในระหว่างเหตุการณ์ที่มีการไหลสูงสุดสั้นๆ หรือเหตุการณ์ที่มีความเข้มข้นสูง การปรับสมดุลจะกระจายจุดสูงสุดเหล่านั้นใหม่เมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งช่วยลดความเครียดต่อเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพและบ่อพักน้ำ

วิธีระบุจุดคอขวดที่แท้จริงก่อนเลือกชุดติดตั้งเพิ่ม

การอัพเกรดกำลังการผลิตที่ประสบความสำเร็จควรเริ่มต้นด้วยการตรวจสอบกระบวนการ มากกว่าการเลือกอุปกรณ์ เป้าหมายคือการกำหนดสิ่งที่ขัดขวางไม่ให้โรงงานที่มีอยู่รักษาการไหลหรือโหลดได้มากขึ้น

การติดตั้งเพิ่มกับการสร้างรถถังใหม่: วิธีเปรียบเทียบเศรษฐศาสตร์

การติดตั้งเพิ่มมีความน่าสนใจเนื่องจากช่วยลดการก่อสร้างทางโยธา แต่ก็ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่มีต้นทุนต่ำที่สุดในโรงงานทุกแห่งโดยอัตโนมัติ ถังที่มีอยู่จะต้องมีโครงสร้างที่แข็งแรง ระบบไฮดรอลิกจะต้องยังคงใช้งานได้ และการเพิ่มกำลังการผลิตที่ต้องการจะต้องทำได้ภายในข้อจำกัดของกระบวนการที่มีอยู่

การก่อสร้างถังใหม่อาจต้องมีการขุดค้น คอนกรีตเสริมเหล็ก ท่อใหม่ ที่ดิน ใบอนุญาต โครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้า และระยะเวลาการก่อสร้างที่ยาวนาน นอกจากนี้ยังอาจเป็นเรื่องยากในการดำเนินงานของโรงงานที่การเลี่ยงน้ำเสียหรือการปิดขบวนการบำบัดไม่สามารถทำได้

การปรับปรุงเพิ่มเติมอาจเกี่ยวข้องกับพาหะของฟิล์มชีวะ ตะแกรงกัก การเปลี่ยนตัวกระจายลม การปรับเปลี่ยนโบลเวอร์ โมดูลเมมเบรน อุปกรณ์ทำให้กระจ่าง ปั๊ม ตัวควบคุม และงานติดตั้งชั่วคราว

เศรษฐศาสตร์การติดตั้งเพิ่มมักจะแข็งแกร่งที่สุดในกรณีที่ที่ดินมีราคาแพง การขยายตัวทางแพ่งทำได้ยาก โรงงานจะต้องยังคงดำเนินการอย่างต่อเนื่อง และการเพิ่มกำลังการผลิตที่ต้องการนั้นอยู่ในระดับปานกลางเพียงพอที่จะบรรลุผลได้จากสินค้าคงคลังชีวมวลที่สูงขึ้น การถ่ายโอนออกซิเจนที่ดีขึ้น การแยกของแข็งที่ดีขึ้น หรือการควบคุมกระบวนการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น