Hidrolik Retention Time (HRT) biyolojik atık su arıtmadaki en temel tasarım ve operasyonel parametrelerden biridir ve bu nedenle mikroorganizmalar ve kirleticiler arasındaki iletişim süresini doğrudan yönetir ve böylece besin geri yükleme verimliliğini derinden etkiler - özellikle azot ve fosforu anlamak için gereklidir.

İyi niyetli HRT, metabolik işlevleri gerçekleştirmek için yavaş büyüyen bakterilere izin verir; HRT'nin çok uzun bir süre boyunca büyük miktarda reaktörler ve şişmiş sermaye harcamaları sağlar.Bu makale HRT ve besforus-accumulating organizmaların metabolik işlevleri gerçekleştirmek için uygun bir ilişki keşfeder.

Hidrolik Retention Time Nedir?

Hidrolik Retention Time (HRT), belirli bir atık su hacminin biyolojik bir reaktör içinde kaldığı ortalama uzunluğu olarak tanımlanır.

[FONT=0)HRT = V / Q).

Birimler genellikle saat veya günlerde ifade edilir. Örneğin, 10.000 m)[Dönetici:0)[200 m)3[Dönetici: 3 ) / gün uygulamada HRT, yüksek çözünürlükte birkaç saat içinde yüksek çözünürlükte bir kesinti sistemleri kullanan bir serbest bırakma sistemleridir.

HRT, Solids Retention Time (SRT), bu, ortalama zaman biyokütleleri sistemde kalır. SRT kasıtlı olarak ele geçirilirken kontrol edilirken, HRT hidrolik yükleme ile bağlantılıdır.

HRT'nin Nutrient Yok Mekanizmaları'ndaki Rolü

Nitrogen Yoku: Nitrification and Denitrification

Biyolojik azot kaldırılması iki temel basamakta meydana gelir: nitrification and denitrification. Nitrification is an aerobik, ototrofik process performed by aOB) and nitrite-o oksiting bakteriler (NOB) Bu organizmaların çoğu zaman 1.0 gün boyunca (FLT:0-1[FLT) altında yüksek oranda yavaş büyüme oranları vardır.

Tamam nitrification için, minimum HRTs genellikle orta sıcaklıklarda yerli atık su için 6 ila 10 saat arasında değişir, ancak 24 saate veya daha soğuk koşullar altında uzatılabilir. HRT yıkamak eşiğinin altında kalırken, amonyakın kaldırma verimliliği azalır, yüksek effluent toplam azot konsantrasyonlarına yol açar.

Biroksidasyon, homojen gaz birikimi ve kesinti sorunları ile temas halinde meydana gelir, ancak bu, biroksidasyon bölgesinin HRT'si, nitrata difüzyonun fütüre ve kontaktlama sorunlarına yol açabilir.

Biyolojik Phosphorus Removal (EBPR)

EBPR aracılığıyla Phosphorus ortadan kaldırılması, hipertrofik asitler (VFA) olarak bilinen bir gruba dayanıyor ve onları poli-hidrojenler olarak saklar (Fretamik bölgede, büyüme ve hiperfotozofiyonel ve aerobik koşulları için kullanırlar.

HRT hem anaerobik hem de aerobik aşamaları için kritiktir. Anaerobik HRT, PAO'ların yeterli fosfata sahip olması için yeterince uzun olmalıdır (tipik olarak 1-2 saat). eğer anaerobik HRT, normal heterotrofik koşullar altında meydana gelebilecek ikincil fosfor serbest bırakılmasını engeller.

Mikrobial Topluluk Seçimi ve HRT

HRT mikrobik topluluk üzerinde seçici bir baskı uyguluyor, ancak yüksek çözünürlükte filamentli bakterinin çoğalmasına izin veriyor, HRT'nin beslenme hedeflerine ulaşmasına yardımcı oluyorken, daha karmaşık bir topluluğun kurulmasını destekliyor.

Suboptimal HRT'lerin Sonuçları

Kısa Hidro Retention Time

Çok kısa olan bir HRT'de çalışmak birkaç zararlı sonuç vardır:

  • [FONT:0] Yavaş büyüyen organizmaların kapatılması: Nitrating bakterilerin maksimum büyüme oranları vardır; nesilden daha kısa bir süre, sistemden kaybına yol açar. Bu doğrudan effluentde amonyak.
  • [0] Tamamlanmamış denitrification: [Dönetici:0] Kısa anoxic HRT limitleri, nitrat ve denitrating bakteriler arasında zaman geçirir, izin limitlerini aşan nitrat konsantrasyonlarında meydana gelir.
  • [FONT:0)Poor phosphorus ortadan kaldırılması: PAOs hem anaerobik hem de aerobik bölgeleri gerektirir; eğer genel HRT çok kısaysa, anaerobik VFA uptake aşamasının aşılması, PAO nüfusunu ve fosforun çıkarılması kapasitesini azaltır.
  • [FONT:0]Floc shearing ve fakir yerleşme: Yüksek hidrolik yükleme oranları hear güçlerini arttırır, dağılır büyüme ve zayıf floc oluşumuna yol açabilir.Bu, effluent toplam askıya alınan sağlamları yükseltebilir ve ikincil fosfor serbest bırakılmasına katkıda bulunabilir.
  • [FONT:0) Süreçin riskine yol açtı: Kısa HRT sistemleri, sınırlı tampon kapasite ile toksik bileşikler veya hidrolik dalgalanmalar şok etmek için daha savunmasızdır.

Uzun Hidro Retention Time

Uzun HRT'ler genellikle besin kaldırılmasını geliştirirken, aşırı değerler kendi dezavantajlarını tanıtır:

  • [FONT:0) Büyük ölçekli reaktörler ve yüksek sermaye maliyetleri: A uzun HRT aynı akış oranı için daha büyük bir reaktör hacmi gerektirir, inşaat, arazi ve malzemeler gider.
  • [FONT=0)Diminishing geri döndürür:[Dönem:[Dönemli bir noktanın ötesinde, ek HRT besin kaldırılmasında uygun bir gelişmedir. Ekstra zaman öncelikle kirletici bozulmadan ziyade endojen respirasyon için kullanılır.
  • [FONT:0]Sludge toplu ve köpüklü: Long HRTs, filamentli bakterinin (örneğin, Microthrix parvicella) büyümesini teşvik edebilir ve bu uzlaşma ve yetersizlik sağlar.
  • [FONT:0) Enerji tüketimine yoğunlaşmıştır: [Dönetici: [Dönetici:0] Büyük reaktörler daha fazla aerasyon enerjisi gerektirir ve operasyonel harcamalar yükseltmektedir.
  • [FONT:0) phosphorus serbest bırakılması için temel:[Dönetici: 0,0) genişletilmiş HRT sistemlerinde, incelik son derece uzun süre kalabilir, anaerobik koşullara ve fosfat serbest bırakılmasına yol açabilir.

Arzulanan Nutrient Removal için HRT'yi optimize etmek

En iyi HRT bulmak bir siteye özgü mühendislik meydan okumasıdır. Aşağıdaki stratejiler, uygulama ve maliyet arasında bir denge elde etmenize yardımcı olabilir:

Pilot Çalışmaları

Pilot ölçekli reaktörler gerçek atık sularını kullanarak bir dizi HRT değerlerini test edebilir. Effluent amonyak, nitrat, fosfat ve yetersizlik, geri yükleme verimliliğinin stabilize olduğu noktayı belirlemek için takip edilebilir. Pilot veriler aynı zamanda sıcaklık dalgalanmaları ve organik yükleme varyasyonları da ortaya çıkarır.

Süreç Modelleri Kullanın

ASM2d (Activated Sludge Model No. 2d) gibi gelişmiş mekanik modeller, HRT'nin besin kaldırılması üzerindeki etkisini taklit eder. Bu modeller AOB, NOB, PAOs ve denitrifiers, mühendislere pahalı alan denemeleri olmadan senaryoları karşılaştırmalarını sağlar.

Implement Adaptive Control

Amonyak, nitrat, fosfat ve akış oranı, reaktör hacmini ayarlayan bir süreçtir (örneğin, su seviyesini bir Sequencing Batch Reaktör) veya inflow dağılımında değiştirerek veriyi diurnal akışları, ıslak hava olayları ve mevsimsel sıcaklık değişiklikleri sağlar.

Anoxic ve Aerobik Bölgeler

Biyolojik besin kaldırılması (BNR) bitkiler için, HRT, anaerobik, anoxic ve aerobik bölgeler arasında belirli süreçlere göre dağıtılmalıdır.Kanser kuralı 20-25% anaerobik,% 25-30 aoxic, ve% 45-50 akustik, ve aynı anda toplam reaktör hacminin %99'u akrepsiz C:N:P oranlarına göre yapılabilir.

Reaktör Konsülü

Farklı reaktör türleri farklı en iyi HRT aralıkları vardır:

  • [FONT:0)Konventional Aktif Sludge (CAS): ) HRT 4-12 saat karbonaceal kaldırılması için; 10-24 saat nitrification; BNR yapılandırmaları toplam HRT'yi 16-30 saate kadar uzatmaktadır.
  • [FONT:0) Batch Reaktörleri (SBR): [Dönder: [Dönder: 0:0) HRT genellikle tam çevrim için 6-18 saat (konuş, reaksiyon, yerleşme, decant).
  • [FONT=0)Membrane Bioreactors (MBR): [Dönetici: 1) Yüksek karışık liquor askıya alındı (MLSS) konsantrasyonlar, HRT'lerin (4-8 saat) nitritler için uzun süre süre süre devam ederken, membran fouling yüksek biyokütleler konsantrasyonu nedeniyle HRT'lerde çok kısa sürede kötüleşebilir.
  • [FONT:0)Moving Bed Biofilm Reaktörleri (MBBR): ), HRT'nin 2-6 saat kadar düşük olması, yavaş büyüyen organizmaların biyofilm koruması nedeniyle mümkündür.

Faktörler Optimal HRT

HRT'yi seçerken çeşitli siteye özgü faktörler dikkate alınmalıdır:

  • [FONT=0]Wastewater sıcaklığı: [DÜDÜT:1] Düşük sıcaklıklar yavaş mikrobik kinetiği; HRT, besin kaldırılmasını korumak için artırılmalıdır. Örneğin, her 10°C artış ile yaklaşık iki katına çıkar.
  • [FONT:0)Influent kompozisyon: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici:0) Yüksek güç atıksu (örneğin, gıda işlemeden) tam bozulma için HRT'ye ihtiyaç duyabilir.
  • [FONT=0)Sludge age (SRT): Yeterli uzun bir SRT sağlar, biyokütle konsantrasyonu yüksekse (örneğin, MBR) ve sonra HRT ile SRT arasındaki ilişki SRT = HRT × (MLSS) / (effluent TSS + atık çamur konsantrasyon konsantrasyonu).
  • [FONT:0)Ferz bileşiklerin varlığı: Ağır metaller, fenoikler veya antibiyotikler içeren endüstriyel atıklar mikrobiyal aktiviteyi bastırabilir. HRT'de bir artış, metabolik oranları telafi etmek için gerekli olabilir.
  • Regulatory izinler: Stringent effluent limitler (örneğin toplam azot < 3 mg/L, toplam phosphorus < 0.1 mg/L) genellikle kimyasal parlama gibi gelişmiş tedavi adımları ile bir araya gelir.

Vaka Çalışması: Bir Yurtiçi BNR Plantinde HRT Optimizasyon

Bir belediye binası 30.000 m)3 / gün değiştirilmiş bir Ludzack-Ettinger (MLE) işlemi başlangıçta 12 saat boyunca (doktor) işlemine devam etti (10 saat boyunca) Bitki 12 saat boyunca tutarlı bir şekilde sonuçlandı. Ek hacimde 2 mg/Lışma limitleri daha iyi bir şekilde arttı.

İkinci bir vaka süt atıksu tedavi etti. Bitki 4 gün boyunca bir HRT (ortak akışla birlikte yüksek organik güç nedeniyle) ve PAO nüfus stabildi ve effluent fosfor 3 mg /L'den 2.5 güne kadar düştü (HRT'nin altından fazla bir miktar daha fazla) ve aslında poliküresel zaman oranını teşvik ederek, PAO nüfus stabildi ve effluent fosforofofsforus geri çekilmesi ile sonuçlanır.

HRT Yönetiminde Future Yol

Bir sonraki atık su arıtma tesisleri, bir sonraki saat veya gün boyunca optimal HRT'yi öneren gerçek zamanlı kontrol ve makine öğreniminden yararlanacaktır. Sensör ağları oksijeni yukarı doğru ölçüm, ammonium yarı-saturasyon indeksi ve çamur hacim indeksi, bir sonraki saat veya gün için optimal HRT'yi tavsiye eden tahmin edici modeller.

Yavaş büyüyen organizmalar nedeniyle HRT'yi düşük maliyetli olarak sunar. granular yapısı, tek bir reaktör içinde akrep-denitrikasyon ve biyolojik fosfor kaldırılması gibi, gerekli HRT'yi konvansiyonel flok tabanlı sistemlerle karşılaştırır.

HRT varyasyonları ile tarihsel performans verilerini ilişkilendirmek için yapay zekanın kullanımı da daha yaygın hale gelecektir. Operatörler bu araçları eşsiz koşullar için “sweet spot” HRT'yi tanımlamak için kullanabilirler, muhafazakar tasarım değerlerine ve maxding plant kapasiteye güvenmeyi azaltacaktır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Hidrolik Retention Time bir tasarım parametresinden çok daha fazlasıdır; operatörler gerekli mikroorganizmaların kaderini kontrol edebilir ve biyolojik reaktörlerde fosforu kontrol edebilir.Bir HRT seti çok kısa bir süre sonra, HRT çok uzun atık kaynakları belirlerken, gerekli mikroorganizmaların büyüme kinetiğini anlamakta önemli olan bir özelliktir, ve reaktör konfigürasyonunu kontrol edecektir.

Tasarım yönergeleri hakkında daha fazla okuma için, [[Üyetim:0)EPA Biyolojik Nutrient Yoklama Süreçleri) ve [[Üye Olmayanlar Arası Ülkeler (WEF)[Döneticiler için Uygulamanın Kılavuzu[Dönetici:0)