DO anomaliyalari uchun keng qamrovli echimlar

Anormal erigan kislorod (DO) kontsentratsiyasi oqava suvlarni tozalash inshootlarida keng tarqalgan va qiyin muammo bo'lib, nafaqat oqava suv sifatiga ta'sir qiladi, balki loyning ko'payishi va energiya sarfini oshirish zanjirli reaktsiyasini ham qo'zg'atadi. An'anaviy aeratsiyani sozlash va suvni oldindan tozalash chora-tadbirlariga qo'shimcha ravishda, quyidagilar uchta o'lchovli DO anomaliyalari uchun ilg'or echimlarni taqdim etadi: favqulodda innovatsion texnologiyalar, tizimni qayta qurish va optimallashtirish va fanlar bo'yicha texnologiya integratsiyasi.

(I) Kengaytirilgan shamollatish texnologiyasi
Nanobubble shamollatish texnologiyasi
Printsip va afzalliklar: Diametri atigi 10-200 nm bo'lgan nanopufakchalar katta o'ziga xos sirt maydoniga, sekin ko'tarilish tezligiga va yuqori erish samaradorligiga ega. An'anaviy aeratsiya usullari bilan solishtirganda, nanobubble aeratsiyasi kisloroddan foydalanishni 80% dan ortiq oshirishi mumkin, bu mikro gözenekli shamollatishdan 2-3 baravar ko'pdir. DO kontsentratsiyasining keskin pasayishi bilan favqulodda vaziyatlarda nanopufakchalar mikroblar jamoasiga ta'sir qilmasdan suvdagi erigan kislorod miqdorini tezda oshirishi mumkin.

Qo'llash holati: Kimyoviy oqava suvlarni tozalash inshootida kiruvchi organik moddalar kontsentratsiyasi keskin oshib, erigan kislorod (DO) kontsentratsiyasi 2,5 mg/L dan 0,8 mg/L gacha tushib ketdi. Nanobubble aeratsiya tizimi favqulodda faollashtirilgandan so'ng, DO kontsentratsiyasi atigi 30 daqiqada 2 mg / L dan oshdi va 2 soatdan keyin normal darajaga qaytdi va oqava suvlarning standartlardan oshib ketishi xavfidan qochadi.

Sof kislorodli aeratsiya favqulodda tizimi

Qo'llaniladigan stsenariylar: An'anaviy aeratsiya tizimlari favqulodda kislorod talablarini qondira olmasa, toza kislorod aeratsiyasi favqulodda qo'shimcha sifatida ishlatilishi mumkin. Yuqori{1}}konsentratsiyali kislorod suyuq kislorod saqlash tanklari yoki kislorod generatorlari orqali ta'minlanadi va to'g'ridan-to'g'ri biologik tozalash idishiga yuboriladi, bu qisqa vaqt ichida DO kontsentratsiyasini sezilarli darajada oshiradi. Sof kislorod aeratsiyasining kislorodni uzatish samaradorligi havo aeratsiyasidan 5-10 baravar ko'p, bu ayniqsa, yuqori yuk zarbalari yoki aeratsiya uskunalaridagi nosozliklarni favqulodda davolash uchun juda mos keladi.

Ehtiyot choralari: kislorod in'ektsiya tezligini qat'iy nazorat qilish, mikrobial zaharlanishga olib keladigan haddan tashqari yuqori DO kontsentratsiyasining oldini olish uchun sof kislorod aeratsiyasi uchun zarur. Bundan tashqari, sof kislorod nisbatan qimmat va uzoq muddatli{2}}foydalanish uchun emas, balki qisqa{1}}favqulodda choralar sifatida foydalanish kerak. Fermentatsiya tankini oqava suvlarni tozalashning eng yuqori bo'sh vaqtlarida, pivo zavodi oqava suvlarini tozalash inshooti organik moddalarning samarali parchalanishini ta'minlab, taxminan 3 mg / L barqaror erigan kislorod (DO) kontsentratsiyasini saqlab turish uchun toza kislorodli aeratsiyadan foydalangan.

(II) Mikrobial kengaytirilgan remediatsiya texnologiyasi
Funktsional mikrobial agentlarning maqsadli dozalari:
Agentni tanlash va qo'llash: DO anomaliyalarining har xil turlari asosida yaxshilash uchun maxsus funktsional mikrobial agentlar tanlanadi. Misol uchun, loy faolligi etarli bo'lmaganligi sababli DO iste'moli sekin bo'lsa, yuqori samarali buzuvchi mikrobial agentlarni (masalan, Bacillus va Pseudomonas) qo'shish mikroblarning metabolik qobiliyatini tez oshirishi va kislorod iste'molini oshirishi mumkin. DO kontsentratsiyasi juda yuqori bo'lsa, ortiqcha kislorodni iste'mol qilish uchun denitrifikatsiya reaktsiyalaridan foydalanish uchun denitrifikatsiya qiluvchi mikrobial vositalar qo'shiladi.

Moslashtirilgan mikrobial agentni ishlab chiqish: Ba'zi oqava suvlarni tozalash inshootlari ta'sir qiluvchi suv sifati va mikrobial hamjamiyat tuzilishiga asoslangan moslashtirilgan aralash mikrobial agentlarni ishlab chiqish uchun tadqiqot institutlari bilan hamkorlik qiladi. Farmatsevtik oqava suvlarni tozalash inshooti o'zining loy mikroblar jamoasini tahlil qilish orqali o'ziga xos antibiotiklarni buzuvchi shtammlarning etishmasligini aniqladi. Murakkab mikrobial agentni maqsadli qo'llashdan so'ng, DO kontsentratsiyasi 5 mg / L dan 2,8 mg / L gacha kamaydi, antibiotikni olib tashlash darajasi esa 40% ga oshdi. Tez biofilm qurish texnologiyasi

Tashuvchini tanlash va biofilm hosil qilish usuli: Biologik tozalash idishiga to'xtatilgan biologik tashuvchilar (masalan, poliuretan shimgich yoki seramsit) qo'shiladi. Tashuvchi yuzasida biofilm yaratish uchun tezkor biofilm hosil qilish texnologiyasi qo'llaniladi. Biofilmdagi mikroblar jamoasi barqaror tuzilishga ega, kuchli zarba qarshiligiga ega va DO kontsentratsiyasining katta o'zgarishi sharoitida ham faollikni saqlab turishi mumkin. Dominant bakteriya turlarini emlash bilan birgalikda shamollatish va aralashtirishdan foydalangan holda, biofilm shakllanishi 7-10 kun ichida yakunlanishi mumkin, bu esa biologik tizimning davolash quvvatini 20% -30% ga oshiradi.

Ilova natijalari: shahar oqava suvlarini tozalash inshootida uzoq muddatli DO konsentratsiyasining oʻzgarishi tufayli loy faolligi pasaygan va uning oqava suvlarida haddan tashqari ammiak azoti mavjud. Keramsit biologik tashuvchilarni qo'shish va nitrifikator bakteriyalar bilan emlash orqali DO konsentratsiyasi biofilm hosil bo'lgandan keyin 2-3 mg / L darajasida barqarorlashdi va ammiak azotini olib tashlash darajasi 60% dan 95% gacha ko'tarilib, oqava suv sifatiga muvofiqlik darajasini sezilarli darajada yaxshilaydi.

(I) Marshrutni yangilash va o'zgartirish jarayoni

Ko'p bosqichli AO jarayonlarini optimallashtirish-

Segmentli ta'sir va aniq shamollatish: An'anaviy AO jarayonini ko'p bosqichli AO jarayoniga yangilash, segmentlangan oqim va mustaqil aeratsiya nazorati orqali turli zonalarda DO kontsentratsiyasini aniq tartibga solishga erishadi. Masalan, birinchi{2}}bosqichda anoksik zonada DO kontsentratsiyasi nazorat qilinadi<0.5 mg/L to enhance denitrification; in the aerobic zone, the aeration rate is adjusted according to the influent load to stabilize the DO concentration at 2-4 mg/L. After adopting the multi-stage AO process, a wastewater treatment plant reduced the DO concentration fluctuation range from ±1 mg/L to ±0.3 mg/L, and the denitrification efficiency increased by 30%.

Oraliq cho'kma idishini qo'shish: Ko'p bosqichli AO jarayoniga oraliq cho'kma idishini qo'shish loy qaytishi va aralash suyuqlik qaytishini alohida nazorat qiladi. Oraliq cho'kma tanki bir oz loyni olib tashlashi mumkin, keyingi aerob zonadagi loy konsentratsiyasini kamaytiradi va kislorod iste'molini kamaytiradi; shu bilan birga, aralash suyuqlik qaytishi anoksik zonaga ko'proq nitrat olib kelishi mumkin, denitrifikatsiya samaradorligini oshiradi. Sanoat parkidagi oqava suvlarni tozalash inshooti aerob zonadagi DO kontsentratsiyasini 0,5 mg/l ga kamaytirdi va oraliq cho'kindi tankni qo'shish orqali aeratsiya energiya sarfini 15% ga kamaytirdi.

MBR jarayonini chuqur optimallashtirish: Membran modulining joylashuvi va shamollatish usulini sozlash: Membran bioreaktorida (MBR) membrana moduli tartibini va shamollatish usulini optimallashtirish DO kontsentratsiyasi taqsimotini samarali boshqarishi mumkin. Mikroorganizmlarning kislorodga bo'lgan talabini qondirish uchun pastki shamollatish va yon shamollatish kombinatsiyasi membranani ifloslanishini oldini olish uchun kesish kuchini hosil qilish uchun ishlatiladi. Shu bilan birga, membrana idishidagi DO kontsentratsiyasining onlayn monitoringi yuqori DO kontsentratsiyasiga olib kelishi mumkin bo'lgan haddan tashqari shamollatishning oldini-aeratsiya tezligini real vaqtda sozlash imkonini beradi. Optimallashtirishdan so'ng, oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash zavodining oqava suvlarni tozalash inshootining MBR tizimidagi DO konsentratsiyasi 1,5-2,5 mg / L darajasida barqarorlashdi va membranani tozalash davri 30 kundan 60 kungacha uzaytirildi.

Kengaytirilgan oksidlanish jarayonlari bilan birlashtirilgan MBR: MBR tizimidagi DO kontsentratsiyasi oqimdagi rekalsitran organik moddalar tufayli g'ayritabiiy bo'lsa, oqimni oldindan tozalash uchun ilg'or oksidlanish jarayonlari (masalan, ozon oksidlanishi va Fenton oksidlanishi) birlashtiriladi. Murakkab oksidlanish rekalsitli organik moddalarni oson biologik parchalanadigan moddalarga parchalashi mumkin, biokimyoviy ishlov berish yukini kamaytiradi va DO konsentratsiyasini barqarorlashtiradi. MBR-ozon bilan bog'langan jarayonni qo'llaganidan so'ng, bo'yash va bosma oqava suvlarni tozalash inshootida uning DO konsentratsiyasi 1,2 mg/L dan 2,2 mg/L ga, CODni olib tashlash darajasi esa 75% dan 90% gacha oshdi.

(II) Energiyani qayta tiklash va qayta ishlash
Energiya ishlab chiqarish va shamollatish uchun loyni anaerob hazm qilish
Jarayon printsipi: Ortiqcha loy anaerob parchalanuvchiga beriladi. Ishlab chiqarilgan biogaz yonilg'i xujayralari orqali elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi va aeratsiya uskunalarini quvvat bilan ta'minlaydi. Shu bilan birga, anaerob hazm qilishdan keyin hazm qilish azot va fosfor kabi ozuqa moddalariga boy bo'lib, ular mikrobial ozuqa moddalarini to'ldirish, mikrob metabolizmini rag'batlantirish va DO kontsentratsiyasini barqarorlashtirish uchun biokimyoviy tankga qaytarilishi mumkin. Energiya ishlab chiqarish uchun loyni anaerob hazm qilish orqali oqava suvlarni tozalash inshooti aeratsiya tizimining elektr energiyasiga bo'lgan talabining 30 foizini qondirdi, har yili taxminan 800 000 yuan elektr energiyasini tejaydi va shu bilan birga DO konsentratsiyasi barqarorligini 25 foizga yaxshiladi.

Hazmning qaytarilishini nazorat qilish: kislorod iste'molini oshiradigan ortiqcha ozuqa moddalari tufayli ortiqcha mikroblarning ko'payishiga yo'l qo'ymaslik uchun hazm qilish oqimining tezligini qat'iy nazorat qiling. Biologik tozalash idishidagi azot va fosfor kontsentratsiyasini kuzatish orqali biogaz atala resirkulyatsiyasi nisbati o'rnatiladi, odatda oqim oqimining 5% -10% darajasida nazorat qilinadi.

Chiqindilarni issiqlikni qayta ishlash va suv haroratini nazorat qilish

Chiqindilarni issiqlikni qayta tiklash tizimi chiqindi suvlarni tozalash jarayonida hosil bo'lgan chiqindi issiqlikni (masalan, aeratsiya uskunasidan issiqlik tarqalishi va anaerob hazm qilish natijasida issiqlik hosil bo'lishi) yig'adi, uni biologik tozalash idishidagi suv haroratini tartibga solish uchun issiqlik nasosi tizimi orqali issiq suvga aylantiradi. Suv harorati kislorodning eruvchanligi va mikroblarning faolligiga ta'sir qiluvchi hal qiluvchi omil hisoblanadi. Suv haroratini 20-30 daraja ushlab turish kislorodning eruvchanligini barqarorlashtirishga yordam beradi va mikrobial faollikni optimallashtiradi. Shimoliy Xitoydagi oqava suvlarni tozalash inshooti chiqindi issiqlikni qayta tiklash tizimi orqali qishda biologik tozalash idishidagi suv haroratini 12 darajadan 22 darajagacha oshirdi, erigan kislorod (DO) kontsentratsiyasini 0,8 mg/l ga oshirdi va tozalash samaradorligini 20% ga oshirdi.

Suv harorati va DO CO-nazorati: Suv harorati va DO kontsentratsiyasi o'rtasida ko-nazorat modeli o'rnatiladi. Suv harorati ko'tarilganda, kislorodning eruvchanligining pasayishini qoplash uchun shamollatish tezligi mos ravishda oshiriladi; suv harorati tushganda, haddan tashqari yuqori DO konsentratsiyasini oldini olish uchun shamollatish tezligi kamayadi. Ushbu dinamik boshqaruv DO kontsentratsiyasining tegishli diapazonda barqaror bo'lishini ta'minlaydi.

(I) IoT va Big Data texnologiyalarini qo'llash

DO konsentratsiyasini aqlli bashorat qilish va erta ogohlantirish tizimi

Koʻp{0}}Manba maʼlumotlarini birlashtirish tahlili: taʼsir qiluvchi suv sifati, suv miqdori, aeratsiya uskunalari ish parametrlari va meteorologik maʼlumotlar kabi koʻp{1}}manba maʼlumotlarini integratsiyalashgan holda, katta maʼlumotlarni tahlil qilish orqali DO konsentratsiyasini bashorat qilish modeli yaratiladi. Ushbu model DO konsentratsiyasi tendentsiyalarini 24 soat oldin bashorat qilishi mumkin. Bashorat qilingan DO kontsentratsiyasi normal diapazondan oshib ketganda, u avtomatik ravishda erta ogohlantirishni ishga tushiradi va optimallashtirish bo'yicha takliflarni beradi. Oqava suvlarni tozalash inshootidagi aqlli erta ogohlantirish tizimi 95% aniqlik darajasiga erishdi va DO konsentratsiyasi anomaliyalariga javob berish vaqtini 2 soatdan 30 daqiqagacha qisqartirdi.

Masofadan boshqarish va uchuvchisiz ishlash: IoT texnologiyasi asosida aeratsiya uskunalarini masofadan boshqarish va biologik tozalash tanklarini uchuvchisiz boshqarishga erishiladi. Operatorlar mobil APP yoki kompyuter orqali real vaqtda DO konsentratsiyasini va uskunaning ish holatini kuzatishi va shamollatish tezligi va loyni qaytarish nisbati kabi parametrlarni masofadan sozlashi mumkin. Uchuvchisiz foydalanish tizimini qo'llaganidan so'ng, tog'li hududdagi oqava suvlarni tozalash inshooti DO konsentratsiyasining barqarorlik darajasi 98% gacha ko'tarildi va mehnat xarajatlari 60% ga kamaydi. Raqamli egizak tizimni simulyatsiya qilish va optimallashtirish

Virtual biokimyoviy tank konstruktsiyasi: Biokimyoviy tankning virtual modeli turli xil ta'sir qiluvchi sharoitlarda va ish parametrlarida DO kontsentratsiyasining taqsimlanishi va mikrobial metabolik jarayonlarni simulyatsiya qilish uchun raqamli egizak texnologiyasidan foydalangan holda qurilgan. Virtual eksperimentlar orqali aeratsiya strategiyalari va loyni qaytarish nisbati kabi parametrlar optimallashtiriladi va optimal yechim keyinchalik haqiqiy ishlab chiqarishga qo'llaniladi. Raqamli egizak tizim simulyatsiyasi orqali oqava suvlarni tozalash inshooti, ​​shamollatish boshi oralig'ini 1,2 metrdan 1 metrgacha sozlash DO kontsentratsiyasining bir xilligini 20% ga yaxshilashini va modifikatsiyadan keyingi haqiqiy ta'sir simulyatsiya natijalariga mos kelishini aniqladi.

Nosozliklarni simulyatsiya qilish va favqulodda vaziyatlarda mashq qilish: G'ayritabiiy DO kontsentratsiyasi stsenariylari (masalan, aeratsiya uskunalari ishdan chiqishi va ta'sir qiluvchi yuk zarbalari) raqamli egizak tizimda simulyatsiya qilinadi va operatorlarning javob berish imkoniyatlarini yaxshilash uchun virtual favqulodda mashqlar o'tkaziladi. Takroriy mashqlar orqali operatorlar DO anomaliyalari uchun ishlov berish tartib-qoidalari bilan ko'proq tanishdilar va favqulodda vaziyatlarga javob berish vaqti 40% ga qisqardi.

(II) Yangi materiallar va ilg'or uskunalarni ishlab chiqish

Aqlli shamollatish membranasi materiallari

Materialning xususiyatlari va afzalliklari: Yangi aqlli aeratsiya membranasi materiali yuqori porozlik, yuqori kislorod uzatish samaradorligi va kuchli ifloslanishga qarshi{0}}qobiliyatga ega. Membrananing sirtidagi aqlli qoplama gözenek hajmini DO kontsentratsiyasiga qarab avtomatik ravishda sozlaydi. DO kontsentratsiyasi juda yuqori bo'lsa, teshiklar qisqaradi, kislorod o'tkazilishini kamaytiradi; DO konsentratsiyasi juda past bo'lsa, teshiklar kengayib, kislorod o'tkazuvchanligini oshiradi. Aqlli shamollatish membranasining kislorod uzatish samaradorligi an'anaviy shamollatish boshlariga qaraganda 50% dan yuqori, energiya sarfini 30% ga kamaytiradi.

Qo‘llash istiqbollari: Intellektual aeratsion membrana materiali hozirda sinov{0}}ko‘lamli bosqichda va keyingi 3-5 yil ichida-keng miqyosda qo‘llanilishi kutilmoqda. Ilmiy-tadqiqot institutining uchuvchi miqyosidagi natijalari shuni ko'rsatadiki, aqlli aeratsiya membranasidan foydalangan holda biologik tozalash idishidagi DO konsentratsiyasining o'zgarishi atigi ± 0,2 mg / L ni tashkil qiladi va davolash effekti an'anaviy aeratsiya tizimlariga qaraganda ancha yaxshi.

Suv ostidagi DO konsentratsiyasini real-vaqt kuzatuvchi robot

Xususiyatlari: Suv osti roboti yuqori aniqlikdagi DO sensori, suv sifati analizatori va kamerasi- bilan jihozlangan. U biologik tozalash idishida avtonom tarzda harakatlana oladi, real vaqt rejimida turli hududlarda DO kontsentratsiyasi va suv sifati parametrlarini kuzatib boradi. Robot simsiz aloqa orqali ma'lumotlarni markaziy boshqaruv xonasiga uzatadi, bu esa operatorlarga DO kontsentratsiyasining taqsimlanishini intuitiv ravishda tushunish va DO darajalari g'ayritabiiy bo'lgan hududlarni tezda aniqlash imkonini beradi.

Innovatsion dastur: Suv osti DO monitoringi robotini joriy qilgandan so'ng, katta oqava suv tozalash inshooti biologik tozalash tankining burchagida past DO konsentratsiyasiga ega o'lik zonani topdi. Shamollatish boshi tartibini sozlash orqali DO konsentratsiyasining notekis taqsimlanishi bartaraf etildi, bu esa umumiy davolash samaradorligini 10% ga oshirdi.

Xulosa: Anormal DO kontsentratsiyasini hal qilish uchun an'anaviy fikrlashni buzish va favqulodda innovatsion texnologiyalarni, tizimni qayta qurish va optimallashtirishni hamda diversifikatsiyalangan va ko'p darajali-yechimlarni yaratish uchun-intizomiy texnologiya integratsiyasini birlashtirish kerak. Nanobubble aeratsiyasi va funksional bakterial agent qoʻshilishi kabi qisqa-muddatli favqulodda choralardan tortib, jarayonni yangilash va energiyani qayta tiklash orqali-uzoq muddatli tizimni optimallashtirishgacha, soʻngra IoT ilovalari va yangi materiallarni ishlab chiqish kabi ilgʻor texnologiyalar-gacha, har bir texnologiya anormal DO kontsentratsiyasini hal qilish uchun yangi gʻoyalarni taqdim etadi. Kelajakda uzluksiz texnologik taraqqiyot va innovatsiyalar bilan DO kontsentratsiyasini nazorat qilish yanada aniq va samarali bo'lib, oqava suvlarni tozalash inshootlarining barqaror ishlashi va suv sifati standartlariga erishish uchun mustahkam kafolat beradi.