نکات کلیدی عملیات و کنترل فرآیند BAF

در سیستم فعلی فناوری تصفیه آب، فیلترهای هوادهی بیولوژیکی (BAF) به دلیل ادغام تجزیه زیستی و فیلتراسیون فیزیکی، به یکی از گزینه‌های اصلی برای تصفیه پیشرفته فاضلاب شهری و برخی از فاضلاب‌های صنعتی تبدیل شده‌اند. در مقایسه با فرآیند لجن فعال سنتی، فرآیند BAF دارای ردپای فشرده، راندمان تصفیه بالا و کیفیت پساب پایدار است. با این حال، کنترل علمی شرایط عملیاتی آن به طور مستقیم اثر درمان و هزینه عملیاتی را تعیین می کند. این مقاله، با ترکیب برنامه‌های مهندسی و داده‌های تجربی، نکات کلیدی عملیات و کنترل فرآیند BAF، به‌ویژه پارامترهای کلیدی از نظر بار، نسبت آب{3}}هوا، شستشوی معکوس، و مدیریت عملیات را عمیقاً تجزیه و تحلیل می‌کند و ارجاعات مبتنی بر داده‌ها را- برای کمک به متخصصان تصفیه آب برای درک بهتر و اعمال این فرآیند ارائه می‌کند.

در طراحی و بهره برداری BAF، بار حیاتی ترین عامل کنترل است. دو شاخص بار رایج شامل بار هیدرولیک و بار حجمی است. بار حجمی اغلب BOD₅، NH3-N یا NO3-N است و اهداف عملیاتی مختلف به بارهای متفاوتی نیاز دارند.

BAF های کربنیزه بالاترین نرخ بارگذاری حجمی را می دهند و می توانند غلظت های بالاتر مواد آلی را تحمل کنند. BAFهای نیتریف کننده نرخ بارگذاری نسبتاً پایین‌تری دارند و حذف نیتروژن آمونیاکی به زمان‌های ماند طولانی‌تر و تامین اکسیژن محلول پایدارتر بستگی دارد. BAF های نیتروژن زدایی برای حفظ راندمان حذف نیتروژن به نرخ بارگیری هیدرولیکی بالاتری نیاز دارند. بهینه سازی فرآیند باید بر اساس اهداف واقعی پساب در پروژه های مهندسی انجام شود. برای مثال، عملیات کربن‌سازی با بار بالا می‌تواند برای فاضلاب صنعتی عمدتاً برای حذف مواد آلی مورد استفاده قرار گیرد، در حالی که حذف نیتروژن آمونیاکی از فاضلاب شهری نیازمند نرخ بارگذاری حجمی کاهش یافته است. علاوه بر این، BAF های جریان پایین معمولا از نرخ بارگذاری کمتری استفاده می کنند، در حالی که BAF های جریان بالا می توانند از نرخ بارگذاری بالاتر استفاده کنند.

در مقایسه با فرآیندهای لجن فعال سنتی، BAFها شرایط انتقال جرم بهتر و نرخ مصرف اکسیژن بالاتری دارند، بنابراین نسبت هوا به آب نسبتاً کمتری را می‌دهند. مطالعات نشان می دهد که حذف 1 کیلوگرم BOD5 به یک منبع اکسیژن 0.42-0.8 کیلوگرم O2 نیاز دارد. متوسط ​​عرضه اکسیژن BAF تقریباً 0.51 کیلوگرم O2/kg BOD است که بسیار کمتر از 1.0-1.2 کیلوگرم O2/kg BOD فرآیندهای لجن فعال معمولی است.

برای عملکرد BAF کربن دار، نسبت هوای معمولی به آب (3-7):1 است. اگر هدف اصلی حذف نیتروژن آمونیاکی باشد، هوای مورد نیاز برای حذف 1 کیلوگرم NH3-N تقریباً 70 متر مکعب است. این بدان معنی است که BAF می تواند به طور موثر مصرف انرژی هوادهی را کاهش دهد و در عین حال از اکسیژن محلول کافی اطمینان حاصل کند که یک مزیت اصلی است. با این حال، در مهندسی، توجه به این نکته ضروری است که نسبت هوا به آب بسیار پایین می‌تواند منجر به کمبود اکسیژن در بستر فیلتر و کاهش بازده نیتریفیکاسیون شود. نسبت هوای بیش از حد به آب{12}}به

پس از مدتی کارکرد، بستر فیلتر ممکن است به دلیل به دام افتادن جامدات معلق و ضخیم شدن بیوفیلم مسدود شود. بنابراین، شستشوی معکوس یک مرحله عملیاتی ضروری است. در حال حاضر، روش متداول مورد استفاده، شستشوی معکوس با هوا{2}}ترکیب آب است.

1. SS Control
برای جلوگیری از گرفتگی مواد جامد معلق در بستر فیلتر، SS ورودی باید کمتر از 60 تا 100 میلی گرم در لیتر کنترل شود. اقدامات متداول پیش تصفیه شامل ته نشینی یا شناورسازی است. در غیر این صورت، نه تنها منجر به افزایش افت فشار در بستر فیلتر می شود، بلکه بار شستشوی معکوس را نیز افزایش می دهد.

2. بار شوک بازگشت پساب شستشو
با توجه به چرخه کوتاه و شدت زیاد شستشوی معکوس، اگر آب برگشتی مستقیماً وارد واحد تصفیه جلویی{0}} شود، به راحتی می تواند بار ضربه ای ایجاد کند. راه حل ها عبارتند از: راه اندازی یک مخزن یکسان سازی (مخزن بافر میانی) برای بافر حجم آب و نوسانات کیفیت آب. و زمان‌بندی معقول زمان شستشوی معکوس برای جلوگیری از همپوشانی با اوج جریان ورودی.

3. مسایل هم افزایی حذف و ضد عفونی فسفر
در تصفیه پیشرفته یا استفاده مجدد از آب بازیافتی، BAF اغلب به صورت سری با واحدهای حذف فسفر شیمیایی و ضد عفونی استفاده می شود. توجه ویژه باید به موارد زیر پرداخت شود: تأثیر عوامل شیمیایی بر روی بیوفیلم، مانند احتمال اینکه نمک های آهن یا آلومینیوم بیش از حد ممکن است فعالیت بیولوژیکی را مهار کند. و جفت کردن رژیم شستشوی معکوس و باقی مانده های ضد عفونی برای جلوگیری از آلودگی ثانویه.

در نتیجه، BAF (سیال سازی بدن) فرآیندی است که راندمان و فشردگی بالا را ترکیب می کند و به طور گسترده در تصفیه فاضلاب شهری پیشرفته، تصفیه فاضلاب صنعتی و استفاده از آب بازیافتی استفاده شده است. با این حال، این یک "نوشابه" نیست. حداکثر اثربخشی آن تنها از طریق مدیریت خاص و دقیق سایت در عملیات و کنترل قابل دستیابی است. کنترل بار تعیین می کند که آیا اهداف درمان می توانند برآورده شوند یا خیر. تنظیم نسبت هوا به آب به مصرف انرژی و راندمان حذف نیتروژن مربوط می شود. شستشوی معکوس هسته اصلی پایدار ماندن-عملکرد طولانی مدت است. و SS (مواد جامد معلق) و مدیریت آب برگشتی "شرایط پنهان" برای اطمینان از عملکرد سالم سیستم هستند. در آینده، با توسعه مدیریت هوشمند آب و فن‌آوری‌های کنترل خودکار، عملیات و کنترل BAF اصلاح‌تر و هوشمندانه‌تر می‌شود و نقش آن در سیستم‌های تصفیه آب سبز و کم کربن{8}به طور فزاینده‌ای اهمیت می‌یابد.