دستورالعمل های فنی برای راه اندازی اولیه و بهره برداری از فرآیندهای SBR در تصفیه فاضلاب

پیشگفتار

راه اندازی اولیه فرآیند لجن فعال دسته ای توالی (SBR) یک مرحله انتقالی حیاتی از تکمیل زیرساخت به عملیات پایدار است. اهداف اصلی پرورش و سازگاری با جامعه میکروبی لجن فعال، بهینه سازی پارامترهای زمان بندی فرآیند، تأیید عملکرد تجهیزات و در نهایت دستیابی به انطباق با کیفیت پساب پایدار است. این راهنما به شدت به استانداردهای صنعتی مانند "مقررات فنی برای بهره برداری، نگهداری و ایمنی تاسیسات تصفیه فاضلاب شهری" (CJJ 60) و "مشخصات فنی مهندسی تصفیه فاضلاب لجن فعال" (HJ 573) پایبند است. این محتوا بر نکات عملی کلیدی تمرکز دارد و برای راه اندازی اولیه تاسیسات تصفیه فاضلاب SBR جدید ساخته، بازسازی شده یا توسعه یافته قابل استفاده است و راهنمایی های عملیاتی سیستماتیک و قابل اجرا را برای پرسنل فنی ارائه می دهد.

(I) آمادگی پرسنلی و فنی

1. پرسنل راه اندازی باید آموزش های تخصصی را در مورد اصول فرآیند، عملیات تجهیزات و مقررات ایمنی تکمیل کنند و باید بر منطق عملیاتی هر مرحله از SBR و روش های نظارت بر شاخص کیفیت آب مسلط باشند.

2. یک طرح راه اندازی دقیق باید تهیه شود که اهداف راه اندازی، تقسیم بندی های مرحله، محدوده کنترل پارامترها، طرح های اضطراری و الزامات ثبت داده ها را به وضوح تعریف کند. طرح باید توسط ناظر فنی بررسی و تایید شود.

(II) پذیرش تجهیزات و ابزار

1. اجرای آزمایشی انفرادی: آزمایش‌های بدون بار و بار را روی تجهیزات اصلی مانند پمپ ورودی، دمنده، همزن، و دکانتر به ترتیب انجام دهید. سر و صدای عملکرد، سطوح ارتعاش و حساسیت شروع/توقف تجهیزات را بررسی کنید تا مطمئن شوید که هر قطعه از تجهیزات عاری از گیر کردن، نشتی یا سایر ایرادات است و پارامترهای عملیاتی مطابق با الزامات طراحی هستند.

2. اجرای آزمایشی به هم پیوسته: یک چرخه عملیاتی کامل را شبیه سازی کنید تا منطق کنترل به هم پیوسته بین تجهیزات را تأیید کنید. بر بررسی ترتیب سوئیچینگ بین هوادهی و هم زدن و دقت اتصال بین دکانتر و سطح سنج تمرکز کنید و از پایداری و قابلیت اطمینان سیستم کنترل خودکار اطمینان حاصل کنید.

3. کالیبراسیون ابزار: کالیبراسیون جامع ابزارهایی مانند pH متر، متر اکسیژن محلول (DO)، متر ORP، سطح سنج و جریان سنج را انجام دهید. از راه حل های استاندارد برای کالیبره کردن نقطه و محدوده صفر برای اطمینان از صحت داده های نظارت استفاده کنید. سوابق کالیبراسیون باید برای مراجعات بعدی بایگانی شوند.

(III) آماده سازی کیفیت مواد و آب

1. آماده سازی لجن تلقیح: لجن فعال بالغ از تصفیه خانه های فاضلاب مشابه باید ترجیحا استفاده شود. لجن باید زرد مایل به-قهوه ای، عاری از بوی گندیده باشد و میزان رطوبت آن باید بین 96 تا 98 درصد کنترل شود. اگر لجن تلقیح مشابه در دسترس نباشد، می توان از روش کشت خود{6} استفاده کرد و مواد مغذی آلی (مانند گلوکز، اوره و دی هیدروژن فسفات پتاسیم) را برای شروع رشد میکروبی اضافه کرد.

2. آماده سازی شیمیایی: فلوکولانت ها (PAC، PAM)، مواد مغذی (اوره، دی هیدروژن فسفات پتاسیم)، و تنظیم کننده های قلیایی (کربنات سدیم، بی کربنات سدیم) را در صورت نیاز آماده کنید. سیستم دوز شیمیایی باید آزمایش شود تا از خطوط لوله بدون مانع و اندازه گیری دقیق اطمینان حاصل شود.

3. بررسی کیفیت آب ورودی: برای تعیین محدوده نوسان COD، BOD5، NH3-N، TN، TP، و pH به طور مداوم کیفیت آب ورودی را به مدت 7-15 روز بررسی کنید و تعیین کنید که آیا مواد سمی یا مضر در ورودی وجود دارد یا خیر. در صورت لزوم، یک فرآیند پیش تصفیه اضافه کنید.

(I) تلقیح لجن و سازگاری

1. تلقیح لجن

- مقدار لجن تلقیح شده اضافه شده باید اطمینان حاصل کند که غلظت جامدات معلق مشروب مخلوط (MLSS) در مخزن واکنش به 1000 تا 1500 میلی گرم در لیتر می رسد. پس از افزودن، آب تمیز یا فاضلاب با غلظت کم را به مخزن تزریق کنید تا دیسک‌های هوادهی و تیغه‌های همزن غوطه‌ور شوند.

- بلافاصله پس از تلقیح، هوادهی مداوم را بدون افزودن آب شروع کنید و غلظت DO را در 2 تا 3 میلی گرم در لیتر کنترل کنید. زمان هوادهی باید 24 تا 48 ساعت باشد که در طی آن MLSS و SV30 باید هر 6 ساعت یکبار کنترل شوند و تغییر رنگ لجن باید مشاهده شود.

2. سازگاری لجن

- سازگاری باید از اصول بار کم و پیشرفت تدریجی پیروی کند که به سه مرحله تقسیم می‌شود:

- مرحله 1 (دوره افزایش بار): ورودی در 30٪ تا 40٪ از بار ورودی طراحی وارد می شود، با چرخه عملیاتی که در 12 ساعت کنترل می شود (2 ساعت ورود، 6 ساعت واکنش هوازی، 2 ساعت رسوب گذاری، 1 ساعت تخلیه پساب، 1 ساعت بیکاری). در مرحله هوازی، DO در 2 تا 3 میلی گرم در لیتر حفظ می شود. در مرحله بدون اکسیژن (در صورت مجهز بودن)، هم زدن فعال می شود و DO کمتر یا مساوی 0.5 میلی گرم در لیتر است. COD ورودی و خروجی، NH3-N، و نشانگرهای لجن (MLSS، SVI) روزانه پایش می شوند. اگر نرخ حذف COD پساب به طور مداوم بالای 60٪ باشد، مرحله بعدی می تواند ادامه یابد.

- فاز دو (دوره تثبیت بار): بار ورودی را به 60٪ تا 70٪ از مقدار طراحی افزایش دهید. زمان واکنش را با توجه به کاهش کیفیت آب تنظیم کنید. اگر میزان حذف NH3-N کمتر از ۸۰ درصد باشد، زمان واکنش هوازی باید افزایش یابد. در طول این مرحله، تمرکز باید بر عملکرد ته نشینی لجن باشد. SVI باید در 80-120 میلی لیتر بر گرم کنترل شود. در صورت حجیم شدن لجن، فوراً بار ورودی را کاهش داده و سرعت هوادهی را افزایش دهید.
فاز سوم (دوره سازگاری کامل با بار): به تدریج بار ورودی را تا 100٪ مقدار طراحی افزایش دهید، پارامترهای زمان بندی را برای هر فاز بهینه کنید و اطمینان حاصل کنید که نرخ حذف COD، NH3-N، TN و TP همگی با الزامات طراحی مطابقت دارند، و عملکرد لجن قابل قبولی است. دوره سازگاری برای این مرحله نباید کمتر از 7 روز باشد.

(II) بهینه سازی و تنظیم پارامتر چرخه فرآیند

1. تنظیم پارامتر مرحله ورودی: تأثیر نفوذ کننده محدود کننده و غیر محدود کننده را بر لجن مقایسه کنید. پساب های صنعتی پساب های محدود کننده توصیه می شود. برای جلوگیری از افزایش ناگهانی غلظت بستر، میزان ورودی را کنترل کنید. روشن کردن هم زدن در حین ورود می تواند اختلاط را بهبود بخشد و گرادیان غلظت را کاهش دهد. راندمان تخریب آب را تحت روش های مختلف نفوذی در طول تنظیم ثبت کنید.

2. تنظیم پارامتر مرحله واکنش: غلظت DO را با تنظیم نرخ هوادهی کنترل کنید تا همبستگی بین نرخ تخریب DO و COD/NH3-N در مرحله هوازی روشن شود. برای نیازهای حذف نیتروژن، شدت هم زدن و دوز منبع کربن را در مرحله بدون اکسیژن تنظیم کنید تا نسبت C/N بهینه تعیین شود. اگر حذف فسفر افزایش یافته مورد نیاز است، رابطه تطابق بین زمان آزادسازی فسفر در مرحله بی هوازی و راندمان جذب فسفر در مرحله هوازی را بررسی کنید.

3. تنظیم پارامتر مرحله ته نشینی و زهکشی: زمان ته نشینی بهینه لجن را با تغییر زمان ته نشینی (0.5 ~ 2 ساعت) تعیین کنید تا از معلق شدن بیش از حد مواد جامد در پساب به دلیل زمان ته نشینی کوتاه، یا شناور شدن لجن بی هوازی به دلیل زمان ته نشینی طولانی جلوگیری شود. نرخ نزول دکانتر را تنظیم کنید، به تدریج آن را از 0.3 متر در ساعت به 1.0 متر در ساعت افزایش دهید، کدورت پساب را با سرعت های مختلف ثبت کنید تا نرخ تخلیه بهینه تعیین شود.

4. تنظیم پارامتر مرحله بیکار: حالت عملیات دوره بیکاری را بر اساس شرایط لجن انتخاب کنید. اگر MLSS زیاد باشد، مقدار کمی از لجن اضافی را می توان در طول دوره بیکاری تخلیه کرد. اگر لجن مستعد پوسیدگی بی هوازی باشد، می توان هوادهی میکرو یا همزدن با شدت کم-را فعال کرد. ثبت تغییرات در فعالیت لجن تحت حالت های مختلف در طول تنظیم.

(III) نظارت و ضبط داده ها در طول راه اندازی

1. فرکانس نظارت: شاخص های نظارت روزانه (DO، pH، ORP، سطح مایع) هر 2 ساعت ثبت می شود. شاخص‌های کیفیت آب (COD، BOD₅، NH3-N، TN، TP، SS) روزانه نظارت می‌شوند. نشانگرهای لجن (MLSS، SV30، SVI) روزانه پایش می شوند.

2. پردازش داده ها: ایجاد گزارش راه اندازی، ثبت بار ورودی روزانه، توالی چرخه عملیاتی، پارامترهای عملیاتی تجهیزات، کیفیت آب و نشانگرهای لجن. منحنی‌های تخریب آب و منحنی‌های تغییر عملکرد لجن را ترسیم کنید تا از داده‌ها برای بهینه‌سازی پارامتر پشتیبانی کنید.

1. فعالیت ضعیف لجن تلقیح شده

به صورت رنگ لجن سیاه و بوی متعفن پس از هوادهی، با میزان حذف COD کمتر از 30٪ ظاهر می شود. اقدامات درمانی:
1. **زمان هوادهی را تا 72 ساعت افزایش دهید و در این مدت مواد مغذی مانند گلوکز و اوره را برای تکمیل مواد مورد نیاز برای متابولیسم میکروبی اضافه کنید.
2. برای افزایش غلظت میکروبی لجن، مقدار مناسبی از لجن تازه تلقیح شده اضافه کنید.
3. غلظت DO را بررسی کنید. اگر هوادهی ناکافی منجر به شرایط بی هوازی موضعی شود، سرعت هوادهی را افزایش دهید یا دیسک های هوادهی گرفتگی را تمیز کنید.

2. **تلفات شدید لجن**

این به صورت پساب کدر و کاهش مداوم MLSS ظاهر می شود. اقدامات درمانی:
1. سرعت فرود دکانتر را به 0.3-0.5 متر در ساعت کوتاه کنید و زمان ته نشینی را به 2 ساعت افزایش دهید.
2. کاهش بار ورودی برای به حداقل رساندن تاثیر بر روی لایه لجن.
3. هوادهی بیش از حد منجر به تجزیه لجن را بررسی کنید، سرعت هوادهی را به طور مناسب کاهش دهید و DO را در حدود 2 میلی گرم در لیتر کنترل کنید.
4. برای بهبود عملکرد ته نشینی لجن، مقدار کمی PAM اضافه کنید.

3. **نیتریفیکاسیون ضعیف**

این به صورت غلظت بیش از حد NH3-N در پساب و کاهش آهسته NH3-N در مرحله هوازی ظاهر می‌شود. اقدامات درمانی: 1. افزایش زمان واکنش هوازی و افزایش DO در مرحله هوازی به 3-4 میلی‌گرم در لیتر برای اطمینان از نیازهای متابولیکی باکتری‌های نیتریف کننده. 2. کاهش مقدار لجن اضافی و افزایش سن لجن به 15-25 روز برای ترویج غنی سازی باکتری های نیتریف کننده. 3. قلیاییت ورودی را بررسی کنید. اگر قلیاییت کافی نیست (نسبت قلیایی به NH3-N < 7.14)، برای تکمیل قلیائیت، کربنات سدیم را اضافه کنید. 4. اقدامات حفظ گرما را انجام دهید تا اطمینان حاصل شود که دمای آب کمتر از 15 درجه نباشد، زیرا دمای پایین به طور قابل توجهی از فعالیت باکتری های نیتریف کننده جلوگیری می کند.

4. راندمان نیترات زدایی پایین

این به صورت TN بیش از حد در پساب و افزایش سریع مقدار ORP در مرحله بدون اکسیژن ظاهر می شود. اقدامات درمانی: 1. اضافه کردن منابع کربن خارجی مانند متانول و استات سدیم برای تنظیم نسبت C/N به 5-8:1. 2. زمان واکنش بدون اکسیژن را برای اطمینان از نیترات زدایی کامل افزایش دهید. 3. شدت هم زدن را افزایش دهید تا از اختلاط یکنواخت اطمینان حاصل کنید و از مناطق مرده با DO بیش از حد بالا در مرحله بدون اکسیژن اجتناب کنید.

5. تولید بیش از حد فوم

این به صورت تجمع کف بیش از 0.5 متر در سطح مخزن هوادهی ظاهر می شود که بر راندمان هوادهی تأثیر می گذارد. اقدامات اصلاحی عبارتند از: 1) کاهش بار ورودی برای کاهش ورودی مواد آلی که به راحتی کف می کنند. 2) پاشش یک کف زدا (مانند کف زدا پلی اتر)، کنترل دوز برای جلوگیری از تأثیرگذاری بر فعالیت میکروبی. و 3) بررسی فوم کهنه ناشی از لجن بیش از حد قدیمی و افزایش مناسب نرخ تخلیه لجن.

1. بار ورودی به مدت 7 روز متوالی به 100٪ ارزش طراحی می رسد، و شاخص های کیفیت آب ورودی و خروجی (COD، BOD₅، NH3-N، TN، TP، SS) به طور مداوم استانداردهای تخلیه طراحی یا استانداردهای تخلیه ملی/محلی را برآورده می کنند.

2. عملکرد لجن فعال پایدار است، با MLSS در 2000~4000mg/L، SVI در 50~150mL/g، رنگ لجن مایل به زرد-قهوه ای، عملکرد ته نشینی خوب، و هیچ پدیده غیرعادی مانند حجیم شدن یا شناور شدن لجن حفظ می شود.

3. همه تجهیزات به طور معمول کار می کنند، سیستم کنترل خودکار به آرامی عمل می کند، پارامترهای زمان بندی چرخه فرآیند بهینه می شوند و می توان به عملیات پایدار دست یافت.

4. گزارش راه اندازی کامل است، سوابق داده ها درست، دقیق و قابل ردیابی است و گزارش راه اندازی تکمیل شده و مورد پذیرش قرار گرفته است.

1. گزارش راه‌اندازی را تکمیل کنید، که باید شامل فرآیند راه‌اندازی، نتایج بهینه‌سازی پارامتر، سوابق رسیدگی به مشکل و توصیه‌های عملیاتی باشد، که به عنوان مبنای فنی برای نگهداری بعدی عمل می‌کند.

2. ارائه آموزش تخصصی به پرسنل تعمیر و نگهداری، تحت پوشش کنترل پارامترهای فرآیند، تعمیر و نگهداری روزانه تجهیزات، و رسیدگی به شرایط عملیاتی غیرعادی، حصول اطمینان از عملکرد مستقل.

3. یک سیستم مدیریت تعمیر و نگهداری معمولی را ایجاد کنید، که فرکانس بازرسی تجهیزات، برنامه های نظارت بر کیفیت آب، و الزامات مدیریت لجن را به وضوح تعریف کنید تا از عملکرد پایدار طولانی مدت فرآیند SBR اطمینان حاصل کنید.