Notekūdeņu attīrīšanas nozarē mēs bieži runājam par dūņu vecumu (θc), ūdens temperatūru un notekūdeņu BSP (Se), taču tikai daži var patiesi izskaidrot šo trīs saistību. Faktiski šie trīs parametri veido galveno "zelta trīsstūri", kas ietekmē bioloģisko sistēmu stabilitāti. Dūņu vecums nosaka mikroorganismu "vidējo dzīves ilgumu" sistēmā; ūdens temperatūra kontrolē mikroorganismu "efektivitāti"; un notekūdeņu OD5 (Se) tieši atspoguļo sistēmas galīgo attīrīšanas "atskaites karti". Tuvojoties ziemai un ūdens temperatūrai pazeminoties notekūdeņu attīrīšanas iekārtās dažādos reģionos, šajā rakstā, pamatojoties uz empīriskām formulām, kas iegūtas, pielāgojot vairāku notekūdeņu attīrīšanas iekārtu darbības līknes, ir aplūkota kvantitatīvā attiecība starp šiem trim faktoriem, lai izmantotu ūdens apgādes attīrīšanu.
I. Temperatūras ietekme uz notekūdeņu BSP5 ietekmi: reālās pasaules modeļi no darbības datiem
Pamatojoties uz ilgtermiņa darbības datiem no vairākām notekūdeņu attīrīšanas iekārtām, empīriskas korelācijas starp dūņu vecumu (θc) un BSP (Se) dažādos temperatūras diapazonos tika iegūtas, pielāgojot līkni. Šīs formulas parāda skaidru tendenci: augstākas temperatūras un spēcīgākas mikrobu aktivitātes rezultātā samazinās BSP5 tajā pašā dūņu vecumā; zemāka temperatūra apgrūtina sistēmas atbilstību standartiem.
Attiecības starp dažādiem temperatūras diapazoniem ir parādītas zemāk.
1. Temperatūra virs 25 grādiem
Kur: r attiecas uz korelācijas koeficientu, parasti Pīrsona korelācijas koeficientu, ko izmanto, lai izmērītu lineārās korelācijas stiprumu starp diviem mainīgajiem.
2. Temperatūra 20 ~ 25 grādi
3. Temperatūra 15 ~ 20 grādi
4. Temperatūra zem 15 grādiem
II. -Padziļināta galveno modeļu interpretācija
1. modelis: zemāka temperatūra rada lielāku BSP5 – pat ar tādu pašu dūņu vecumu
Piemēram: Pieņemot, ka sistēma darbojas θc=10 dienās, aizstājot ar iepriekš minētajām formulām:
Lielāks par 25 grādiem: Se ≈ 2,1 mg/L
15-20 grādi: Se ≈ 3,2 mg/L
Mazāk par 15 grādiem: Se ≈ 4,0 mg/L
Aprēķinu rezultāti liecina, ka notekūdeņu organisko vielu koncentrācijas atšķirība var būt vairāk nekā divas reizes. Iemesls ir vienkāršs: zemā temperatūrā mikrobu vielmaiņas aktivitāte vājina, substrāta izmantošanas ātrums samazinās, izraisot "nepietiekamu apstrādes jaudu" tajā pašā dūņu vecumā.
2. modelis: Se un θc ir negatīva eksponenciāla attiecība-pagarinot dūņu vecumu, vienmēr uzlabojas notekūdeņi, bet uzlabojumi pakāpeniski samazinās. Visi eksponenti formulā ir negatīvi (-0,744, -0,674, -0,519, -0,554), kas norāda, ka: pieaug θc → samazinās Se, bet eksponents ir mazāks par 1; θc dubultošana nesamazinās Se līdz pusei no sākotnējās vērtības. Tas nozīmē, ka pēc dūņu vecuma pagarināšanas līdz zināmai robežai turpmākai θc palielināšanai ir ierobežota ietekme, un tas radīs tādas problēmas kā dūņu novecošanās, palielināts skābekļa patēriņš un sliktākas dūņu nosēdināšanas īpašības.
Tāpēc ilgāks dūņu vecums ne vienmēr ir labāks; ir jāatrod optimālais līdzsvars.
3. paraugs: korelācijas koeficients r zemās -temperatūras zonā ir zemāks, kas norāda uz palielinātu sistēmas nestabilitāti.
15–20 robežās... Posmos zem 15 grādiem (r=0.55) un zem 15 grādiem (r=0.64) notekūdeņu BSP5 būtiskāk ietekmē temperatūras svārstības. Tas norāda, ka zemas-temperatūras apstākļos mikroorganismi ir jutīgāki pret vides izmaiņām; sistēma ir jutīgāka pret izšķīdušā skābekļa un slodzes svārstībām; un notekūdeņi ir nestabilāki, tāpēc nepieciešama rafinētāka kontrole.
III. Kā izmantot šīs formulas reālajā darbībā?
1. Ziemā iepriekš palieliniet dūņu vecumu
Ziemeļu pilsētās ūdens temperatūra ziemā var pazemināties līdz 10–13 grādiem. Šajā laikā ir ieteicams palielināt θc līdz 12–18 dienām, lai kompensētu mikrobu aktivitātes samazināšanos, ko izraisa zema temperatūra. Ja dūņu vecums vasarā tiek uzturēts 8–10 dienas, notekūdeņi var pasliktināties.
2. Samaziniet dūņu vecumu vasarā, lai palielinātu sistēmas apstrādes slodzes jaudu
Ja ūdens temperatūra ir virs 25 grādiem, augstās mikrobu aktivitātes dēļ dūņu vecumu var atbilstoši samazināt līdz 6–8 dienām, lai palielinātu sistēmas slodzes-nestspēju un samazinātu dūņu daudzumu. Tas ir arī iemesls, kāpēc daudzas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas vasarā piedzīvo "lielu dūņu novadīšanu un vieglu sistēmas darbību".
3. Šo metodi var izmantot procesa diagnostikai,{1}}lai noteiktu, vai notekūdeņu novirzes izraisa dūņu vecums vai temperatūra.
Palielinoties notekūdeņu BDS5, var izmantot šādas darbības, lai noteiktu cēloni:
(1) Aprēķināt strāvu θc;
(2) Izvēlieties atbilstošo formulu, pamatojoties uz ūdens temperatūru, lai aprēķinātu teorētisko Se;
(3) Salīdziniet teorētisko vērtību ar faktisko vērtību: Ja faktiskā vērtība ir daudz lielāka par teorētisko, tas norāda uz slodzes triecienu, nepietiekamu izšķīdušā skābekļa daudzumu vai toksiskām vielām; ja faktiskā vērtība ir tuvu teorētiskajai vērtībai, bet nedaudz lielāka, tas norāda uz nepietiekamu dūņu vecumu vai pārāk zemu temperatūru.
Šī ir operāciju inženieru visbiežāk izmantotā "ātrās diagnostikas metode".
IV. Secinājums: Formulu izpratne ir būtiska, lai izprastu sistēmas darbības loģiku
Daudzi cilvēki ir pieraduši vērtēt notekūdeņu attīrīšanas iekārtu darbību, pamatojoties uz pieredzi, taču pieredzei ir nepieciešams datu atbalsts, un šīs empīriskās formulas nodrošina visintuitīvāko kvantitatīvo bāzi. Tie mums saka, ka: dūņu vecums nav patvaļīgi noteikts un ir jāsaskaņo ar temperatūru; zema temperatūra ir lielākais izaicinājums bioloģiskajām sistēmām, un pasākumi jāveic iepriekš; aiz notekūdeņu BSP5 izmaiņām ir mikrobu ekosistēmas vispārējā reakcija uz vidi. Izpratne par "zelta trīsstūra attiecību" starp dūņu vecumu, ūdens temperatūru un notekūdeņu BSP5 ir būtiska, lai panāktu patiesi rafinētu darbību vadību, kuras centrā ir mikroorganismi.