Çıkış Suyu Kalitesi
1. Fazla Organik Madde
Organik maddenin arıtma verimliliğini esas olarak etkileyen faktörler şunlardır:
(1) Besinler
Genel olarak atık sudaki nitrojen ve fosfor gibi besinler mikrobiyal ihtiyaçlar için yeterlidir ve sıklıkla fazladır. Ancak endüstriyel atık su oranının nispeten yüksek olduğu durumlarda, karbon-nitrojen-fosfor oranının 100:5:1 standardını karşıladığından emin olmak için kontrol edilmesi gerekir.
● Azot eksikse genellikle amonyum tuzları eklenir.
● Fosforun eksik olması durumunda genellikle fosforik asit veya fosfatlar eklenir.
(2) pH
Atık suyun pH'ı genellikle nötr olup 6,5 ila 7,5 arasındadır. Kanalizasyon boru hattındaki anaerobik fermantasyon pH'ta hafif bir düşüşe neden olabilir. Yağmur mevsimi sırasındaki önemli pH düşüşleri genellikle kentsel asit yağmurlarından, özellikle de birleşik kanalizasyon sistemlerinden kaynaklanmaktadır.
PH'daki ani ve büyük bir değişiklik, ister artış ister düşüş olsun, genellikle endüstriyel atık suyun büyük miktarda deşarjından kaynaklanır. Atık suyun pH'ının ayarlanması genellikle sodyum hidroksit veya sülfürik asit eklenmesini içerir ancak bu, arıtma maliyetlerini önemli ölçüde artırır.
(3) Yağlar ve Gresler
Atık sudaki yağlı madde içeriği yüksek olduğunda havalandırma ekipmanlarının havalandırma verimliliği düşecektir. Havalandırmayı artırmadan arıtma verimliliği düşecektir ancak havalandırmayı artırmak kaçınılmaz olarak işletme maliyetlerini yükseltir.
Yüksek yağ içeriği aynı zamanda aktif çamurun çökeltme performansını da azaltır ve ciddi durumlarda çamurun kabarmasına neden olarak atık sudaki askıda katı maddelerin (SS) standartları aşmasına neden olabilir. Yüksek yağ içeriğine sahip giriş suyu için ön arıtma aşamasında yağ giderme ekipmanı eklenmelidir.
(4) Sıcaklık
Sıcaklığın aktif çamur prosesi üzerinde çok çeşitli etkileri vardır.
● Öncelikle mikrobiyal aktiviteyi etkiler. Kış aylarında kontrol tedbirleri alınmazsa arıtma verimi düşecektir.
● İkincisi, ikincil çökeltme tanklarındaki ayırma performansını etkiler; örneğin sıcaklık değişiklikleri yoğunluk akımlarına ve kısa-devreye neden olabilir; düşük sıcaklıklar çamurun viskozitesini artırır ve çökelme performansını azaltır.
● Üçüncüsü, sıcaklık havalandırma verimliliğini etkiler. Yaz aylarında yüksek sıcaklıklar çözünmüş oksijen doygunluğunu azaltır, oksijen transferini zorlaştırır ve havalandırma verimliliğini azaltır. Aynı zamanda hava yoğunluğunu da azaltır, bu nedenle aynı hava beslemesini korumak için hava hacminin arttırılması gerekir.
2.TP (Toplam Fosfor) Standartları Aşan
Biyolojik fosfor giderimi, polifosfat-biriktiren organizmaların (PAO'lar) anaerobik koşullar altında fosfor salmasına ve aerobik koşullar altında fazla fosforu absorbe etmesine dayanır. Fosfor, fosfor-zengin fazla çamurun boşaltılmasıyla giderilir. Atık su TP'sinin standartları aşmasının nedenleri arasında şunlar yer alır:
(1) Sıcaklık
Sıcaklık, fosfor giderimini biyolojik nitrojen gideriminden daha az etkiler. Belirli bir aralıkta biyolojik fosfor giderimi, orta dereceli sıcaklık değişimlerine rağmen başarılı bir şekilde çalışır. Deneyler, PAO'ların düşük sıcaklıklarda daha yavaş büyümesi nedeniyle fosfor gideriminin 10 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda tercih edildiğini göstermektedir.
(2) pH Değeri
pH 6,5 ile 8,0 arasında fosfor içeriği ve polifosfat mikroorganizmalarının alım hızı sabit kalır. PH 6,5'un altına düştüğünde fosfor alımı keskin bir şekilde azalır. Ani pH düşüşleri hem aerobik hem de anaerobik bölgelerde fosfor konsantrasyonunda hızlı artışlara neden olur; pH düşüşü ne kadar büyük olursa, o kadar fazla fosfor salınır. Bu salınım, PAO'ların fizyolojik veya biyokimyasal bir tepkisi değil, tamamen kimyasal bir "asit çözünme" etkisidir. PH düşüşü nedeniyle daha büyük anaerobik fosfor salınımı, daha düşük aerobik fosfor alımıyla sonuçlanır, bu da salınımın yıkıcı ve etkisiz olduğunu gösterir. PH arttığında hafif fosfor alımı meydana gelir.
(3) Çözünmüş Oksijen (DO)
Her bir mg moleküler oksijen, 1,14 mg biyolojik olarak parçalanabilen KOİ tüketebilir, bu da PAO büyümesini inhibe eder ve fosfor giderimini engeller. Anaerobik bölge, anaeroblar tarafından asit fermantasyonunu desteklemek, PAO'lar tarafından fosfor salınımını teşvik etmek ve biyolojik olarak parçalanabilen organik madde tüketimini azaltarak PAO'ların daha fazla PHB sentezlemesine olanak sağlamak için düşük DO'yu korumalıdır. Tersine, aerobik bölge, kanalizasyondan çözünmüş fosfatın emilmesi ve hücre içi polifosfatın sentezlenmesi için enerji elde etmek amacıyla depolanan PHB'nin parçalanmasında PAO'ları desteklemek için daha yüksek DO'ya ihtiyaç duyar. Etkili anaerobik fosfor salınımı ve aerobik alımını sağlamak için DO, anaerobik bölgelerde 0,3 mg/L'nin altında ve aerobik bölgelerde 2 mg/L'nin üzerinde kontrol edilmelidir.
(4) Anaerobik Tanktaki Nitrat Azotu
Anaerobik bölgedeki nitrat nitrojen, organik substratları tüketerek PAO'ların fosfor salınımını engeller ve dolayısıyla aerobik koşullar altında fosfor alımını etkiler. Ayrıca nitrat nitrojen, PAO fosfor metabolizması için gerekli asitleri üreten, PAO fosfor salınımını, alımını ve PHB sentezini baskılayan fermantasyon işlemlerine müdahale eden, denitrifikasyon için elektron alıcıları olarak denitrifikasyon bakterileri tarafından kullanılır. Her bir mg nitrat nitrojen, 2,86 mg biyolojik olarak parçalanabilen KOİ tüketerek anaerobik fosfor salınımını baskılar. Tipik olarak nitrat nitrojeni 1,5 mg/L'nin altında kontrol edilir.
(5) Çamur Yaşı
Fosfor giderimi esas olarak fazla çamurun boşaltılmasıyla sağlanır; dolayısıyla fazla çamurun miktarı giderme verimliliğini belirler. Çamur yaşı, çamur deşarj hacmini ve fosfor alımını doğrudan etkiler. Daha düşük çamur yaşı, aşırı çamur deşarjını ve sistem fosfor giderimini artırarak, ikincil çökeltme çıkışındaki fosforu azaltarak fosfor giderimini iyileştirir. Bununla birlikte, biyolojik nitrojen ve fosfor giderimi, nitrifikasyon ve denitrifikasyon bakterilerinin büyümesi için yeterli çamur yaşı gerektirir, bu da fosfor giderimini çoğunlukla yetersiz hale getirir. Genel olarak fosfor giderim sistemlerinde çamur yaşı 3,5 ile 7 gün arasında kontrol edilmektedir.
(6) COD/TP Oranı
Biyolojik fosfor gideriminde, anaerobik aşamadaki organik substratların türü ve miktarı ve mikropların ihtiyaç duyduğu besin maddelerinin kanalizasyondaki fosfora oranı, giderim verimliliğini kritik bir şekilde etkiler. Farklı substratlar değişen fosfor salınımına ve alımına neden olur. Düşük molekül ağırlıklı, kolayca bozunabilen organikler (örneğin, uçucu yağ asitleri), depolanmış polifosfatı serbest bırakmak ve fosfor salınımını güçlü bir şekilde teşvik etmek için PAO'lar tarafından kolaylıkla kullanılır. Yüksek molekül ağırlıklı,-bozunması zor-organik maddeler, daha zayıf fosfor salınımına neden olur. Anaerobik olarak fosfor salınımı ne kadar eksiksiz olursa, aerobik olarak fosfor alımı da o kadar fazla olur. PAO'lar, anaerobik koşullar altında hayatta kalmak için düşük moleküler organikleri absorbe etmek üzere anaerobik fosfor salınımından elde edilen enerjiyi kullanır. Bu nedenle, PAO'nun hayatta kalması ve ideal fosfor giderimi için yeterli organik madde (COD/TP > 15) gereklidir.
(7) Kolayca Biyobozunur COD (RBCOD)
Çalışmalar, asetik, propiyonik ve formik asit gibi substratların, substrat konsantrasyonuna değil aktif çamur konsantrasyonuna ve mikrobiyal bileşime bağlı olan yüksek fosfor salınım oranlarına yol açtığını göstermektedir. Bu tür fosfor salınımı sıfır-dereceden kinetiği takip eder. PAO'ların onları metabolize edebilmesi için diğer organiklerin bu küçük moleküllere dönüştürülmesi gerekir.
(8) Glikojen
Glikojen, glikoz birimlerinden oluşan büyük dallı bir polisakkarittir ve hücre içi enerji depolama görevi görür. PAO'larda glikojen, aerobik ortamlarda oluşur, anaerobik koşullar altında metabolize edilen enerjiyi depolayarak NADH (PHA sentezinin öncüsü) üretir ve metabolik enerji sağlar. Aşırı havalandırma veya aşırı-oksidasyon, PAO'lardaki glikojeni azaltır, anaerobik koşullarda NADH eksikliğine ve zayıf fosfor giderimine neden olur.
(9) Hidrolik Tutma Süresi (HRT)
İyi çalışan-belediye biyolojik nitrojen ve fosfor giderme sistemlerinde, fosfor salınımı ve alımı genellikle sırasıyla 1,5–2,5 saat ve 2,0–3,0 saat gerektirir. Fosfor salınımı biraz daha kritiktir; bu nedenle anaerobik HRT yakından izlenir. Çok kısa anaerobik HRT, yeterli fosfor salınımını ve organik maddenin düşük yağ asitlerine parçalanmasını önler; çok uzun süre maliyeti ve yan etkileri artırır. Fosfor salınımı ve alımı birbiriyle ilişkilidir: Yeterli anaerobik salınım, aerobik alımı iyileştirir ve bunun tersi de pozitif bir döngü oluşturur. Operasyonel veriler, uygun HRT'lerin 1 saat 15 dakika – 1 saat 45 dakika anaerobik ve 2 saat – 3 saat 10 dakika aerobik olduğunu göstermektedir.
(10) Getiri Oranı (R)
A/O (anaerobik/aerobik) proseslerde, havalandırma tankından ikincil çökeltme tankına dönen aktif çamurda yeterli miktarda çözünmüş oksijenin muhafaza edilmesi, ikincisinde anaerobik fosfor salınımının önlenmesi açısından kritik öneme sahiptir. Hızlı çamur giderimi olmadığında, kalın çamur katmanları yüksek ÇO'ya rağmen anaerobik fosfor salınımına neden olur. Bu nedenle geri dönüş oranları çok düşük olmamalı, çökeltme tanklarından çamurun hızlı tahliyesi sağlanmalıdır. Aşırı yüksek geri dönüş oranları, enerji tüketimini artırır ve havalandırma tankındaki çamurun tutulma süresini azaltarak BOİ5 ve fosfor giderimini olumsuz etkiler. Optimum getiri oranları %50 ila %70 arasındadır.
3.Mekanik ve Elektrik Ekipmanları
Kanalizasyon ve çamur arıtmanın istikrarlı çalışması, tesisin enerji tüketimini de etkileyen güvenilir mekanik ve elektrikli ekipmanlara bağlıdır.
(1) Çubuk Elek Makinası
Tedavinin ilk adımı, kanalizasyon akışını durdurabilecek arızalara yatkın olmaktır. Yaygın sorunlar:
Rulman aşınması veya mekanik arıza nedeniyle sıkışma. Düzenli yağlama ve muayene gerektirir.
Lifler, plastik torbalar nedeniyle tıkanma akışın azalmasına ve taşmaya neden olur. Teknik yükseltmeler veya manuel temizlik gerektirir.
(2) Kaldırma Pompaları
Çoğunlukla dalgıç pompalar. Pompa pervanesi ve conta halkası boşlukları döküntü nedeniyle tıkanabilir, bu da sızdırmazlık ve verimliliği azaltarak motor arızasına neden olabilir. Düzenli inceleme, pompanın döndürülmesi ve geliştirilmiş çubuklu ızgaranın çalıştırılması önerilir.
Değişken giriş ve toplama sistemi tasarımı, dalgalanmaları verimli bir şekilde ele almak için sabit-hızlı ve değişken-hızlı pompalarla eğimler halinde düzenlenmiş pompalar gerektirir.
(3) Üfleyiciler
Anahtar ve enerji-yoğun ekipmanlar. Parametreler hava akışını, basıncı, güç tüketimini ve gürültüyü içerir. Santrifüjlü üfleyiciler, Roots üfleyicilere göre verimlilik, kullanım ömrü, gürültü ve stabilite açısından avantajlarla yaygın olarak kullanılır. Değişken frekans kontrolü ve çoklu üfleyici konfigürasyonları enerji kullanımını optimize eder.
Emülsifikasyon ve aşırı ısınmayı önlemek için yağ soğutucularının, filtrelerinin düzenli bakımı ve uygun yağ kalitesinin sağlanması gereklidir.
(4) Havalandırma Başlıkları
Çoğunlukla mikro gözenekli membranlar (disk, kubbe, plaka, tüp türleri). Tıkanma ve kauçuğun yaşlanması oksijen transfer verimliliğini azaltır. Güvenlik önlemleriyle birlikte formik asit veya yüksek-basınçlı havayla düzenli temizlik yapılması gerekir. Yoğuşmayı gidermek için tahliye vanaları düzenli olarak açılmalıdır. Ciddi şekilde tıkanmış veya hasar görmüş difüzörler değiştirilmelidir.
(5) Çamur Temizleme Ekipmanları
Bazı proseslerde ikincil çökeltme tanklarının bulunmaması (örn. SBR, UNITANK), çamur tabakasının hunilenmesine ve yetersiz çamur deşarjına neden olarak enerji ve kimyasal tüketimini artırır. Aralıklı veya çok-noktalı çamur tahliyesi önerilir. Sedimantasyon tanklarındaki sıyırıcı ve emme cihazlarının düzenli bakımı gereklidir.
(6) Susuzlaştırma Makineleri
İki ana tip: santrifüj ve bant filtre presi.
4.Santrifüj:
Çamur konsantrasyonunu, besleme hızını, hız farkını, kek katıları üzerindeki polimer dozajını, filtre SS'sini ve geri kazanımı göz önünde bulundurun.
Daha büyük hız farkı, çamurun tutulmasını kısaltır, nem içeriğini artırır ve katıları filtreler.
Daha küçük diferansiyel ayırmayı iyileştirir ancak tıkanma riski taşır.
Optimize etmek için polimer dozajını ve besleme hızını ayarlayın.
Yaygın sorunlar:Yetersiz yıkamadan kaynaklanan alarmlar, yağlama tıkanmasından dolayı yatağın aşırı ısınması, frekans dönüştürücüden gelen motor alarmları ve özellikle yağışlı mevsimlerde küçük çamur topakları nedeniyle çamurun tahliye edilememesi. Azaltmak için operasyonel parametreleri ayarlayın.
Bant Filtre Presi:
Çamur, suyu uzaklaştırmak için silindirlerin üzerinden geçen iki bant arasında sıkıştırılır ve kesilir.
Operasyon ve bakım noktaları arasında düzgün çamur dağıtımı, yumuşak sıyırıcılar, nozül temizleme sistemleri, otomatik bant takibi ve kilitleme korumaları yer alır.
Yaygın sorunlar: bant kayması, bant sapması, tıkanma ve kek katılarının azalması çoğunlukla aşırı yükleme, uygun olmayan gerginlik, hasarlı silindirler ve fazla polimer nedeniyle olur. Düzenli ayarlama ve temizlik önemlidir.
İzleme Cihazları
Yüksek safsızlık ve zorlu ortam, sık sık ölçüm hatalarına veya çevrimiçi analizörlerin hasar görmesine neden olarak kontrol ve otomasyonu etkiler.
Konsantrasyon aralıklarına uygun su numunesi ön arıtma üniteleri ve analizörleri gereklidir. İletişim maliyetlerini azaltmak için büyük ekipmanların tesis otomasyonuyla uyumlu kontrol sistemlerine sahip olması gerekir.
Bakım prosedürleri planlı yedek parçaları, düzenli kalibrasyonu, temizliği ve sarf malzemelerinin değiştirilmesini içerir.
Kanalizasyon tesislerine sık sık yıldırım düşmesi nedeniyle dış mekan cihazları için yıldırımdan korunma çok önemlidir. Koruma eksikliği, yüksek onarım maliyetlerine ve operasyonel risklere yol açar.