ประเด็นสำคัญของการดำเนินงานและการควบคุมกระบวนการ BAF

ในระบบเทคโนโลยีการบำบัดน้ำในปัจจุบัน ตัวกรองเติมอากาศชีวภาพ (BAF) ได้กลายเป็นหนึ่งในตัวเลือกหลักสำหรับการบำบัดขั้นสูงสำหรับน้ำเสียชุมชนและน้ำเสียทางอุตสาหกรรมบางส่วน เนื่องจากการบูรณาการการย่อยสลายทางชีวภาพและการกรองทางกายภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการตะกอนเร่งแบบดั้งเดิม กระบวนการ BAF มีขนาดกะทัดรัด ประสิทธิภาพการบำบัดสูง และคุณภาพน้ำทิ้งที่เสถียร อย่างไรก็ตาม การควบคุมสภาวะการปฏิบัติงานทางวิทยาศาสตร์จะกำหนดผลการรักษาและต้นทุนการดำเนินงานโดยตรง บทความนี้ผสมผสานการใช้งานทางวิศวกรรมและข้อมูลการทดลองเข้าด้วยกัน โดยจะวิเคราะห์ประเด็นสำคัญของการทำงานและการควบคุมกระบวนการ BAF อย่างลึกซึ้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งพารามิเตอร์ที่สำคัญในแง่ของปริมาณน้ำ-อัตราส่วนอากาศ การล้างย้อน และการจัดการการปฏิบัติงาน และให้ข้อมูล-ข้อมูลอ้างอิงที่ขับเคลื่อนเพื่อช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญด้านการบำบัดน้ำเข้าใจและประยุกต์ใช้กระบวนการนี้ได้ดียิ่งขึ้น

ในการออกแบบและการทำงานของ BAF โหลดเป็นปัจจัยควบคุมที่สำคัญที่สุด ดัชนีการรับน้ำหนักทั่วไปสองดัชนี ได้แก่ โหลดไฮดรอลิกและโหลดตามปริมาตร โหลดตามปริมาตรมักจะเป็น BOD₅, NH₃-N หรือ NO₃-N และวัตถุประสงค์การปฏิบัติงานที่แตกต่างกันก็ต้องการโหลดที่แตกต่างกัน

BAF ที่เป็นคาร์บอนช่วยให้มีอัตราการบรรจุตามปริมาตรสูงสุดและสามารถทนต่อความเข้มข้นของอินทรียวัตถุที่สูงขึ้น BAF ที่เป็นไนตริไฟติ้งมีอัตราการโหลดค่อนข้างต่ำ และการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนอาศัยเวลากักเก็บที่นานขึ้นและการจ่ายออกซิเจนละลายที่มีเสถียรภาพมากขึ้น BAF แบบดีไนตริไฟติ้งต้องการอัตราการโหลดไฮดรอลิกที่สูงขึ้นเพื่อรักษาประสิทธิภาพการกำจัดไนโตรเจน การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการควรดำเนินการตามเป้าหมายของเสียที่เกิดขึ้นจริงในโครงการวิศวกรรม ตัวอย่างเช่น การดำเนินการทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณสูง-สามารถใช้กับน้ำเสียทางอุตสาหกรรมเพื่อการกำจัดอินทรียวัตถุเป็นหลัก ในขณะที่การกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนออกจากน้ำเสียชุมชนจะต้องมีอัตราการบรรทุกตามปริมาตรที่ลดลง นอกจากนี้ BAF ที่ไหลลงโดยทั่วไปจะใช้อัตราการโหลดที่ต่ำกว่า ในขณะที่ BAF ที่ไหลเข้าสามารถใช้อัตราการโหลดที่สูงกว่า

เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการตะกอนเร่งแบบเดิม BAF มีสภาวะการถ่ายเทมวลที่ดีกว่าและอัตราการใช้ออกซิเจนที่สูงกว่า ซึ่งทำให้อัตราส่วนอากาศ-ต่อ-น้ำค่อนข้างต่ำ การศึกษาพบว่าการกำจัด BOD₅ 1 กิโลกรัมต้องใช้ออกซิเจน 0.42–0.8 กิโลกรัม O₂ ปริมาณออกซิเจนโดยเฉลี่ยของ BAF อยู่ที่ประมาณ 0.51 กก. O₂/กก. BOD ซึ่งต่ำกว่าปริมาณออกซิเจนที่ 1.0–1.2 กก. O₂/กก. BOD ของกระบวนการแอคทิเวเต็ดสเลจ์แบบธรรมดามาก

สำหรับการทำงานของ BAF แบบคาร์บอน อัตราส่วนอากาศ-ต่อ-อากาศทั่วไปคือ (3–7):1 หากวัตถุประสงค์หลักในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจน ปริมาณอากาศที่ต้องใช้เพื่อกำจัด NH₃-N 1 กิโลกรัมจะอยู่ที่ประมาณ 70 ลบ.ม. ซึ่งหมายความว่า BAF สามารถลดการใช้พลังงานการเติมอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็รับประกันออกซิเจนที่ละลายในน้ำได้อย่างเพียงพอ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ อย่างไรก็ตาม ในทางวิศวกรรม สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าอัตราส่วนอากาศ-ต่อ{-อากาศที่ต่ำเกินไปสามารถนำไปสู่การขาดออกซิเจนในแผ่นกรองและทำให้ประสิทธิภาพของไนตริฟิเคชันลดลง อัตราส่วนอากาศต่อ-น้ำต่อ-ที่สูงเกินไปจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้นและอาจส่งผลกระทบต่อความเสถียรของสารกรองและฟิล์มชีวะ

หลังจากใช้งานไปสักระยะ แผ่นกรองอาจอุดตันเนื่องจากการดักจับของแข็งแขวนลอยและฟิล์มชีวะหนาขึ้น ดังนั้นการล้างย้อนจึงเป็นขั้นตอนการปฏิบัติงานที่สำคัญ ในปัจจุบัน วิธีการที่ใช้กันทั่วไปคือการล้างย้อนด้วยอากาศ-

1. การควบคุมเอสเอส
เพื่อป้องกันไม่ให้สารแขวนลอยอุดตันเบดตัวกรอง ควรควบคุม SS ที่มีอิทธิพลให้ต่ำกว่า 60–100 มก./ลิตร มาตรการปรับสภาพทั่วไป ได้แก่ การตกตะกอนหรือการลอยอยู่ในน้ำ มิฉะนั้นจะไม่เพียงแต่ทำให้แรงดันตกในเบดตัวกรองเพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่ยังเพิ่มภาระในการล้างย้อนอีกด้วย

2. โหลดกระแทกของน้ำทิ้งย้อนกลับจากน้ำยาย้อน
เนื่องจากรอบการล้างย้อนสั้นและความเข้มข้นสูง หากน้ำที่ไหลย้อนกลับเข้าสู่ยูนิตบำบัดส่วนหน้าโดยตรง- ก็อาจทำให้เกิดโหลดกระแทกได้ง่าย วิธีแก้ปัญหาประกอบด้วย: การตั้งค่าถังปรับสมดุล (ถังบัฟเฟอร์ระดับกลาง) เพื่อรองรับปริมาณน้ำและความผันผวนของคุณภาพน้ำ และกำหนดเวลาการล้างย้อนอย่างสมเหตุสมผลเพื่อหลีกเลี่ยงการทับซ้อนกับการไหลที่มีอิทธิพลสูงสุด

3. ประเด็นการทำงานร่วมกันของการกำจัดฟอสฟอรัสและการฆ่าเชื้อ
ในการบำบัดขั้นสูงหรือการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ BAF มักถูกใช้เป็นชุดร่วมกับหน่วยกำจัดและฆ่าเชื้อด้วยฟอสฟอรัสทางเคมี ต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับ: ผลกระทบของสารเคมีต่อแผ่นชีวะ เช่น ความเป็นไปได้ที่เกลือของเหล็กหรืออลูมิเนียมที่มากเกินไปอาจยับยั้งกิจกรรมทางชีวภาพ และการมีเพศสัมพันธ์ของระบบการล้างย้อนและสารตกค้างในการฆ่าเชื้อเพื่อหลีกเลี่ยงมลพิษทุติยภูมิ

โดยสรุป BAF (Body Fluidization) เป็นกระบวนการที่ผสมผสานประสิทธิภาพและความกะทัดรัดเข้าด้วยกัน และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำเสียชุมชนขั้นสูง การบำบัดน้ำเสียทางอุตสาหกรรม และการใช้น้ำที่นำกลับมาใช้ใหม่ อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่ "ยาครอบจักรวาล" ประสิทธิภาพสูงสุดจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อ-การจัดการที่เฉพาะเจาะจงและละเอียดถี่ถ้วนในการดำเนินงานและการควบคุม การควบคุมปริมาณจะกำหนดว่าสามารถบรรลุเป้าหมายการรักษาได้หรือไม่ การปรับอัตราส่วนอากาศ-ต่อ-เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานและประสิทธิภาพในการกำจัดไนโตรเจน การล้างย้อนกลับเป็นหัวใจสำคัญของการรักษา-การทำงานที่มั่นคงในระยะยาว และ SS (สารแขวนลอย) และการจัดการน้ำไหลกลับถือเป็น "เงื่อนไขที่ซ่อนอยู่" เพื่อรับรองการทำงานที่ดีของระบบ ในอนาคต ด้วยการพัฒนาการจัดการน้ำอัจฉริยะและเทคโนโลยีการควบคุมอัตโนมัติ การดำเนินการและการควบคุมของ BAF จะได้รับการขัดเกลาและชาญฉลาดยิ่งขึ้น และบทบาทของระบบบำบัดน้ำสีเขียวและคาร์บอนต่ำ-จะมีความสำคัญมากขึ้น