Perkara Utama Operasi dan Kawalan Proses BAF

Dalam sistem teknologi rawatan air semasa, penapis berudara biologi (BAF) telah menjadi salah satu pilihan arus perdana untuk rawatan lanjutan kumbahan perbandaran dan beberapa air sisa industri kerana penyepaduan biodegradasi dan penapisan fizikal. Berbanding dengan proses enapcemar teraktif tradisional, proses BAF mempunyai jejak yang padat, kecekapan rawatan yang tinggi dan kualiti efluen yang stabil. Walau bagaimanapun, kawalan saintifik terhadap keadaan operasinya secara langsung menentukan kesan rawatan dan kos operasi. Artikel ini, menggabungkan aplikasi kejuruteraan dan data percubaan, menganalisis secara mendalam perkara utama pengendalian dan kawalan proses BAF, terutamanya parameter utama dari segi beban,{3}}nisbah udara, cuci belakang dan pengurusan operasi serta menyediakan rujukan data-untuk membantu profesional rawatan air memahami dan menggunakan proses ini dengan lebih baik.

Dalam reka bentuk dan operasi BAF, beban adalah faktor kawalan yang paling kritikal. Dua indeks beban biasa termasuk beban hidraulik dan beban isipadu. Beban isipadu selalunya BOD₅, NH₃-N atau NO₃-N, dan objektif pengendalian yang berbeza memerlukan beban yang berbeza.

BAF berkarbonat membenarkan kadar pemuatan isipadu tertinggi dan boleh menahan kepekatan bahan organik yang lebih tinggi; BAF yang mennitriti mempunyai kadar pemuatan yang agak rendah, dan penyingkiran nitrogen ammonia bergantung pada masa pengekalan yang lebih lama dan bekalan oksigen terlarut yang lebih stabil; BAF pendenitrifikasi memerlukan kadar pemuatan hidraulik yang lebih tinggi untuk mengekalkan kecekapan penyingkiran nitrogen. Pengoptimuman proses harus dilakukan berdasarkan sasaran efluen sebenar dalam projek kejuruteraan. Contohnya, operasi pengkarbonan-beban tinggi boleh digunakan untuk air sisa industri terutamanya untuk penyingkiran bahan organik, manakala penyingkiran nitrogen ammonia daripada air sisa perbandaran memerlukan kadar pemuatan isipadu yang dikurangkan. Tambahan pula, BAF aliran bawah biasanya menggunakan kadar pemuatan yang lebih rendah, manakala BAF aliran atas boleh menggunakan kadar pemuatan yang lebih tinggi.

Berbanding dengan proses enapcemar teraktif tradisional, BAF mempunyai keadaan pemindahan jisim yang lebih baik dan kadar penggunaan oksigen yang lebih tinggi, sekali gus membolehkan nisbah udara-kepada-air yang agak rendah. Kajian menunjukkan bahawa mengeluarkan 1 kg BOD₅ memerlukan bekalan oksigen sebanyak 0.42–0.8 kg O₂. Purata bekalan oksigen BAF adalah lebih kurang 0.51 kg O₂/kg BOD, jauh lebih rendah daripada 1.0–1.2 kg O₂/kg BOD bagi proses enapcemar teraktif konvensional.

Untuk operasi BAF berkarbonat, nisbah udara-kepada-air konvensional ialah (3–7):1. Jika penyingkiran nitrogen ammonia adalah objektif utama, bekalan udara yang diperlukan untuk mengeluarkan 1 kg NH₃-N ialah lebih kurang 70 m³. Ini bermakna BAF boleh mengurangkan penggunaan tenaga pengudaraan dengan berkesan sambil memastikan oksigen terlarut yang mencukupi, yang merupakan kelebihan utama. Walau bagaimanapun, dalam bidang kejuruteraan, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa nisbah udara{10}}kepada{11}}air yang terlalu rendah boleh menyebabkan kekurangan oksigen dalam dasar penapis dan penurunan kecekapan nitrifikasi; nisbah udara-kepada-air yang terlalu tinggi akan meningkatkan penggunaan tenaga dan boleh menjejaskan kestabilan media penapis dan biofilem.

Selepas tempoh operasi, katil penapis mungkin tersumbat disebabkan oleh terperangkap pepejal terampai dan penebalan biofilm. Oleh itu, mencuci belakang adalah langkah operasi yang penting. Pada masa ini, kaedah yang biasa digunakan ialah gabungan-air basuh balik.

1. Kawalan SS
Untuk mengelakkan pepejal terampai daripada menyumbat lapisan penapis, SS influen hendaklah dikawal di bawah 60–100 mg/L. Langkah prarawatan biasa termasuk pemendapan atau pengapungan. Jika tidak, ia bukan sahaja akan menyebabkan peningkatan penurunan tekanan dalam katil penapis tetapi juga meningkatkan beban cucian belakang.

2. Beban Kejutan Pulangan Efluen Cuci Balik
Disebabkan oleh kitaran yang pendek dan keamatan tinggi mencuci belakang, jika air yang dikembalikan terus memasuki unit rawatan-depan, ia boleh menyebabkan beban kejutan dengan mudah. Penyelesaian termasuk: menyediakan tangki penyamaan (tangki penimbal perantaraan) untuk menampan isipadu air dan turun naik kualiti air; dan menjadualkan masa mencuci belakang dengan munasabah untuk mengelakkan pertindihan dengan aliran influen puncak.

3. Isu Sinergis Penyingkiran Fosforus dan Pembasmian Kuman
Dalam rawatan lanjutan atau penggunaan semula air tebus guna, BAF sering digunakan secara bersiri dengan unit penyingkiran fosforus kimia dan pembasmian kuman. Perhatian khusus perlu diberikan kepada: kesan agen kimia pada biofilm, seperti kemungkinan garam besi atau aluminium yang berlebihan boleh menghalang aktiviti biologi; dan gandingan rejim basuh belakang dan sisa pembasmian kuman untuk mengelakkan pencemaran sekunder.

Kesimpulannya, BAF (Body Fluidization) ialah satu proses yang menggabungkan kecekapan tinggi dan kekompakan, dan telah digunakan secara meluas dalam rawatan air sisa perbandaran termaju, rawatan air sisa industri, dan penggunaan air tebus guna. Walau bagaimanapun, ia bukan "ubat penawar." Keberkesanan maksimumnya hanya boleh dicapai melalui-pengurusan tapak yang khusus dan diperhalusi dalam pengendalian dan kawalan. Kawalan beban menentukan sama ada sasaran rawatan boleh dicapai; pelarasan nisbah udara-ke-air berkaitan dengan penggunaan tenaga dan kecekapan penyingkiran nitrogen; cuci belakang ialah teras mengekalkan-operasi stabil jangka panjang; dan SS (pepejal terampai) dan pengurusan air kembali adalah "keadaan tersembunyi" untuk memastikan operasi sistem yang sihat. Pada masa hadapan, dengan pembangunan pengurusan air pintar dan teknologi kawalan automatik, operasi dan kawalan BAF akan menjadi lebih halus dan pintar, dan peranannya dalam sistem rawatan air-karbon hijau dan rendah akan menjadi semakin penting.