Vid anaerob behandling av hushållsavloppsvatten bibehålls retentionstiden i mer än 2 timmar, den anoxiska retentionstiden i mer än 2 timmar och retentionstiden för aeroba tankar i 6 timmar. Det verkar som att de anaeroba och anoxiska retentionstiderna är till för bättre avlägsnande av organiskt material. Om halten organiskt material är låg, behöver retentionstiden förkortas? Och om halten organiskt material är hög, behöver retentionstiden förlängas? Vad skulle effekten bli om uppehållstiden är för lång eller för kort? Det verkar som om en längre aerob retentionstid är för att underlätta tillväxten av nitrifierande bakterier för effektivare borttagning av ammoniakkväve. Tack, experter, för den (populärvetenskapliga förklaringen)!
Hydraulic Retention Time (HRT) förbises ofta i den dagliga drifthanteringen, men det är en viktig referensdatapunkt, speciellt för system för avlägsnande av kväve och fosfor!
1. Vad är Hydraulic Retention Time (HRT)?
Hydraulic Retention Time (förkortat HRT) är en term som används i vattenbehandlingsprocesser. Det avser den genomsnittliga tid som avloppsvattnet som ska behandlas finns kvar i reaktorn, dvs den genomsnittliga reaktionstiden mellan avloppsvattnet och mikroorganismerna i den biologiska reaktorn.
För biologisk behandling måste HRT uppfylla kraven för den specifika processen. Annars, om HRT är otillräckligt, kommer de biokemiska reaktionerna att vara ofullständiga, vilket leder till en svagare behandlingseffektivitet. Omvänt kan en alltför lång HRT orsaka slamåldring i systemet.
Tabell: HRT för olika processer för avloppsvattenrening
När behandlingseffektiviteten är dålig kan design HRT-värdet användas för verifiering. Vid verifiering av HRT bör flödeshastigheten inkludera slamreturflödet. Om HRT är för litet bör avloppsvattenflödet långsamt minskas; om den är för stor bör avloppsvattenflödet långsamt ökas. Observera att eventuella ändringar i avloppsvattenflödet bör göras gradvis för att undvika att utsätta systemet för en stötbelastning. Med tanke på den utmanande karaktären av avloppsvattenrening, bör minskning av det inkommande avloppsvattenflödet inte göras lätt; justeringar bör i första hand göras av returflödet.
I den konventionella aktiverade slamprocessen bestämmer HRT till stor del graden av avloppsvattenbehandling eftersom den bestämmer slamuppehållstiden. I MBR-processen (Membrane Bioreactor) håller emellertid separationseffekten av membranet kvar mikroorganismer i reaktionstanken, och uppnår därmed fullständig separation av den hydrauliska retentionstiden och slammets åldring!
2. Beräkning av hydraulisk retentionstid (HRT)
Det finns faktiskt två typer av hydraulisk retentionstid i avloppsvattenrening: den ena kallas Nominell hydraulisk retentionstid och den andra är den faktiska hydrauliska retentionstiden!
1. Nominell hydraulisk retentionstid
Som namnet antyder är detta beräkningen baserad på definitionen: den hydrauliska uppehållstiden är lika med den effektiva volymen av avloppsvattenreningssystemet dividerat med det inkommande flödet.
Om den effektiva volymen för avloppsvattenreningssystemet är V (m³) och Q är inflödeshastigheten per timme (m³/h), är formeln för hydraulisk retentionstid:
`HRT=V / Q`
2. Faktisk hydraulisk retentionstid
Den faktiska hydrauliska uppehållstiden hänvisar till realtidsavloppsvatten som faktiskt finns kvar i reningssystemet, och det måste ta hänsyn till slamreturflödet:
Om den effektiva volymen av avloppsvattenreningssystemet är V (m³), Q är inflödeshastigheten per timme (m³/h) och R är slamåtercirkulationsförhållandet, då är formeln för hydraulisk retentionstid:
`HRT=V / [(1 + R) Q]`
Så, i ett kväveavskiljningssystem, ingår det interna recirkulationsflödet i beräkningen av den faktiska hydrauliska retentionstiden för den anoxiska tanken? Denna fråga har diskuterats. I allmänhet ingår inte det interna recirkulationsflödet i formeln för den faktiska HRT för den anoxiska tanken. Reglerna tillhandahåller vanligtvis endast ett intervall för den anoxiska tanken HRT. För beräkningen av den anoxiska tanken HRT ingår det externa recirkulationsförhållandet R utan tvist; det är allmänt accepterat att den effektiva inflytande flödeshastigheten är (1+R)Q.
Därför anses den anoxiska tanken HRT i allmänhet som HRT=V / [(1 + R) Q].
När det gäller om det interna recirkulationsflödet ska räknas för den anoxiska tanken HRT, ur ett makroskopiskt perspektiv, om det interna recirkulationsförhållandet r=4 eller N, anser vi att vattnet recirkuleras 4 eller N gånger. Så även om retentionstiden per passage är kort, blir den totala tiden över 4 eller N omgångar likvärdig, vilket effektivt uppväger påverkan av den interna återcirkulationen.
Därför ingår inte det interna återcirkulationsflödet i formeln.
3. Rollen av hydraulisk retentionstid (HRT)
Effekt av HRT på kväveavlägsnande
I A²/O-processen, under förhållanden med en tillräckligt lång HRT, finns en god avlägsningseffektivitet för NH₃-N. Om HRT är för kort, har de olika mikrobiella populationerna i reaktionstanken inte tillräckligt med tid att växa, slam tvättas ut för snabbt och både nitrifikations- och denitrifikationsreaktionerna fortsätter inte fullt ut. När HRT når ett visst värde, tillräckligt för att reaktionerna i varje reaktor ska fortsätta fullt ut, ökar ytterligare HRT bara en ekonomisk börda utan att ge en mer signifikant förbättring av kväveavlägsnande.
Forskning på hybrid-MBR-processer har dock visat att inom det testade HRT-intervallet (4,97h - 8.70h) ökade systemets effektivitet för borttagning av TN när HRT minskade. Detta beror på att under långa HRT-förhållanden minskar systemets organiska belastningshastighet, vilket kan intensifiera endogen respiration av biomassa, påverka slamaktiviteten och i slutändan minska systemets effektivitet för att avlägsna föroreningar. En minskning av HRT kan öka systemets organiska laddningshastighet, och därigenom förbättra systemets denitrifieringskapacitet och slutligen förbättra kväveavlägsnande prestanda.
Effekt av HRT på fosforavlägsnande
I SBR-processen har HRT en relativt liten inverkan på PO₄³⁻-P-borttagningseffektiviteten; denna process visar inte signifikant borttagning效果 för PO₄³⁻-P. Detta kan bero på att denitrifierande bakterier och polyfosfat-ackumulerande organismer (PAO) båda är heterotrofa. Denitrifierande bakterier kan ta upp och utnyttja VFA före PAO för denitrifiering, och PAO har strängare krav på kolkällor än denitrifierande bakterier - lätt biologiskt nedbrytbart organiskt material används företrädesvis av denitrifierande bakterier. Detta leder till att mindre kolkällor adsorberas av PAO, motsvarande mindre VFA, vilket resulterar i mindre PHB (poly- -hydroxibutyrat) som genereras under anaeroba förhållanden. Följaktligen är energin som krävs för fosforfrisättning relativt reducerad.
Forskning om A²/O-processen visar att när HRT ökar, ökar inte nödvändigtvis effektiviteten i TP-borttagningen kontinuerligt utan visar snarare en trend att först öka och sedan minska. När HRT är 8 timmar är TP-borttagningseffektiviteten högst, vilket indikerar bästa borttagningsprestanda. När HRT ökar till 12 timmar visar TP-borttagningseffektiviteten en sjunkande trend, och fosforavlägsnande prestanda försämras. Detta indikerar att en tillräckligt lång HRT är fördelaktigt för TP-borttagning. Men när HRT ökar ytterligare minskar TP-avlägsnandet gradvis, vilket kan ha en negativ effekt på fosforavlägsnandet. Detta kan bero på att om HRT är för stort kan det leda till slam