Kintančios koncentracijos veikliojo dumblo procesai: charakteristika ir analizė

Abstract

Nuotekų valymo įrenginių veikliojo dumblo darbas gali būti projektuojamas, optimizuojamas ir vertinamas taikant matematinį modeliavimą. Šio darbo tikslas – ištirti ilgalaikius (10 mėn. trukmės) mažojo individualaus NVĮ darbo duomenis, rasti priklausomybes tarp parametrų ir patikrinti, ar yra galimybė optimizuoti vykstančius nuotekų valymo procesus taikant įprastus ASM (angl. Activated Sludge Model) modelius. Modeliuojant svarbiausi yra trys kinetiniai ir stechiometriniai kalibravimo parametrai: maksimalus heterotrofinis mikroorganizmų augimo greitis, aerobinis endogeninis heterotrofinės biomasės kvėpavimas ir aerobinis heterotrofinės biomasės prieaugis. Tarp šių parametrų turi būti dinaminė pusiausvyra, veikliojo dumblo koncentracija įrenginyje turi būti pastovi ir optimali. Išanalizavus gautus duomenis paaiškėjo, kad mažo našumo NVĮ-102 aeracinėje kameroje išmatuota veikliojo dumblo koncentracija nėra pastovusis dydis. Tyrimo metu ši koncentracija kito nuo 3 iki 6,9 g/l. Kintant veikliojo dumblo koncentracijai, kinta jo apkrova organinėmis medžiagomis (g BDS5/g dumblo sausosios medžiagos), tūrinė apkrova, grąžinamojo veikliojo dumblo debitas (m3/d.), grąžinamojo veikliojo dumblo koncentracija, grąžinamojo veikliojo dumblo procentinis kiekis, deguonies poreikis. Apibendrinus galima teigti, kad mažojo NVĮ darbui optimizuoti įprasti ASM modeliai nėra pritaikyti.

The activated sludge process of waste-water treatment equipment can be designed, optimized and evaluated with the use of mathematical modelling. The aim of this work is to analyse long-term (10 months duration) performance data of a small individual waste-water treatment equipment in order to identify its parameter dependencies and test whether there is a possibility to optimize its waste-water treatment processes using conventional ASM (Activated Sludge Model) models. Three kinetic and stoichiometric calibration parameters are important in the process of modelling: maximum heterotrophic growth rate of micro-organisms, aerobic endogenous heterotrophic biomass respiration and aerobic heterotrophic biomass growth. A dynamic balance between these parameters is necessary and the concentration of activated sludge in the waste-water treatment equipment must be constant and optimal. Analysis of the obtained data revealed, that the concentration of activated sludge measured in the aeration chamber of the low-capacity waste-water treatment equipment “NVĮ-102” is not constant. During the study, the concentration ranged from 3 to 6.9 g/l. As the concentration of activated sludge changes, its load with organic matter (g BOD5/g sludge dry matter), volume load, returned activated sludge flow rate (m3/day), concentration of returned activated sludge, percentage of returned activated sludge, as well as oxygen demand, also change with it. In summary, it can be stated that conventional ASM models are not suitable to optimize the performance of small waste-water treatment equipment.