Mesur Perfformiad a Gwerthuso System Awyru Swigod Fain yn y Broses AAO yn ystod yr Haf a'r Gaeaf
Mae'r rhan fwyaf o weithfeydd trin dŵr gwastraff trefol (WWTPs) yn Tsieina yn defnyddio prosesau biolegol aerobig i dynnu deunydd organig, nitrogen, ffosfforws a llygryddion eraill o ddŵr gwastraff. Mae cyflenwad ocsigen toddedig (DO) mewn dŵr yn rhagofyniad ar gyfer cynnal galw bywyd microbaidd ac effeithlonrwydd triniaeth yn y broses fiolegol aerobig. O ganlyniad,yr uned awyru yw craidd y driniaeth dŵr gwastraff biolegol aerobig. Ar yr un pryd, mae'r system awyru hefyd yn yprif uned sy'n defnyddio ynnimewn WWTPs, yn cyfrif am45% i 75% o gyfanswm y defnydd o ynni planhigion. Ar wahân i amodau gweithredu, mae ffactorau megis ansawdd dŵr gwastraff ac amodau amgylcheddol yn dylanwadu ar ddefnydd ynni'r system awyru. Mae gan y rhan fwyaf o ranbarthau yn Tsieina bedwar tymor gwahanol, glawiad helaeth, ac amrywiadau tymheredd tymhorol sylweddol. Mae glawiad yr haf yn gwanhau crynodiad llygryddion mewnlifol y WWTPs, tra bod tymheredd isel y gaeaf yn effeithio ar weithgarwch microbaidd, gan effeithio ar ansawdd elifiant. Mae amrywiadau mewn cyfradd llif ac ansawdd mewnlifol hefyd yn creu heriau o ran union reolaeth y system awyru mewn WWTPs. Heb ddealltwriaeth ddigonol o'r newidiadau ym mherfformiad trosglwyddo ocsigen tryledwyr swigen mân a'u cynnal a chadw yn ystod y llawdriniaeth, ni ellir defnyddio'r fantais o effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen uchel (OTE) o systemau awyru swigen mân yn llawn, gan arwain at wastraff ynni.
Y math a ddefnyddir fwyaf ar hyn o bryd yw'rtryledwr swigen mân, y mae ei berfformiad yn uniongyrchol gysylltiedig â defnydd ynni gweithredol y system awyru. Mae dulliau ar gyfer mesur perfformiad trosglwyddo ocsigen tryledwyr swigen mân yn cynnwys profion statig (fel y prawf dŵr glân) a phrofion deinamig (fel y dull dadansoddi nwy i ffwrdd). Mae ymchwil ar brofion statig yn canolbwyntio'n bennaf ar efelychiadau ar raddfa labordy, ac anaml yr adroddir ar ddulliau prawf deinamig oherwydd ffactorau fel gofynion safle prawf a chyfyngiadau profion maes. Ar hyn o bryd, dim ond safonau perthnasol y mae Tsieina wedi'u sefydlu ar gyfer y dull prawf dŵr glân. Yn ystod gweithrediad gwirioneddol, mae perfformiad trosglwyddo ocsigen tryledwyr yn cael ei effeithio gan ffactorau megis ansawdd dylanwadol, nodweddion llaid, amodau gweithredu, a baeddu tryledwr. Mae'r perfformiad gwirioneddol yn wahanol iawn i ganlyniadau profion dŵr glân, gan arwain at wyriadau sylweddol wrth ddefnyddio data dŵr glân i ragweld y gofyniad cyflenwad aer gwirioneddol. Mae diffyg dulliau monitro effeithiol ar gyfer perfformiad effeithlonrwydd ynni systemau awyru mewn WWTP yn arwain at wastraff ynni. Felly, mae angen mesur a gwerthuso perfformiad trosglwyddo ocsigen tryledwyr yn ystod gweithrediad gwirioneddol i arwain addasiadau amserol o strategaethau awyru a helpu i gyflawni arbedion ynni a lleihau defnydd mewn systemau awyru. Mae'r astudiaeth hon yn cymrydWWTP trefol yn Shanghai fel enghraifft. Trwy fesuriadau maes o grynodiad llygryddion yn y tanc aerobig a phatrymau amrywio OTE ar hyd llwybr y system awyru swigen mân yn yr haf a'r gaeaf, cafodd effeithlonrwydd tynnu llygryddion a pherfformiad y system awyru eu mesur a'u gwerthuso'n systematig. Y nod yw archwilio dylanwad newidiadau tymhorol ar berfformiad trosglwyddo ocsigen y system awyru, gan ddarparu arweiniad ar gyfer rheolaeth fanwl gywir ac arbed ynni o systemau awyru wrth drin dŵr gwastraff.
1. Defnyddiau a Dulliau
1.1 Trosolwg Gweithredol WWTP
Mae WWTP trefol Shanghai yn defnyddio cyfuniad o brosesaupretreatment + proses AAO + hidlydd ffibr gwely dwfn + diheintio UV. Mae'rcapasiti triniaeth yw 3.0 × 10 ⁵ m³/d. Dangosir prif lif proses y WWTP ynFfigur 1. Mae'r dylanwadwr yn bennafcarthion domestig, ac mae'r elifiant yn bodloni safon Gradd A y "Safon Gollwng Llygryddion ar gyfer Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Dinesig" (GB 18918-2002) cyn cael ei ollwng i Afon Yangtze. Yr amseroedd cadw hydrolig (HRT) ar gyfer y tanc anaerobig, tanc anocsig, a thanc aerobig y tanc biolegol yn y planhigyn hwn yw 1.5 h, 2.7 h, a 7.1 h, yn y drefn honno. Mae'r gymhareb adlif mewnol a'r gymhareb adlif allanol ill dau yn 100%. Rheolir yr oedran llaid rhwng 10-15 diwrnod. Mae gan y planhigyn gyfanswm o 8 tanc aerobig. Mae tanc aerobig sengl yn mesur 116.8 m × 75.1 m × 7.0 m (L × W × H), gyda chyfaint o 11,093 m³. Mae crynodiad y solidau crog hylif cymysg (MLSS) yn cael ei reoli ar tua 4 g/L. Mae'r gwaelod wedi'i gyfarparu âTryledwyr swigen mân tiwbaidd polyethylen Wcreineg Ecopolemer, maint yn 120 mm × 1,000 mm (D × L). Y gymhareb aer-i-dŵr yw 5.7:1. Mae pob tanc aerobig yn cynnwys 3 sianel (Parth 1, Parth 2, a Pharth 3). Yn seiliedig ar y crynodiad DO wedi'i fesur gan fesuryddion llif nwy o fewn y sianeli, mae'r asgell dywys o chwythwyr allgyrchol un cam (4 gweithredol, 2 wrth gefn) yn cael eu haddasu i gynnal y crynodiad DO yn y tanc aerobig rhwng 2{-5 mg/L. Mae gan bob chwythwr gyfradd llif aer graddedig o 108 m³/min, pwysedd o 0.06 kPa, a phŵer o 160 kW. Mae pob sianel yn cael ei rheoli ar wahân gan ddefnyddio mesuryddion llif nwy. Ar y cyd ag adborth darllen DO, mae'r cyflenwad aer gwirioneddol yn cael ei reoli trwy addasu asgell arweiniol y chwythwyr allgyrchol un cam i gynnal y DO ar gyfartaledd yn y tanc aerobig rhwng 2-5 mg/L. Dangosir yr ansawdd dylanwadol / elifiant a ddyluniwyd ac ansawdd dylanwadol 2019 y planhigyn ynTabl 1.
1.2 Cynllun Pwynt Prawf
Cynhaliwyd dau brawf o berfformiad trosglwyddo ocsigen y system awyru swigen mân o dan amodau gweithredu gwirioneddol ym mis Gorffennaf (haf) a mis Rhagfyr (gaeaf). Ar hyd y cyfeiriad llif, sefydlwyd 22 pwynt prawf yn ôl lleoliadau porthladdoedd arolygu'r tanc aerobig. Roedd y pellter rhwng dau bwynt prawf cyfagos tua 5 m, gyda 7, 7, ac 8 pwynt prawf ym Mharth 1, Parth 2, a Pharth 3, yn y drefn honno. Dangosir dosbarthiad y pwyntiau prawf ynFfigur 2. Cyfrifwyd gwir OTE y tryledwyr swigod mân ar bob pwynt trwy fesur y cynnwys ocsigen yn y nwy sy'n dianc o wyneb y dŵr. Ar yr un pryd, mesurwyd y crynodiad DO a thymheredd y dŵr ym mhob pwynt gan ddefnyddio mesurydd ansawdd dŵr aml-baramedr (Pencadlys 30d, Hach, UDA), a mesurwyd a dadansoddwyd crynodiad y llygrydd ar bob pwynt i gael ei batrwm amrywiad ar hyd y llwybr. Er mwyn atal y CODCryn y samplau o ddiraddiol wrth drosglwyddo, cafodd samplau a gymerwyd ar hyd y tanc aerobig eu hidlo ar-safle cyn eu mesur.
1.3 Mesur Perfformiad Trosglwyddo Ocsigen Tryledwyr Swigod Mân o dan Amodau Gwirioneddol
Wrth fesur perfformiad trosglwyddo ocsigen tryledwyr swigen mân o dan amodau gwirioneddol, defnyddiwyd dadansoddwr nwy i ffwrdd a ddatblygwyd yn annibynnol gan Shanghai University of Electric Power, sy'n cynnwys system casglu nwy, system dadansoddi nwy, a system trosi signal. Casglwyd nwy wedi'i ddiffodd gan ddefnyddio pwmp nwy (KVP15-KM-2-C-S, Karier, China) a chwfl, a'i ddosbarthu i synhwyrydd ocsigen electrocemegol (A{-01, ITG, yr Almaen) i'w ddadansoddi. Trosodd y system trosi signal signal foltedd allbwn y synhwyrydd i'r pwysedd rhannol ocsigen yn y nwy. Yn ystod profion nad ydynt wedi'u cysylltu â'r prif gyflenwad nwy, cafodd y pwysedd rhannol ocsigen yn yr aer amgylchynol ei fesur yn gyntaf. Yna gosodwyd y cwfl ar wyneb dŵr y tanc aerobig i gasglu oddi ar y nwy a mesur ei bwysau rhannol ocsigen. Cofnodwyd data ar ôl i'r allbwn sefydlogi am 5 munud. Roedd paramedrau a gafwyd trwy'r dadansoddwr nad yw'n nwy yn cynnwys y gwasgedd rhannol ocsigen mewn aer amgylchynol ac all-nwy, y cyfrifwyd canran yr ocsigen a drosglwyddwyd o'r cyfnod nwy i'r gwirod cymysg ohono, hy, OTE y tryledwr swigen mân, fel ynhafaliad (1).
Lle:
Y(O₂,awyr)- Cyfran yr ocsigen yn yr aer;
Y(O₂,i ffwrdd-nwy)- Cyfran yr ocsigen mewn-oddi ar y nwy;
AOTE- Gwerth OTE.
Cywirwyd yr OTE a fesurwyd gan y dadansoddwr nwy wedi'i ddiffodd ar gyfer DO, tymheredd, a halltedd i gael OTE (SOTE) safonol y tryledwr swigen mân mewn dŵr gwastraff o dan amodau safonol, fel ynhafaliad (2). Dangosir cyfrifiad DO dirlawn mewn dŵr ynhafaliad (3).
Lle:
θ- Cyfernod cywiro tymheredd, wedi'i gymryd fel 1.024, di-dimensiwn;
ASOTE- Gwerth SOTE;
- Cyfernod halwynedd ar gyfer y gwirod cymysg (wedi'i gyfrifo yn seiliedig ar gyfanswm y solidau hydoddi mewn gwirod cymysg), di-dimensiwn, fel arfer yn cael ei gymryd fel 0.99;
- Cymhareb effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen y tryledwr mewn dŵr gwastraff yn erbyn amodau dŵr glân, di-dimensiwn;
C - GWNEWCH grynodiad mewn dŵr, mg/L;
CS,T- Crynodiad DO dirlawn mewn dŵr ar dymheredd T, mg/L;
CS,20- Crynodiad DO dirlawn mewn dŵr ar 20 gradd , mg/L;
T- Tymheredd y dŵr, gradd .
1.4 Dull Cyfrifo ar gyfer Defnydd Ynni System Awyru
Cyfrifwyd galw ocsigen damcaniaethol y tanc aerobig yn ôl y Model Slwtsh Actifedig (ASM). Cyfrifwyd y galw am ocsigen yn seiliedig ar CODCra chanlyniadau tynnu nitrogen amonia i bennu cyfanswm y galw am ocsigen (TOD) y tanc aerobig, fel ynhafaliad (4).
Lle:
MTOD- Gwerth TOD, kg O₂/h;
Q- Cyfradd llif dylanwadol, m³/d;
ΔCCODCr- Gwahaniaeth rhwng crynodiad COD Cr mewnlifiad ac elifiant, mg/L;
ΔCAmonia nitrogen- Gwahaniaeth rhwng crynodiad nitrogen amonia mewnlifol ac elifiant, mg/L; 4.57 yw'r ffactor trosi ar gyfer nitrogen amonia i NO₃⁻-N.
Cyfrifir cyfradd cyflenwad ocsigen y system awyru swigen mân fel ynhafaliad (5).
Lle:
MOTR- Gwerth y gyfradd gyflenwi ocsigen wirioneddol, kg O₂/d;
QAFR- Cyfradd llif aer, m³/h;
ŷO₂- Ffracsiwn màs yr ocsigen yn yr aer, 0.276.
Mae pŵer chwythwr yn cael ei bennu gan gyfradd cyflenwad aer gwirioneddol y chwythwr a'r pwysau allfa, sydd yn ei dro yn cael ei bennu gan y pwysau cymeriant, colli pwysau aer ar y gweill, colli pwysau'r tryledwr swigen mân ei hun, a'r pwysedd dŵr sefydlog承受 ar waelod y tanc, fel ynhafaliad (6).
Lle:
ρawyr- Dwysedd aer, g/L, wedi'i gymryd fel 1.29 g/L;
N - Pŵer chwythwr, kW;
R- Cysonyn nwy cyffredinol, 8.314 J/(mol·K);
Tawyr- Tymheredd atmosfferig, gradd ;
B- Cyfernod trosi chwythwr, wedi'i gymryd fel 29.7;
- Cymhareb gwres penodol o nwy, wedi'i gymryd fel cyson 0.283;
η- Effeithlonrwydd cyfun y modur a'r chwythwr, wedi'i gymryd fel cyson 0.8;
Pi- Pwysedd cymeriant chwythwr, Pa;
Z- Pwysedd dŵr trochi ar dryledwr, Pa;
Pcolled- Colli pwysau'r tryledwr swigen mân ei hun, Pa;
hL- Colli pwysau aer ar y gweill, Pa.
O dan amodau prawf, faint o ocsigen a drosglwyddir i'r dŵr fesul uned o ynni trydanol a ddefnyddir gan y tryledwr [kg/(kW·h)] yw'r Effeithlonrwydd Awyru Safonol (SAE), fel ynhafaliad (7). Gellir defnyddio'r gwerth SAE i werthuso effeithlonrwydd defnydd gwirioneddol y tryledwr swigen mân.
Lle:
ASAE- Gwerth SAE.
1.5 Dulliau Mesur Dangosyddion Confensiynol
Roedd samplau diodydd cymysg yn cael eu hidlo trwy bapur hidlo ansoddol. COD toddadwyCr(SGODCr), nitrogen amonia, NO₃--Mesurwyd N, a TP gan ddefnyddio dulliau safonol cenedlaethol.
2. Canlyniadau a Thrafodaeth
2.1 Effeithlonrwydd Dileu Llygryddion
Dangosir ansawdd dylanwadol y prif lygryddion yn yr haf a’r gaeaf yn y WWTP ynFfigur 3. Y cyfraddau llif triniaeth cyfartalog yn yr haf a'r gaeaf oedd 3.65 × 10 ⁵ m³/d a 3.13 × 10 ⁵ m³/d, yn y drefn honno.COD dylanwadol yr hafCra chrynodiadau nitrogen amonia oedd (188.38 ± 52.53) mg/L a (16.93 ± 5.10) mg/L, yn y drefn honno.Y COD dylanwadol y gaeafCra chrynodiadau nitrogen amonia oedd (187.94 ± 28.26) mg/L a (17.91 ± 3.42) mg/L, yn y drefn honno. Mae glawiad haf uwch yn arwain y WWTP i weithredu mewn modd "llwyth hydrolig uchel - llwyth llygrydd isel". Mae'r cynnydd mewn llwyth hydrolig yn byrhau HRT y system, gan leihau'r amser adwaith yn y tanc biolegol ac effeithio ar symud llygryddion. Gall llwyth llygrydd dylanwadol isel mewn WWTPs arwain yn hawdd at lwythiad llaid rhy isel, gan achosi gormod o awyru a dadelfennu llaid. Dylai WWTPs addasu cyfraddau llwytho llaid a chyflenwad aer yn amserol i liniaru effaith gweithrediad llwyth llygrydd isel.Roedd tymheredd dŵr yr haf yn (27.32 ± 1.34) gradd, yn sylweddol uwch na thymheredd y gaeaf o (17.39 ± 0.75) gradd. Tymheredd yw un o'r ffactorau pwysig sy'n effeithio ar allu'r system i gael gwared â llygryddion. Mae goddefgarwch bacteria ffilamentaidd yn uwch na goddefgarwch ffloc-sy'n ffurfio bacteria, gan eu gwneud yn dueddol o amlhau mewn{-amgylcheddau tymheredd isel, gan achosi swmp llaid. Mae tymereddau is hefyd yn lleihau gweithgaredd ensymau micro-organebau yn y llaid wedi'i actifadu, gan leihau cyfradd diraddio'r swbstrad a chyfradd resbiradaeth mewndarddol, gan arwain at leihau effeithlonrwydd tynnu llygryddion. Gall WWTPs gymryd camau fel cynyddu oedran llaid a MLSS yn y tanc biolegol i liniaru effaith negyddol tymheredd isel ar waredu llygryddion. Gan fod y llwyth hydrolig yn y gaeaf yn is nag yn yr haf, mae'r HRT yn y tanc aerobig wedi'i ymestyn ychydig gyda digon o awyru, gan wrthbwyso effaith negyddol tymheredd isel ar nitreiddiad. Felly, roedd ansawdd yr elifiant yn yr haf a'r gaeaf yn bodloni safon Gradd A Prydain Fawr 18918-2002.
2.2 Patrymau Amrywio Ffurfiau Llygryddion ar hyd y Tanc Aerobig
Ar ddiwrnodau prawf,y SCOD dylanwadolCry crynodiadau yn yr haf a'r gaeaf oedd 186.76 mg/L a 248.42 mg/L, yn y drefn honno, a'r crynodiadau amonia nitrogen oedd 22.05 mg/L a 25.91 mg/L, yn y drefn honno. O bosibl oherwydd gorlif carthffosydd cyfun a ymdreiddiad dŵr daear, roedd ansawdd y mewnlifiad yn is na'r gwerthoedd dylunio. Dangosir amrywiad y llygryddion ar hyd y tanc aerobig ynFfigur 4.
Oherwydd rhyddhau ffosfforws yn y tanc anaerobig, denitrification yn y tanc anocsig, a gwanhau trwy ddychwelyd llaid, gostyngodd crynodiad y llygrydd yn sylweddol cyn mynd i mewn i'r tanc aerobig. Y SCODCry crynodiadau yn y fewnfa tanc aerobig yn yr haf a'r gaeaf oedd 30.32 mg/L a 52.48 mg/L, yn y drefn honno, a'r crynodiadau nitrogen amonia oedd 3.90 mg/L a 4.62 mg/L, yn y drefn honno. Roedd y crynodiadau TN yn fewnfa'r tanc aerobig yn yr haf a'r gaeaf yn 4.86 mg/L a 6.16 mg/L, yn y drefn honno, yn gostwng ychydig i 4.46 mg/L a 5.70 mg/L yn yr elifiant, gan ddangos cyfran gymharol isel o nitreiddiad a dadnitreiddiad cydamserol yn y tanc aerobig. Y SCODCrgostyngodd y crynodiad yn sylweddol ym Mharth 1 i 19.36 mg/L a 30.20 mg/L yn yr haf a'r gaeaf, yn y drefn honno; gostyngodd y crynodiad nitrogen amonia i 1.75 mg/L a 2.80 mg/L. Arafodd y duedd ostyngol o grynhoad llygryddion ym Mharth 2, gan ddangos bod mater organig moleciwlaidd bach wedi'i ddiraddio'n llwyr a bod nitreiddiad wedi'i gwblhau. Roedd crynodiad y llygryddion ar ddiwedd Parth 2 eisoes yn bodloni'r safon gollwng elifiant. Arhosodd crynodiad y llygryddion bron yn ddigyfnewid ym Mharth 3, ond cynyddodd y gwerth DO yn y gwirod cymysg, sy'n dangos bod y rhan fwyaf o'r ocsigen a gyflenwir yn y parth hwn wedi hydoddi i'r hylif cymysg llaid ac na chafodd ei ddefnyddio ar gyfer CODCrocsidiad ac ocsidiad amonia. Y SCOD elifiantCrcrynodiadau o'r tanc aerobig yn yr haf a'r gaeaf oedd 15.36 mg/L a 26.51 mg/L, yn y drefn honno, a'r crynodiadau nitrogen amonia elifiant oedd 0.17 mg/L a 0.50 mg/L, yn y drefn honno.Roedd y gyfradd tynnu nitrogen amonia uwch yn yr haf oherwydd tymheredd dŵr uwch a oedd yn gwella gweithgarwch dadnitreiddiad micro-organebau.. Dywedodd Zhang Tao et al. dod o hyd i hynnymae tymereddau isel yn y gaeaf yn lleihau’r doreth o amonia-bacteria sy’n ocsideiddio a nitraid-bacteria sy’n ocsideiddio, gan leihau’r gyfradd tynnu nitrogen amonia mewn WWTPs.
2.3 Wedi -Diffodd Canlyniadau Prawf Nwy ar hyd y Tanc Aerobig
Cynhaliwyd profion maes o berfformiad trosglwyddo ocsigen y system awyru swigen mân ar hyd y tanc aerobig yn yr haf a'r gaeaf gan ddefnyddio'r dadansoddwr nwy i ffwrdd. Dangosir y canlyniadau ynFfigur 5. Cynyddodd y crynodiad DO yn y tanc aerobig yn raddol ar hyd y cyfeiriad llif. Mae'r crynodiad DO yn y gwirod cymysg yn dibynnu ar faint o ocsigen a drosglwyddir o'r cyfnod nwy i'r cyfnod hylif gan y tryledwyr (hy, OTR) a'r ocsigen a ddefnyddir gan ficro-organebau (hy, OUR). Mae'r swbstrad yn helaeth ar ben blaen y tanc aerobig, ac mae angen mwy o ocsigen ar ficro-organebau i ddiraddio'r swbstrad. Felly, roedd y crynodiad DO ar ei isaf ym Mharth 1 yn yr haf a'r gaeaf, sef (1.54 ± 0.22) mg/L a (1.85 ± 0.31) mg/L, yn y drefn honno. Cynyddodd y crynodiad DO i (2.27 ± 0.45) mg/L a (2.04 ± 0.13) mg/L ym Mharth 2, yn y drefn honno. Ym Mharth 3, y crynodiad DO oedd (4.48 ± 0.55) mg/L a (4.53 ± 1.68) mg/L, yn y drefn honno. Mae patrwm amrywiad DO ar hyd y llwybr yn gyson â chrynodiad y llygryddion. Yn y bôn, cwblhawyd diraddio a niteiddiad deunydd organig ym Mharth 2. Mae'r cynnwys deunydd organig ym Mharth 3 yn is, gan leihau'r galw am ocsigen, gan arwain at beidio â defnyddio ocsigen yn llawn a chael ei storio yn y cyfnod dŵr fel DO, gan achosi i'r crynodiad DO godi i lefelau rhy uchel. Roedd y DO ar gyfartaledd ym Mharth 3 yn sylweddol uwch na 2.0 mg/L, gan ddangos gor-awyriad ar ddiwedd y tanc aerobig. Mae resbiradaeth mewndarddol o slwtsh actifedig yn lleihau gweithgaredd llaid a gall achosi swmpio llaid yn hawdd, tra hefyd yn gwastraffu ynni. Mae'r crynodiad DO rhy uchel ar ddiwedd y tanc aerobig hefyd yn arwain at grynodiad DO uwch yn y gwirod dychwelyd, sydd nid yn unig yn cynyddu'r crynodiad DO sy'n mynd i mewn i'r tanc anocsig trwy adlif allanol ond hefyd yn lleihau faint o COD Cr sydd ar gael, a thrwy hynny leihau effeithlonrwydd dadnitreiddiad. Felly, argymhellir lleihau'r cyflenwad aer ym Mharth 3, gan gynnal y dwysedd cymysgu angenrheidiol yn unig, er mwyn arbed defnydd o ynni awyru.
Fel y dangosir ynFfigur 5, mae gwahaniaethau sylweddol yn bodoli ym mherfformiad trosglwyddo ocsigen tryledwyr mewn gwahanol sianeli yn ystod gweithrediad gwirioneddol rhwng yr haf a'r gaeaf. Yr OTE cyfartalog a fesurwyd yn y gaeaf oedd 9.72%, sy'n is na'r canlyniad a fesurwyd yn yr haf (16.71%). Mae hyn oherwyddmae'r gostyngiad yn nhymheredd y dŵr yn lleihau gweithgaredd micro-organebau yn y tanc aerobig y WWTP, gan arwain at gyfradd defnyddio ocsigen is. Ar ôl cywiro tymheredd, halltedd, a DO, gwerthoedd cyfartalog SOTE yn yr haf a'r gaeaf oedd 17.69% a 14.21%, yn y drefn honno. Roedd y SOTE haf ychydig yn uwch nag yn y gaeaf, o bosibl oherwyddgweithrediad hir gwaethygu baw tryledwr, blocio mandyllau, a lleihau perfformiad trosglwyddo ocsigen y tryledwr.
2.4 Dadansoddiad o Botensial Optimeiddio Ynni ar gyfer y System Awyru Tanc Aerobig
Yn ôl Hafaliadau (3) a (4), cyfrifwyd y galw am ocsigen, cyfradd cyflenwi ocsigen, a phŵer chwythwr ar gyfer pob sianel o'r tanc aerobig yn yr haf a'r gaeaf, fel y dangosir ynTabl 2. Roedd cyfanswm y galw am ocsigen yn y tanc aerobig yn y gaeaf tua 34.91% yn uwch nag yn yr haf, a achosir gan y COD dylanwadol uwchCra llwyth llygrydd nitrogen amonia yn y gaeaf o gymharu â'r haf. Mae'r galw am ocsigen ym mhob parth o'r tanc aerobig yn lleihau wrth i lygryddion mewnlifol gael eu diraddio ar hyd y llwybr. Parth 1 sydd â'r crynodiad llygrydd uchaf a'r swbstrad digonol, gan arwain at weithgaredd microbaidd uwch, felly ei alw am ocsigen yw'r uchaf. Wrth i lygryddion gael eu diraddio'n barhaus, mae'r galw am ocsigen ym Mharth 2 a Pharth 3 yn gostwng yn raddol. Yn yr haf, roedd cyfrannau galw ocsigen y tri pharth yn 72.62%, 21.65%, a 5.73% o gyfanswm y galw am ocsigen tanc aerobig, yn y drefn honno. Yn y gaeaf, y cyfrannau oedd 72.84%, 24.53%, a 2.63%, yn y drefn honno. Mewn adweithyddion llaid actifedig confensiynol, y galw am ocsigen ar gyfer yr adran flaen yw 45% -55%, yr adran ganol 25% -35%, a'r adran gefn 15% -25%. Mae'r llwyth triniaeth ar ddiwedd y tanc aerobig hwn yn is na'r gwerthoedd confensiynol. Gellid lleihau'r cyflenwad aer yn y pen blaen yn briodol, gan ganiatáu i rai llygryddion gael eu diraddio yn yr adrannau cefn.
O'i gymharu â'r haf,mae galw ocsigen y broses driniaeth fiolegol yn y gaeaf yn uwch, ac mae effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen y system awyru swigen mân yn is, gan arwain at gyflenwad aer gofynnol uwch. Yn ôl data gweithredol y WWTP, cyfanswm y cyfraddau cyflenwad aer chwythwr yn yr haf a'r gaeaf oedd 76.23 m³/h a 116.70 m³/h, yn y drefn honno. Roedd y cyflenwad aer ar ei uchaf ym Mharth 1, tra bod y cyflenwad aer ym Mharth 2 a Pharth 3 yn debyg ond yn is nag ym Mharth 1. Roedd y cyflenwad ocsigen yn yr haf 38.99% yn uwch na'r galw am ocsigen, gan ddangos potensial sylweddol i arbed ynni. Roedd y cyflenwad ocsigen ym Mharth 2 a Pharth 3 yn fwy na'r galw gwirioneddol am ocsigen. Roedd y cyflenwad ocsigen yn y gaeaf 7.07% yn uwch na'r galw am ocsigen. Cafodd y cyflenwad a'r galw am ocsigen ym Mharth 1 a Pharth 2 eu cyfateb, tra bod mwy o awyru ym Mharth 3. Mae pŵer chwythwr yn gymesur â'r gyfradd cyflenwad aer, fel yn Equation (6). Defnydd pŵer y chwythwyr yn yr haf a'r gaeaf oedd 85.21 kW a 130.44 kW, yn y drefn honno. Mae Henkel yn awgrymu hynnymae cynnydd yn nhymheredd yr aer yn lleihau pŵer chwythwyr mewn systemau awyru. Mewn ymateb i'r gwahaniaethau yn y galw am ocsigen ymhlith gwahanol sianeli, dylai WWTPs gymryd mesurau addasu awyru cyfatebol, megis awyru taprog. Gallai hyn olygu agor y pibellau cangen cyflenwad aer yn llawn yn y pen blaen, agor y rhai yn y pen canol hanner ffordd, ac addasu'r pibellau cangen ar y diwedd i'r agoriad lleiaf posibl iarbed cyflenwad aer a defnydd ynni awyru.
Gan feintioli ymhellach effeithlonrwydd defnydd gwirioneddol y tryledwyr swigod mân, yr Effeithlonrwydd Awyru Safonol (SAE) yn y tanc aerobig yn yr haf oedd 2.57 kg O₂/kW·h, sydd 32.29% yn uwch nag yn y gaeaf. Mae gwahaniaethau mewn ansawdd dŵr mewnlifol, maint, a thymheredd rhwng yr haf a’r gaeaf yn achosi amrywiadau sylweddol yng ngweithrediad a rheolaeth y system awyru yn y WWTP. Roedd gwastraff ynni yn fwy difrifol yn yr haf nag yn y gaeaf, a llwyddodd y system awyru i sicrhau cydbwysedd cyflenwad gwell yn y gaeaf. O ystyried y gyfradd llif ac ansawdd dylanwadol,gellid lleihau'r cyflenwad aer yn briodol yn yr haftra'n sicrhau ansawdd elifiant a chymysgu digonol yn y tanc aerobig. Yn y gaeaf, er mwyn lliniaru effaith llwyth llygrydd dylanwadol uchel a thymheredd isel, dylid sicrhau awyru digonol. Fodd bynnag, mae'n bwysig nodi, yn ystod gweithrediad tymor hir, bod llygryddion yn cronni ar yr wyneb a'r tu mewn i fandyllau'r tryledwyr, gan rwystro'r mandyllau yn raddol, a bydd effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen yn lleihau. Os nad yw glanhau tryledwr yn amserol, gall arwain at gyflenwad ocsigen annigonol gan y system awyru, gan effeithio ar ansawdd elifiant.
Mae'r WWTP yn defnyddio strategaeth rheoli llif aer chwythwr DO. Nod y system rheoli awyru yw darparu amgylchedd DO sefydlog ar gyfer micro-organebau yn y tanc aerobig a sicrhau cydymffurfiaeth elifiant. Fodd bynnag, ni all y mecanwaith adborth DO ar ei ben ei hun asesu -botensial arbed ynni'r system awyru. Mae profi maes perfformiad trosglwyddo ocsigen y system awyru yn caniatáu cyfrifiad manwl gywir o gyfradd cyflenwad ocsigen gwirioneddol y system awyru ac yn disgrifio ei batrwm amrywiad ar hyd y llwybr. Wedi'i gyfuno â data galw am ocsigen, mae hyn yn galluogi rheolaeth fanwl gywir o'r system awyru i gyflawni cydbwysedd cyflenwad galw a'r nod o arbed ynni a lleihau defnydd.
3. Casgliad
- Mae tymereddau dŵr uwch yn yr haf yn gwella gweithgaredd nitreiddiad microbaidd a dadnitreiddiad, gan arwain at COD Cr uwch elifiant a nitrogen amonia yn y gaeaf o gymharu â'r haf. Fodd bynnag, oherwydd llwyth hydrolig is yn y gaeaf na'r haf, roedd yr HRT estynedig yn y tanc aerobig ac awyru digonol yn gwrthbwyso effaith negyddol tymheredd isel ar nitreiddiad. Felly, roedd ansawdd elifiant yn yr haf a'r gaeaf yn bodloni safon Gradd A Prydain Fawr 18918-2002.
- O'i gymharu â'r haf, mae galw ocsigen y broses driniaeth fiolegol yn y gaeaf yn uwch, mae effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen y system awyru swigen mân yn is, gan arwain at gyfradd cyflenwad aer gofynnol uwch ac effeithlonrwydd awyru is.
- Roedd y cyflenwad ocsigen yn yr haf a'r gaeaf 38.99% a 7.07% yn uwch na'r galw am ocsigen, yn y drefn honno, gan ddangos potensial arbed ynni uwch yn yr haf. Mae crynodiad llygryddion yn gostwng yn raddol ar hyd y tanc aerobig, gan aros bron yn gyson ar y diwedd, tra bod y crynodiad DO ar y diwedd yn llawer uwch nag ar y blaen. Mae hyn yn dangos bod y rhan fwyaf o'r ocsigen a gyflenwir ar y diwedd yn hydoddi i'r hylif cymysg llaid ac nad yw'n cael ei ddefnyddio ar gyfer CODCrocsidiad ac ocsidiad amonia, sy'n awgrymu gor-awyriad. Felly, gellir lleihau'r cyflenwad aer ar ddiwedd y tanc aerobig yn briodol tra'n sicrhau ansawdd elifiant a chymysgu digonol.