Como empresa de control de la contaminación, la tarea más importante de una planta de tratamiento de aguas residuales es garantizar que el efluente cumpla con las normas. Sin embargo, las normas de vertido cada vez más estrictas y la agresividad de los inspectores de protección ambiental han generado una gran presión operativa sobre la planta. Cada vez es más difícil extraer el agua.
Según la observación del autor, la causa directa de la dificultad para alcanzar el estándar de descarga de agua es que generalmente existen tres círculos viciosos en las plantas de tratamiento de aguas residuales de mi país.
El primero es el círculo vicioso de baja actividad de lodos (MLVSS/MLSS) y alta concentración de lodos; el segundo es el círculo vicioso de que cuanto mayor sea la cantidad de productos químicos de eliminación de fósforo utilizados, mayor será la producción de lodos; el tercero es la operación de sobrecarga de la planta de tratamiento de aguas residuales a largo plazo, el equipo no se puede revisar, funciona con enfermedades durante todo el año, lo que genera un círculo vicioso de reducción de la capacidad de tratamiento de aguas residuales.
#1
El círculo vicioso de baja actividad de lodos y alta concentración de lodos
El profesor Wang Hongchen realizó una investigación en 467 plantas de tratamiento de aguas residuales. Analicemos los datos sobre la actividad y la concentración de lodos: Entre estas 467 plantas, el 61 % de las plantas de tratamiento de aguas residuales tienen un MLVSS/MLSS inferior a 0,5, y aproximadamente el 30 % de las plantas de tratamiento tienen un MLVSS/MLSS inferior a 0,4.
La concentración de lodos de 2/3 de las plantas de tratamiento de aguas residuales supera los 4000 mg/L, la concentración de lodos de 1/3 de las plantas de tratamiento de aguas residuales supera los 6000 mg/L y la concentración de lodos de 20 plantas de tratamiento de aguas residuales supera los 10000 mg/L.
¿Cuáles son las consecuencias de las condiciones mencionadas (baja actividad de lodos, alta concentración de lodos)? Si bien hemos visto numerosos artículos técnicos que analizan la realidad, en términos simples, hay una consecuencia: el caudal de agua excede el estándar.
Esto se puede explicar por dos razones. Por un lado, cuando la concentración de lodos es alta, para evitar su sedimentación, es necesario aumentar la aireación. Aumentar la aireación no solo incrementará el consumo de energía, sino también la sección biológica. El aumento del oxígeno disuelto consumirá la fuente de carbono necesaria para la desnitrificación, lo que afectará directamente la desnitrificación y la eliminación de fósforo del sistema biológico, resultando en un exceso de nitrógeno y fósforo.
Por otro lado, la alta concentración de lodos hace que la interfaz lodo-agua se eleve y el lodo se pierde fácilmente con el efluente del tanque de sedimentación secundaria, lo que bloqueará la unidad de tratamiento avanzado o hará que la DQO y la SS del efluente excedan el estándar.
Después de hablar de las consecuencias, hablemos de por qué la mayoría de las plantas depuradoras tienen el problema de baja actividad de lodos y alta concentración de lodos.
De hecho, la alta concentración de lodos se debe a su baja actividad. Debido a ello, para mejorar el efecto del tratamiento, es necesario aumentar su concentración. Esta baja actividad se debe a que el agua de entrada contiene una gran cantidad de arena de escoria, que entra en la unidad de tratamiento biológico y se acumula gradualmente, lo que afecta la actividad de los microorganismos.
Hay mucha escoria y arena en el agua entrante. Una es que el efecto de interceptación de la rejilla es deficiente, y la otra es que más del 90% de las plantas de tratamiento de aguas residuales de mi país no han construido tanques de sedimentación primaria.
Algunos podrían preguntarse: ¿por qué no construir un tanque de sedimentación primario? Esto se refiere a la red de tuberías. En mi país, existen problemas como conexiones incorrectas, conexiones mixtas y conexiones faltantes en la red de tuberías. Como resultado, la calidad del agua afluente de las plantas de tratamiento de aguas residuales generalmente presenta tres características: alta concentración de sólidos inorgánicos (ISS), baja DQO y baja relación C/N.
La concentración de sólidos inorgánicos en el agua afluente es alta, es decir, el contenido de arena es relativamente alto. Originalmente, el tanque de sedimentación primaria podía reducir algunas sustancias inorgánicas, pero debido a que la DQO del agua afluente es relativamente baja, la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales simplemente no construyen un tanque de sedimentación primaria.
En última instancia, la baja actividad de los lodos es un legado de “plantas pesadas y redes ligeras”.
Hemos mencionado que una alta concentración de lodos y una baja actividad provocarán un exceso de N y P en el efluente. Actualmente, la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales responden añadiendo fuentes de carbono y floculantes inorgánicos. Sin embargo, la adición de una gran cantidad de fuentes externas de carbono conlleva un mayor consumo de energía, mientras que la adición de una gran cantidad de floculante produce una gran cantidad de lodos químicos, lo que resulta en un aumento de la concentración de lodos y una mayor reducción de su actividad, creando un círculo vicioso.
#2
Un círculo vicioso en el que cuanto mayor sea la cantidad de productos químicos para eliminar el fósforo utilizados, mayor será la producción de lodos.
El uso de productos químicos para eliminar el fósforo ha incrementado la producción de lodos entre un 20% y un 30%, o incluso más.
El problema de los lodos ha sido una preocupación importante de las plantas de tratamiento de aguas residuales durante muchos años, principalmente porque no hay salida para los lodos o la salida es inestable.
Esto provoca una prolongación de la edad del lodo, lo que da lugar al fenómeno del envejecimiento del lodo e incluso a anomalías más graves, como el abultamiento del lodo.
El lodo expandido presenta una floculación deficiente. Con la pérdida de efluente del tanque de sedimentación secundaria, la unidad de tratamiento avanzado se bloquea, se reduce el efecto del tratamiento y aumenta la cantidad de agua de retrolavado.
El aumento en la cantidad de agua de retrolavado tendrá dos consecuencias, una es reducir el efecto del tratamiento de la sección bioquímica anterior.
Una gran cantidad de agua de retrolavado se devuelve al tanque de aireación, lo que reduce el tiempo de retención hidráulica real de la estructura y reduce el efecto del tratamiento secundario;
El segundo es reducir aún más el efecto de procesamiento de la unidad de procesamiento de profundidad.
Debido a que una gran cantidad de agua de retrolavado debe devolverse al sistema de filtración de tratamiento avanzado, la tasa de filtración aumenta y la capacidad de filtración real se reduce.
El efecto general del tratamiento se reduce, lo que puede provocar que el fósforo total y la DQO en el efluente superen el estándar. Para evitarlo, la planta depuradora incrementará el uso de agentes de eliminación de fósforo, lo que incrementará aún más la cantidad de lodos.
en un círculo vicioso.
#3
El círculo vicioso de la sobrecarga a largo plazo de las plantas de tratamiento de aguas residuales y la reducción de la capacidad de tratamiento de aguas residuales
El tratamiento de aguas residuales no sólo depende de las personas, sino también de los equipos.
Los equipos de alcantarillado han estado en la primera línea del tratamiento del agua durante mucho tiempo. Si no se reparan regularmente, tarde o temprano surgirán problemas. Sin embargo, en la mayoría de los casos, los equipos de alcantarillado no se pueden reparar, ya que, una vez que un equipo deja de funcionar, es probable que el caudal de agua supere la norma. Con el sistema de multas diarias, no todos pueden permitírselo.
Entre las 467 plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas encuestadas por el profesor Wang Hongchen, aproximadamente dos tercios de ellas tienen tasas de carga hidráulica superiores al 80%, aproximadamente un tercio superiores al 120% y 5 plantas de tratamiento de aguas residuales son superiores al 150%.
Cuando la tasa de carga hidráulica supera el 80 %, salvo en algunas plantas de tratamiento de aguas residuales de gran tamaño, las plantas de tratamiento de aguas residuales generales no pueden cortar el suministro de agua para mantenimiento, siempre que el efluente alcance el estándar, y no hay agua de reserva para los aireadores, la succión del tanque de sedimentación secundario y los rascadores. El equipo inferior solo puede revisarse o reemplazarse por completo cuando se drena.
Es decir, alrededor de 2/3 de las plantas depuradoras no pueden reparar los equipos con el argumento de asegurar que el efluente cumpla con la norma.
Según la investigación del profesor Wang Hongchen, la vida útil de los aireadores suele ser de 4 a 6 años, pero una cuarta parte de las plantas de tratamiento de aguas residuales no han realizado el mantenimiento de ventilación de los aireadores durante un período de hasta 6 años. El raspador de lodo, que debe vaciarse y repararse, generalmente no se repara durante todo el año.
El equipo ha estado funcionando con problemas durante mucho tiempo, y la capacidad de tratamiento de agua es cada vez menor. Para soportar la presión de la salida de agua, no hay forma de detenerlo para realizar mantenimiento. En este círculo vicioso, siempre habrá un sistema de tratamiento de aguas residuales al borde del colapso.
#4
escribe al final
Tras establecerse la protección ambiental como política nacional fundamental de mi país, los campos de control de la contaminación hídrica, gasífera, sólida, del suelo y de otros contaminantes experimentaron un rápido desarrollo, destacando el tratamiento de aguas residuales. Debido a su insuficiente nivel de operación, la planta de tratamiento de aguas residuales se ha visto envuelta en un dilema, y el problema de la red de tuberías y los lodos se ha convertido en las dos principales deficiencias de la industria de tratamiento de aguas residuales de mi país.
Y ahora, es hora de compensar las deficiencias.
Hora de publicación: 23 de febrero de 2022
