Trong các quy trình xử lý nước thải hiện đại, việc thêm các nguồn carbon là một bước hoạt động quan trọng.Mục đích là thúc đẩy sự phát triển và hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật bằng cách cung cấp các nguồn carbon hữu cơ cần thiết, do đó đạt được việc loại bỏ hiệu quả các chất dinh dưỡng như nitơ và phốt pho từ nước thải.tính toán chính xác lượng nguồn carbon được thêm vào không chỉ liên quan đến việc cải thiện hiệu quả chế biến, nhưng cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí hoạt động và lợi ích môi trường.
Nguyên tắc tính toán cơ bản của liều lượng nguồn carbon 01
Việc tính toán liều lượng nguồn carbon chủ yếu dựa trên các yếu tố như tỷ lệ BOD5/COD, tỷ lệ phi nitri hóa và tổng lượng nitơ cần thiết.:Liều lượng nguồn carbon (được tính bằng COD) = ((COD lý thuyết cần thiết cho việc khử nitri - COD phân hủy sinh học trong nước thải và nước thô) × hệ số chuyển đổi.Các hệ số chuyển đổi thường được xác định dựa trên kinh nghiệm kỹ thuật thực tế hoặc thử nghiệm mô phỏng trong phòng thí nghiệm.
02 Các yếu tố ảnh hưởng đến liều lượng nguồn carbon
Trong quá trình xử lý nước thải, việc bổ sung các nguồn carbon như một điều kiện cần thiết cho sự phát triển và khử nitri hóa vi khuẩn đòi hỏi phải xem xét toàn diện nhiều yếu tố,bao gồm nhưng không giới hạn ở những điều sau::
Các chỉ số giám sát chất lượng nước: Tỷ lệ C/N (tỷ lệ carbon nitrogen): tỷ lệ giữa COD (nhu cầu oxy hóa học) và tổng nitơ (TN) hoặc nitơ Kjeldahl (TKN) trong nước thải.Để đảm bảo quá trình khử nitri hoàn chỉnh, thường cần phải duy trì tỷ lệ C/N phù hợp, chẳng hạn như giữa 4:1 và 6:1, có thể thay đổi tùy thuộc vào tình huống cụ thể.cần phải bổ sung nguồn carbon để cân bằng hệ thống phản ứng và cải thiện tính toàn vẹn của quá trình denitrificationCác yêu cầu giai đoạn xử lý sinh học: Cây bùn hoạt động và giai đoạn thuần hóa: Trong giai đoạn này,vi sinh vật cần đủ nguồn carbon để thúc đẩy sinh sản nhanh chóng và thích nghi với môi trường. Nếu nguồn carbon trong nước thô là không đủ, cần bổ sung thêm.chọn loại thích hợp và điểm tiêm nguồn carbon để đảm bảo nguồn carbon có thể được sử dụng hiệu quả trong bể khử nitri, tránh mất hoặc tiêu thụ sớm.
Khả năng phân hủy sinh học của nước thải: Các loại chất hữu cơ và khó phân hủy • Các loại nguồn carbon hữu cơ khác nhau có sự khác biệt đáng kể về khả năng sinh học của vi sinh vật.Các nguồn carbon phân tử nhỏ dễ phân hủy nên được chọn và khả năng đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của vi sinh vật trong điều kiện cụ thể nên được xem xét.
Kinh tế và an toàn: Chi phí nguồn carbon: Nguồn carbon được chọn nên có lợi ích kinh tế cao, nghĩa là nó có thể đạt được hiệu ứng xử lý tốt trong khi giảm thiểu chi phí hoạt động.An toàn lưu trữ và sử dụng: Các nguồn carbon bổ sung như methanol, axit acetic, vv nên có sự ổn định lưu trữ tốt và sử dụng an toàn để ngăn ngừa rò rỉ và ô nhiễm môi trường hoặc rủi ro an toàn.
Tính linh hoạt trong điều khiển quy trình: vị trí điểm liều và phương pháp: Xác định vị trí điểm liều tối ưu dựa trên các đặc điểm của luồng quy trình,chẳng hạn như liệu nó có ở trong vùng không oxy hoặc không khí, và liệu có nên sử dụng liều liên tục hoặc gián đoạn.
Tác động môi trường và các hạn chế về quy định: Rủi ro ô nhiễm thứ cấp: Đảm bảo rằng việc thêm các nguồn carbon sẽ không gây ra phát thải chất gây ô nhiễm mới và tuân thủ các quy định về môi trường.Chỉ bằng cách kết hợp tất cả các yếu tố trên có thể xây dựng một chiến lược bổ sung nguồn carbon hợp lý về mặt khoa học, cải thiện hiệu quả sự mất cân bằng các nguồn carbon trong nước thải và tối ưu hóa hiệu suất của toàn bộ hệ thống xử lý nước thải.
Phương pháp tính toán lượng nguồn carbon được thêm vào 03
Việc tính toán liều lượng nguồn carbon là một bước quan trọng trong xử lý nước thải, được sử dụng để bổ sung carbon hữu cơ cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn và thúc đẩy các quá trình phân hủy sinh học.Đây là hai phương pháp tính toán khác nhau: một phương pháp tính toán đơn giản dựa trên nhu cầu loại bỏ nitơ: khi sử dụng tổng nitơ Kjeldahl (TKN) trong nước thải làm tiêu chuẩn,Công thức sau đây có thể được sử dụng để tính toán lượng nguồn carbon bên ngoài phải được thêm vào (được tính bằng nhu cầu oxy hóa học COD): Cm = 20N - C, trong đó Cm đại diện cho lượng nguồn carbon bên ngoài cần phải được thêm vào (mg/l hoặc kg/ngày, tùy thuộc vào đơn vị V); 20 là tỷ lệ CN,là tỷ lệ khối lượng lý thuyết của carbon tiêu thụ trên mỗi gram nitơ; N là tổng lượng Nitơ Kjeldahl (TKN) cần phải được loại bỏ (mg/l hoặc kg/ngày); C là sự khác biệt nguồn carbon giữa dòng chảy vào và dòng chảy ra,là sự khác biệt giữa COD có sẵn trong hệ thống xử lý nước thải và COD thực tế cần thiết (mg/l hoặc kg/ngày)Phương pháp tính toán dựa trên sự khác biệt COD và tỷ lệ đóng góp COD: Xác định liều lượng nguồn carbon dựa trên sự khác biệt COD và tỷ lệ đóng góp COD (có thể áp dụng cho một loạt các kịch bản rộng hơn,xem xét dòng chảy, dòng chảy ra và các giá trị mục tiêu COD): Liều lượng nguồn carbon (kg/ngày) = sự khác biệt COD (kg/ngày) / tỷ lệ đóng góp COD.Sự khác biệt COD đề cập đến khoảng cách COD thu được bằng cách trừ giá trị COD lưu lượng thực tế từ giá trị COD mục tiêu của bể xử lýTỷ lệ đóng góp COD đề cập đến tỷ lệ các nguồn carbon được thêm vào có thể được chuyển đổi thành COD trong quá trình phản ứng sinh hóa.Việc lựa chọn các phương pháp tính toán thích hợp nên được xác định dựa trên các thông số chất lượng nước cụ thể, dòng chảy quá trình và nhu cầu dinh dưỡng của hệ thống vi khuẩn.
