Stężenie na wlocie to ilość rozpuszczonych, zawieszonych lub koloidalnych substancji zawartych w określonej objętości wody lub ścieków na wlocie do systemu. Jest to kluczowy parametr w technologii wody przemysłowej i ściekówponieważ w znacznym stopniu determinuje wymiarowanie, działanie i wydajność oczyszczalni ścieków. Precyzyjna znajomość stężenia wsadu jest niezbędna do określenia prawidłowych etapów procesu i dawek chemicznych oraz zapewnienia niezmiennie wysokiej jakości oczyszczania ścieków.

Definicja techniczna i pomiary

Stężenie na wlocie jest mierzone dla różnych substancji lub parametrów, w zależności od rodzaju oczyszczanych ścieków. Typowe parametry i jednostki to

  1. Obciążenie organiczne:

    • Chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) w mg/l.
    • Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT₅) w mg/l.
    • Całkowity węgiel organiczny (TOC) w mg/l.

  2. Substancje nieorganiczne:

    • Metale ciężkie, takie jak nikiel, cynk lub miedź w mg/l.
    • Składniki odżywcze, takie jak amon (NH₄⁺), azotan (NO₃-) i fosforan (PO₄³-) w mg/l.

  3. Ciała stałe i zawiesiny ciał stałych:

    • Całkowita zawartość substancji stałych (TS, Total Solids) w mg/l.
    • Substancje podlegające rozliczeniu w ml/l.

  4. Zasolenie i jony:

    • Przewodność elektryczna w µS/cm.
    • Chlorki, siarczany i inne sole w mg/l.

Stężenie paszy jest zwykle mierzone przy użyciu technologii analizy online lub poprzez ręczne pobieranie próbek i analizę laboratoryjną. Ciągłe monitorowanie jest szczególnie korzystne w procesach o zmiennych warunkach zasilania.

Znaczenie stężenia wlotowego w technologii wody przemysłowej i ścieków

Wymiarowanie i projektowanie systemów

Stężenie na wlocie stanowi podstawę wymiarowania i projektowania technicznego oczyszczalni ścieków. Określa ono:

Optymalizacja operacyjna i kontrola procesu

Stabilne stężenie wsadu ma kluczowe znaczenie dla zminimalizowania wahań procesu. Wahania stężenia paszy mogą prowadzić do:

  • przeciążenie reaktorów biologicznych, co zmniejsza skuteczność usuwania zanieczyszczeń.
  • Niewystarczające dozowanie chemikaliów w procesach chemiczno-fizycznych, co oznacza, że prawne limity zrzutów nie mogą być przestrzegane.
Zgodność z ograniczeniami prawnymi

Stężenie na wlocie ma bezpośredni wpływ na zgodność z prawnymi limitami zrzutu oczyszczonych ścieków. Na przykład, oczyszczalnia musi zapewnić, że jakość ścieków na wylocie jest zgodna z wartościami granicznymi nawet przy wysokich stężeniach na wlocie.

Efektywność energetyczna i zasobooszczędność

Instalacje z silnymi wahaniami stężenia paszy wymagają zwiększonego zaopatrzenia w energię (np. do napowietrzania na etapach biologicznych) i zużycia chemikaliów, co zwiększa koszty operacyjne. Precyzyjna znajomość stężenia paszy umożliwia zoptymalizowane zarządzanie operacyjne.

Biogazownia do produkcji biogazu ze ścieków z cukrowni.

Zdjęcie: Nasz beztlenowy reaktor biogazu ALMA BHU GMR: Wymiary i konstrukcja reaktora opierają się na stężeniu wsadu w celu zapewnienia optymalnej produkcji biogazu i stabilności procesu.

Wahania stężenia paszy

Ścieki przemysłowe często wykazują silne wahania stężenia w dopływie. Mogą być one spowodowane następującymi czynnikami:

  1. Procesy produkcyjne:

    • Zmiany w cyklu produkcyjnym prowadzą do różnych stężeń substancji, np. z powodu procesów czyszczenia, płukania lub pracy w partiach.

  2. Połączone ścieki:

    • Ścieki z różnych procesów są gromadzone w jednym systemie zbierania, co prowadzi do bardzo różnych składów.

  3. Wpływ pogody:

    • Efekty rozcieńczenia mogą wystąpić podczas opadów deszczu, podczas gdy skoncentrowane ścieki dominują podczas suchej pogody.

Strategie homogenizacji

Zbiorniki buforowe lub wyrównawcze służą do kompensacji tych wahań. Umożliwiają one:

  • Buforowanie hydrauliczne: Unikanie obciążeń szczytowych.
  • Homogenizacja: Wyrównanie różnic stężeń w celu zapewnienia stałej jakości paszy.

Przykłady zastosowań

1. obróbka chemiczno-fizyczna

W zakładach chemiczno-fizycznych (zakładach CP ) stężenie wsadu jest wykorzystywane do obliczenia dawki środka strącającego i flokulanta. Przykład:

  • Wysokie stężenia metali ciężkich (np. Ni²⁺, Cr³⁺) wymagają większych ilości środków strącających, takich jak chlorek żelaza(III) lub siarczan glinu.
2. biologiczne oczyszczanie ścieków

Na etapach oczyszczania biologicznego, takich jak proces osadu czynnego, stężenie ChZT lub BZT₅ na wlocie jest decydujące dla

  • Szybkość napowietrzania: Wysoka wartość ChZT wymaga bardziej intensywnego dostarczania tlenu.
  • Kontrola wieku osadu: Dostosowanie wieku osadu i stężenia biomasy do obciążenia.
3. proces membranowy

W przypadku odwróconej osmozy lub ultrafiltracji na jakość wody wpływa stężenie wsadu:

  • Obciążenie membrany: Wysokie stężenie ciał stałych może powodować zanieczyszczenie.
  • Wstępna obróbka chemiczna: Usuwanie substancji tworzących twardość (Ca²⁺, Mg²⁺) lub substancji organicznych, aby zapobiec osadzaniu się kamienia i zanieczyszczeń.
  • Obliczenie wymaganej powierzchni membrany i przewodów ciśnieniowych
Odwrócona osmoza z biologicznym oczyszczaniem wstępnym

Zdjęcie: Nasz system odwróconej osmozy ALMA OSMO: Dokładne obliczenie wymaganej powierzchni membrany jest w dużej mierze oparte na stężeniach wsadu w celu zapewnienia optymalnej wydajności i efektywności.

Praktyczne wyzwania

  1. Niepewność pomiaru:

    • Ciągłe pomiary online mogą stać się niedokładne z powodu zakłóceń lub zanieczyszczenia czujnika. Konieczna jest regularna kalibracja czujników.

  2. Ekstremalne wartości w napływie:

    • Nagłe obciążenia szczytowe (np. podczas przerw w produkcji) mogą przeciążyć reaktory lub procesy chemiczne.

  3. Duża zmienność w przypadku ścieków mieszanych:

    • Ścieki z różnych procesów wymagają elastycznych koncepcji systemowych, które mogą reagować na zmieniające się stężenia wsadu.

Wnioski

Stężenie wlotowe jest kluczowym parametrem w technologii wody przemysłowej i ścieków. Ma ono znaczący wpływ na projektowanie, działanie i wydajność oczyszczalni ścieków. Dokładna znajomość i monitorowanie stężenia na wlocie umożliwia kompensację wahań, efektywne wykorzystanie chemikaliów i zapewnienie zgodności z limitami prawnymi.

Dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii, takich jak czujniki online, systemy buforowe i adaptacyjne koncepcje sterowania, oczyszczanie ścieków można dostosować do wyzwań związanych ze zmiennymi stężeniami paszy, zapewniając stabilną i zasobooszczędną wydajność oczyszczalni.

Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!

info@almawatech.com

06073 687470