O tempo de retenção hidráulica (TRH) refere-se ao tempo médio de permanência do esgoto na estrutura de tratamento conforme linguagem escrita. Em termos simples, é o tempo que o esgoto passa desde a entrada na estação de tratamento até a saída da instalação. O método de cálculo usual é dividir o volume efetivo da estrutura de tratamento pela quantidade de esgoto que entra na estrutura por unidade de tempo.
HRT=Volume efetivo do reator V / Volume de água processada por unidade de tempo Q
Portanto, ao construirmos a estrutura, devemos considerar integralmente o volume diário de tratamento, a concentração de poluentes e os requisitos a serem alcançados após o tratamento.
O volume de tratamento determina o tamanho da piscina. A concentração de poluentes afeta o tempo e as condições necessárias para a reação. Altas concentrações podem exigir tempos de reação mais longos ou processos de tratamento mais complexos, o que requer maiores volumes de piscina ou agitação, aeração e outras instalações mais eficazes para garantir a reação completa.
Os diversos indicadores de qualidade da água do efluente determinam o processo de tratamento selecionado e os parâmetros de projeto do tanque, como tempo de retenção hidráulica e carga de lodo.
É claro que, nas nossas operações de produção reais, o tempo de retenção hidráulica também é afetado por muitos outros fatores. Por exemplo, a qualidade e a quantidade da água influente, as mudanças sazonais de temperatura.
- O efeito da temperatura na TRH
A temperatura afeta a atividade dos microrganismos. Em baixas temperaturas, a taxa metabólica dos microrganismos diminui, podendo diminuir para menos de 50% da atividade no verão, resultando num aumento de cerca de 1,5 vezes a TRH necessária para manter a mesma eficiência do tratamento.
- O efeito da qualidade da água influente na TRH
Altas concentrações de cargas poluentes requerem TRH mais longo para garantir tempo de biodegradação suficiente.
- O efeito da proporção de nutrientes (C:N:P) na TRH
Uma proporção desequilibrada de nutrientes inibirá o crescimento de microrganismos e afetará a eficiência do tratamento de esgoto. Por exemplo, uma relação C:N baixa pode levar a uma nitrificação limitada, que precisa de ser compensada pelo aumento da TRH para garantir a remoção eficaz do azoto.
- O efeito do pH na TRH
A faixa apropriada de pH pode aumentar a atividade metabólica dos microrganismos, reduzindo assim a TRH necessária. Pelo contrário, um valor de pH inadequado reduzirá a atividade microbiana e aumentará as necessidades de TRH. Por exemplo, ajustar o valor do pH de 7,5 para 6,5 pode aumentar o TRH do processo de nitrificação em cerca de 20%, porque as bactérias nitrificantes são mais sensíveis às alterações de pH.
- Efeito de substâncias tóxicas na TRH
A presença de metais pesados ou compostos orgânicos tóxicos no afluente inibirá a atividade microbiana e aumentará as necessidades de TRH.
Então, quais efeitos o tempo de retenção hidráulica terá em nosso processo?
Primeiro, listamos vários efeitos possíveis de uma TRH muito curta:
um. Mau efeito do tratamento: Tempo insuficiente para o esgoto entrar em contato e reagir com os microrganismos, resultando na remoção insuficiente de poluentes como matéria orgânica, nitrogênio e fósforo, e difícil atendimento aos padrões de qualidade da água do efluente.
b. Crescimento microbiano limitado: Os microrganismos não têm tempo suficiente para absorver nutrientes e realizar atividades metabólicas, o que pode afetar o seu crescimento e reprodução, reduzindo assim a atividade biológica e a estabilidade do sistema de tratamento.
c. Difícil domesticação de lamas: Não conduz à domesticação e adaptação de comunidades microbianas e é difícil formar comunidades bacterianas dominantes que se adaptem à qualidade específica da água.
d. Fraca resistência ao impacto: A capacidade do sistema de tratamento de lidar com impactos como flutuações na qualidade da água influente e no volume de água é reduzida e é provável que ocorra uma operação instável.
e. Aumentar a carga do tratamento subsequente: Devido ao tratamento preliminar insuficiente, mais poluentes entram na unidade de tratamento subsequente, aumentando a dificuldade e o custo do tratamento subsequente.
f. Não propício à formação e estabilidade do biofilme: Para o processo de tratamento utilizando o método do biofilme, um tempo de retenção hidráulica muito curto pode não permitir que o biofilme cresça e amadureça totalmente, afetando o seu efeito de tratamento.
g. Afetando a reação de agentes químicos: Se houver uma ligação para adição de agentes químicos para tratamento, um tempo de retenção hidráulica muito curto pode causar mistura desigual do agente e do esgoto, reação insuficiente e reduzir o efeito de uso do agente.
Os efeitos de uma TRH muito longa podem ser:
a, crescimento excessivo de microrganismos no sistema, TRH muito longo pode causar envelhecimento e inchaço do lodo, reduzir o desempenho de sedimentação do lodo e aumentar a concentração de sólidos suspensos (SS) no efluente. A relação entre a idade do lodo (SRT) e o HRT mostra que o SRT deve ser pelo menos 2-3 vezes o HRT para manter a atividade do lodo. É claro que uma curta extensão do tempo de retenção hidráulica geralmente não causa muito impacto negativo, porque o sistema de tratamento tem um certo amortecimento e adaptabilidade.
b. O tempo de retenção do esgoto no tanque de aeração aumenta. Se a intensidade da aeração não for ajustada adequadamente, é fácil causar aeração excessiva. Consumir mais eletricidade e aumentar os custos operacionais. Soltar a estrutura do floco de lodo, o que não favorece o posterior tratamento de sedimentação.
c. Aumentar os custos de infraestrutura e operação Para atingir um tempo de retenção hidráulica excessivamente longo, pode ser necessária a construção de um maior volume de tanques de tratamento, o que aumenta o investimento em infraestrutura. Isso também significa maior consumo de energia e custos de manutenção.
d. O ambiente anaeróbico é destruído: Se o tempo de retenção for muito longo, o oxigênio pode ser misturado na área que deveria estar no ambiente anaeróbico, afetando o processo de liberação de fósforo das bactérias polifosfato, reduzindo assim o efeito de remoção do fósforo. Também pode causar o crescimento excessivo de outros microrganismos, competir com bactérias polifosfato por nutrientes e espaço vital limitados, afetar o crescimento e o metabolismo das bactérias polifosfato e interferir na eficiência da remoção de fósforo.
e. Fermentação anaeróbica de lodo: Muito tempo pode causar fermentação anaeróbica do lodo precipitado, produzir metano e outros gases, fazer o lodo flutuar e afetar o efeito de precipitação.
f. Falha do agente químico: Se forem utilizados agentes químicos no processo de precipitação, um tempo de retenção hidráulica muito longo pode fazer com que o agente se decomponha ou reaja com outras substâncias e falhe, afetando o efeito de precipitação.
g. Desequilíbrio nutricional. Os nutrientes do esgoto podem ser consumidos em excesso, resultando em um desequilíbrio na proporção de nutrientes necessários para o crescimento microbiano, o que não conduz ao metabolismo normal e à reprodução dos microrganismos.
Normalmente usamos os seguintes métodos para prolongar o tempo de retenção hidráulica.
Reduzir a quantidade de água a ser tratada: Esta é uma forma mais direta, mas pode afetar a eficiência e a escala do tratamento.
Aumentar o volume do tanque de reação: Ao expandir ou renovar o tanque de reação, aumente seu volume efetivo, prolongando assim o tempo de retenção hidráulica. Ao alterar o modo de fluxo dentro do reator, como usar um projeto em forma de U ou multicâmara, o caminho de fluxo do esgoto dentro do reator pode ser aumentado, estendendo assim o HRT.
Ajuste o fluxo de entrada e saída: Reduzir o fluxo de entrada ou reduzir o fluxo de saída também pode aumentar o tempo de retenção hidráulica. Quando o tempo de retenção hidráulica é estendido controlando o fluxo de saída para ser menor, se o fluxo de entrada permanecer inalterado, o nível do líquido na piscina aumentará. Isto impõe certos requisitos à capacidade do tanque. Se a capacidade do tanque for muito pequena, o aumento do nível do líquido pode trazer uma série de problemas, como aumentar o risco de transbordamento e afetar o funcionamento normal do sistema de tratamento. Também existem maneiras de aumentar o tempo de retenção hidráulica em um curto espaço de tempo, ajustando a taxa de refluxo, mas isso geralmente causa outros problemas.
Estender adequadamente o tempo de retenção hidráulica dentro de uma faixa razoável é geralmente benéfico para a remoção de poluentes. Isto permite que o esgoto tenha contato e tempo de reação mais suficientes com microrganismos, produtos químicos, etc., o que ajuda a melhorar a degradação da matéria orgânica e a eficiência de remoção de nitrogênio e fósforo.
Por exemplo, para alguma matéria orgânica difícil de degradar, um tempo de retenção hidráulica mais longo pode aumentar a sua probabilidade de ser decomposta; no processo de desnitrificação biológica e remoção de fósforo, também pode proporcionar condições mais favoráveis para o crescimento e metabolismo de microrganismos, melhorando assim o efeito de remoção de nitrogênio e fósforo.
O tempo de retenção hidráulica do corpo do tanque está na faixa comum:
- Tanque anaeróbico: 1-2 horas Tanque de sedimentação de coagulação 1.5 - 3 horas
- Tanque anóxico: 2-4 horas Tanque de regulação: 4 - 24 horas
- Tanque de desinfecção: 0.5 - 2 horas.
- Filtro de fibra: 0.5 - 1 hora
- Tanque aeróbico: 4-8 horas
- Tanque de acidificação: 4-6 horas,
- Tanque de decantação de areia: entre 30 segundos e 2 minutos
Os dados acima são apenas para referência. O HRT real deve ser ajustado de acordo com as características específicas do esgoto, objetivos de tratamento e condições ambientais, e consultar padrões nacionais e locais relevantes. Ao projetar e operar estações de tratamento de esgoto, a otimização deve ser realizada em combinação com as condições reais. Deve-se observar que esses tempos são valores teóricos de orientação e podem precisar ser ajustados de acordo com as condições reais de operação real.