У тренутном систему технологије за пречишћавање воде, биолошки газирани филтери (БАФ) су постали један од главних избора за напредни третман комуналне канализације и неких индустријских отпадних вода због њихове интеграције биоразградње и физичке филтрације. У поређењу са традиционалним процесом активног муља, БАФ процес има компактан отисак, високу ефикасност третмана и стабилан квалитет ефлуента. Међутим, научна контрола његових радних услова директно одређује ефекат третмана и оперативне трошкове. Овај чланак, комбинујући инжењерске апликације и експерименталне податке, дубоко анализира кључне тачке рада и контроле БАФ процеса, посебно кључне параметре у смислу оптерећења, односа воде{3}}ваздуха, повратног испирања и управљања радом, и пружа референце{4}}на основу података које помажу стручњацима за третман воде да боље разумеју и примењују овај процес.
И. Основни параметар рада БАФ процеса – оптерећење
У дизајну и раду БАФ, оптерећење је најкритичнији контролни фактор. Два уобичајена индекса оптерећења укључују хидраулично оптерећење и запреминско оптерећење. Запреминско оптерећење је често БОД₅, НХ₃-Н или НО₃-Н, а различити оперативни циљеви захтевају различита оптерећења.
Карбонизовани БАФ омогућавају највећу запреминску стопу оптерећења и могу да издрже веће концентрације органске материје; нитрификујући БАФ имају релативно ниже стопе пуњења, а уклањање амонијачног азота се ослања на дуже време задржавања и стабилније снабдевање раствореним кисеоником; денитрификујући БАФ захтевају веће стопе хидрауличког оптерећења да би се одржала ефикасност уклањања азота. Оптимизација процеса треба да се врши на основу стварних циљева ефлуента у инжењерским пројектима. На пример, операција карбонизације високог{2}}оптерећења може да се користи за индустријске отпадне воде првенствено за уклањање органских материја, док уклањање амонијачног азота из комуналних отпадних вода захтева смањену запреминску стопу пуњења. Штавише, БАФ са силазним током углавном користе ниже стопе оптерећења, док БАФ са узлазним током могу користити веће стопе оптерећења.
ИИ. Однос ваздуха-/{2}} воде – кључни фактор који утиче на ефикасност уклањања азота
У поређењу са традиционалним процесима са активним муљем, БАФ имају боље услове преноса масе и веће стопе коришћења кисеоника, што омогућава релативно нижи однос ваздуха-на-воде. Студије показују да уклањање 1 кг БОД₅ захтева снабдевање кисеоником од 0,42–0,8 кг О₂. Просечно снабдевање кисеоником БАФ је приближно 0,51 кг О₂/кг БПК, далеко ниже од 1,0–1,2 кг О₂/кг БПК код конвенционалних процеса активног муља.
За рад са карбонизованим БАФ-ом, конвенционални однос ваздуха-према-води је (3–7):1. Ако је уклањање амонијачног азота примарни циљ, довод ваздуха потребан за уклањање 1 кг НХ₃-Н износи приближно 70 м³. То значи да БАФ може ефикасно да смањи потрошњу енергије за аерацију уз обезбеђивање довољно раствореног кисеоника, што је велика предност. Међутим, у инжењерству је кључно напоменути да претерано низак однос ваздуха{10}}на-вода може довести до недостатка кисеоника у слоју филтера и смањења ефикасности нитрификације; претерано висок однос ваздух-на-вода ће повећати потрошњу енергије и може утицати на стабилност филтерског медија и биофилма.
ИИИ. Интензитет и учесталост повратног испирања - обезбеђивање активности филтерског лежишта
После одређеног периода рада, слој филтера може да се зачепи услед задржавања суспендованих чврстих материја и згушњавања биофилма. Стога је повратно испирање битан оперативни корак. Тренутно, најчешће коришћена метода је комбиновано испирање ваздуха{2}}водом.
ИВ. Друга питања која треба размотрити током рада
1. СС контрола
Да би се спречило да суспендоване чврсте материје зачепе слој филтера, улазни СС треба контролисати испод 60–100 мг/Л. Уобичајене мере претходног третмана укључују седиментацију или флотацију. У супротном, то не само да ће довести до повећаног пада притиска у слоју филтера, већ ће и повећати оптерећење повратног испирања.
2. Ударно оптерећење повратног испирања
Због кратког циклуса и високог интензитета повратног прања, ако повратна вода директно уђе у предњи{0}}јединицу за третман, лако може да изазове ударно оптерећење. Решења укључују: постављање резервоара за изједначавање (средњи тампон резервоар) за тампон запремине воде и флуктуација квалитета воде; и разумно планирање времена повратног испирања како би се избегло преклапање са вршним протоком.
3. Синергистичка питања уклањања и дезинфекције фосфора
У напредном третману или поновној употреби регенерисане воде, БАФ се често користи у серији са јединицама за хемијско уклањање и дезинфекцију фосфора. Посебну пажњу треба обратити на: утицај хемијских агенаса на биофилм, као што је могућност да вишак соли гвожђа или алуминијума може инхибирати биолошку активност; и спајање режима повратног испирања и остатака дезинфекције како би се избегло секундарно загађење.
У закључку, БАФ (Боди Флуидизатион) је процес који комбинује високу ефикасност и компактност, и који се широко користи у напредном третману комуналних отпадних вода, третману индустријских отпадних вода и коришћењу обновљене воде. Међутим, то није „панацеја“. Његова максимална ефикасност се може постићи само путем-специфичног и префињеног управљања у раду и контроли. Контрола оптерећења одређује да ли се циљеви третмана могу постићи; Подешавање односа ваздух-на-вода се односи на потрошњу енергије и ефикасност уклањања азота; повратно испирање је срж одржавања дугорочно-стабилног рада; а СС (суспендоване материје) и управљање повратним водама су „скривени услови“ за обезбеђивање здравог рада система. У будућности, са развојем паметног управљања водом и технологија аутоматизоване контроле, рад и контрола БАФ-а ће постати рафиниранији и интелигентнији, а његова улога у зеленим и нискоугљеничним системима за пречишћавање воде постаће све важнија.