Una vez que se ejecuta el proceso AOA, ¿qué parámetros son los más críticos? ¿Cómo ajustarlos?
Existe una diferencia significativa entre ingenieros e investigadores. Los investigadores pueden experimentar con parámetros uno por uno, controlando las condiciones hasta su estado ideal y dedicando meses a obtener un conjunto perfecto de datos. Los ingenieros no pueden hacer esto; el período de puesta en servicio es de sólo unos pocos meses, es necesario agregar agua diariamente y el efluente debe cumplir con los estándares diariamente. Debe llevar el sistema a un estado operativo estable en un tiempo limitado. Necesita saber qué valores establecer y en qué dirección ajustar.
El sistema de parámetros de AOA es diferente del de AAO tradicional: los parámetros de AAO están "multi{0}}acoplados", y la relación de reflujo interno, la relación de reflujo externo, la tasa de aireación y la dosificación de la fuente de carbono se influyen entre sí, lo que hace que el ajuste sea muy difícil. AOA elimina un tubo de reflujo interno, lo que resulta en un menor acoplamiento entre parámetros, pero cada parámetro tiene un rango de influencia más amplio y una mayor sensibilidad. Esto no significa que AOA sea "fácil de ajustar", sino que cada parámetro debe ajustarse con mayor precisión.
La relación de volumen de las zonas anaeróbicas, aeróbicas y anóxicas es un parámetro que se debe fijar durante la fase de diseño y es difícil de ajustar significativamente durante la operación-por lo tanto, se debe dejar suficiente margen en el diseño.
La relación de referencia recomendada es de 1:1:3 a 4. En condiciones de relación C/N baja -C/N inferior a 3-, se recomienda ajustar a 1,5:1:4, ampliando la zona anaeróbica para permitir a los microorganismos tiempo suficiente para almacenar fuentes de carbono internas. En áreas de baja-temperatura-agua con temperaturas inferiores a 15 grados, se recomienda ajustar a 1:1:4 a 5, extendiendo la zona anóxica para permitir tiempo suficiente para la desnitrificación endógena.
El principio básico es simple: la zona anóxica es el principal campo de batalla, por lo que es mejor que sea más grande. La zona aeróbica debe ser más corta que más larga.-una zona más larga desperdicia fuentes internas de carbono, mientras que una zona más corta puede compensarse aumentando la aireación. Estas proporciones no son arbitrarias, sino que se derivan de los resultados de mediciones reales y optimización en múltiples casos de ingeniería y escala piloto-. Al diseñar su sistema, puede comenzar consultando estas proporciones y luego-ajustarlas en función de la calidad real del agua afluente.
**Concentración final de OD aeróbico** Este es posiblemente el parámetro de control más importante en la operación AOA.
Un alto OD aeróbico final garantiza una nitrificación de amoníaco suficiente-pero el exceso de oxígeno disuelto que ingresa a la zona anóxica consume fuentes internas de carbono, lo que lleva a una menor desnitrificación. La baja OD aeróbica final retiene bien las fuentes internas de carbono-pero puede provocar una nitrificación incompleta y un exceso de nitrógeno amoniacal en el efluente. El valor recomendado está entre 1,0 y 1,5 mg/L, un "punto óptimo" verificado por múltiples casos de ingeniería.
Los datos de la investigación muestran que cuando el OD (oxígeno disuelto) es de 1,0 mg/L, la tasa de desnitrificación endógena es más alta en la zona post-anóxica; cuando el OD supera los 2,0 mg/l, el OD afluente en la zona anóxica inhibe significativamente la desnitrificación y la tasa de eliminación total de nitrógeno disminuye entre un 5% y un 10%; cuando el OD es inferior a 0,5 mg/L, la eficiencia de la nitrificación disminuye y el nitrógeno amoniacal efluente puede exceder el estándar.
Aquí hay un detalle operativo que fácilmente se pasa por alto: el nivel final de OD en la zona aeróbica no se puede ajustar simplemente cambiando la válvula del último aireador. Si reduce la aireación del último grupo de aireadores, la tasa de aireación de los aireadores anteriores sigue siendo la misma, pero la distribución general de OD en la zona aeróbica se desplazará hacia adelante-la OD al principio aumenta, mientras que la OD al final disminuye, y la OD promedio general puede permanecer sin cambios. El enfoque correcto es ajustar la distribución de la aireación en toda la zona aeróbica, aumentando ligeramente la aireación al principio para asegurar un rápido inicio de la nitrificación y disminuyéndola ligeramente al final para reducir el OD final. Esto requiere la capacidad de controlar el sistema de aireación en grupos; el antiguo diseño-de aireación de una sola tubería-es menos efectivo en este escenario.
Tiempo de retención de lodos (SRT)
La AOA recomienda un SRT de 20 a 30 días. ¿Por qué tanto tiempo? Porque las DGAO crecen mucho más lentamente que las bacterias heterótrofas ordinarias. Un SRT corto hará que sean eliminados, impidiendo el establecimiento de una capacidad de desnitrificación endógena en el sistema. Las bacterias desnitrificantes endógenas requieren una edad de lodo suficientemente larga para acumularse; esto está determinado por su carácter "lento y meticuloso". Además, un SRT prolongado significa una alta concentración de lodos, lo que naturalmente aumenta la tasa de desnitrificación endógena.
Sin embargo, un SRT más largo no siempre es mejor. Después de 35 días, el lodo envejece severamente, sus propiedades de sedimentación disminuyen y su actividad se reduce, impactando negativamente en la eficiencia del tratamiento. En la práctica, la SRT se ajusta controlando la descarga de lodos-en invierno, cuando las temperaturas del agua son bajas, la SRT se puede extender adecuadamente y al mismo tiempo reducir la descarga de lodos para compensar la disminución de la tasa de nitrificación.
Un consejo práctico: si el TN (tolerancia total al nitrógeno) de su efluente no disminuye, después de descartar problemas de OD (oxígeno disuelto) y HRT (tiempo de retención de hidrógeno), verifique primero el SRT. Muchos proyectos AOA, en su fase inicial de puesta en marcha, tienen un tiempo de rotación de lodos (SRT) inferior a 15 días. Los DGAO (oxidantes de gases digestivos) ni siquiera se han establecido antes de ser descargados, lo que impide que el sistema alcance un estado estable. Reducir la tasa de descarga de lodos y permitir que el SRT aumente a más de 25 días a menudo hace que el nitrógeno total (TN) comience a disminuir.
Concentración de Lodos (MLSS)
El MLSS recomendado para procesos AOA es de 3500 a 5000 mg/L. Si se utiliza un modo de retorno de lodo único, se recomienda el límite superior de 4000 a 5000 mg/L para compensar la biomasa insuficiente en la zona anóxica. Si se utiliza un modo de retorno de lodo dual, puede funcionar en el límite inferior de 3500 a 4500 mg/L.
Tenga en cuenta que un MLSS excesivamente alto-por encima de 6000 mg/L-aumentará la carga de sólidos en el tanque de sedimentación secundario, lo que afectará la eficiencia de separación de agua y lodo-. Debe considerarse junto con los cálculos del tanque de sedimentación secundario. Un MLSS más alto no siempre es mejor; encontrar un equilibrio es más importante.
Tiempo total de retención hidráulica (HRT)
El HRT total de una AOA (Unidad de aireación automática) normalmente oscila entre 12 y 18 horas, dependiendo de la calidad del agua afluente y los estándares de descarga. Este HRT es en realidad similar al de un AAO (Acuario aireado automático) tradicional, que generalmente dura de 10 a 16 horas-y no aumenta significativamente el volumen del tanque a pesar de la adición de desnitrificación interna.
Los estudios han encontrado que cuando el HRT total se reduce de 11 horas a 5 horas, el TN (nitrógeno total) del efluente aún se puede mantener en alrededor de 7,5 mg/L-esto se debe a que el tiempo aeróbico se acorta, lo que reduce el desperdicio de fuentes internas de carbono. Por supuesto, este es un experimento extremo, y enfoques tan extremos no se recomiendan en ingeniería, pero al menos demuestra que la eficiencia de utilización del volumen del tanque de AOA es realmente alta.
La relación "triangular" entre parámetros
Finalmente, un punto importante a entender es que los parámetros operativos de un AOA no están aislados. Son como tres cuerdas entrelazadas, formando un "triángulo". Un nivel bajo de OD al final del tratamiento aeróbico preserva la fuente interna de carbono, pero es posible que el nitrógeno amoniacal no cumpla con los estándares; un SRT (tiempo de retención de sedimentos) más largo conduce a una mayor acumulación de DGAO, pero al envejecimiento de los lodos y a malas propiedades de sedimentación; El alto MLSS (suspensión de licuefacción mixta) aumenta la capacidad de tratamiento, pero aumenta la carga en el tanque de sedimentación secundario. El ajuste de cualquier parámetro debe considerar su impacto en los otros dos. No existe un único parámetro ganador; sólo un proceso de ajuste continuo y búsqueda del punto de equilibrio.
Se recomienda establecer curvas de respuesta de parámetros durante la fase de puesta en servicio-por ejemplo, corregir DO, ajustar SRT y observar cambios de TN; arregle SRT, ajuste OD y observe los cambios de nitrógeno amoniacal. Utilizar datos es mucho más preciso que confiar en la experiencia. Además, hay otro parámetro, aunque no figura en la tabla de parámetros, que es igualmente importante-la relación C/N del afluente. La AOA (oxigenación orientada al ácido-) es altamente adaptable a las relaciones C/N, pero esto requiere conocer la relación C/N del afluente actual. Para plantas sin monitoreo en línea de DQO y TN, se recomienda instalarlos lo antes posible, o al menos monitorearlos manualmente diariamente. Con datos de relación C/N en tiempo real-, puede determinar si el sistema se encuentra actualmente en un estado de fuente de carbono suficiente o insuficiente y, por lo tanto, decidir si reducir el OD a 1,0 o aumentarlo a 1,5. Aunque este parámetro no se puede ajustar directamente en la sala de control, es la base para ajustar todos los parámetros operativos. Para plantas con recursos, se recomienda conectar los datos de los instrumentos en línea al sistema de control central, generando automáticamente gráficos de tendencia de parámetros diariamente, lo que permite a los operadores ver visualmente la reacción en cadena causada por cada ajuste de parámetro. En la fase de puesta en marcha inicial, se recomienda realizar una revisión exhaustiva de los parámetros semanalmente, que puede ampliarse a mensualmente después de un funcionamiento estable. Registrar los valores de los parámetros ajustados cada vez y los cambios correspondientes en la calidad del agua efluente. Después de tres meses, tendrá su propia base de datos de experiencias, que es mucho más confiable que consultar artículos y datos de otras personas.
Las condiciones de calidad del agua de cada planta son diferentes y los detalles de la configuración de los parámetros también variarán. Sin embargo, la dirección general es consistente:-centrarse en la zona anóxica, controlar con precisión la zona aeróbica y permitir suficiente tiempo de SRT. Si se comprenden estas direcciones principales, las desviaciones menores no provocarán el colapso del sistema.
