Esta guía aboga por ajustes incrementales a pequeña-escala basados en la calidad y cantidad del afluente, la condición de los lodos bioquímicos y los estándares de los efluentes. Los cambios drásticos de parámetros están estrictamente prohibidos. Está diseñado para su implementación práctica por parte del personal de operaciones de primera línea que gestiona los procesos A²/O y sus variantes.
I. Establecer condiciones de referencia (requisito previo para la optimización)
Cree un registro de parámetros básicos: DQO, DBO₅, NH₃‑N, TN, TP, pH y caudal del afluente; zona bioquímica DO, MLSS, SV30, SVI, nitrógeno nitrato y alcalinidad; SS del efluente del clarificador secundario y otros indicadores de calidad del efluente.
Evaluar la biodegradabilidad del afluente: DBO/DQO > 0,3 indica buena biodegradabilidad; 0,2–0,3 es el promedio; < 0,2 indica una biodegradabilidad deficiente (priorizar el pretratamiento o las fuentes de carbono suplementarias).
Calcular el tiempo de retención de lodos (SRT). Estándares municipales típicos: 12 a 20 días para procesos de eliminación de nitrógeno y fósforo; 10 a 15 días sólo para la eliminación de nitrógeno; Evite el exceso de SRT para los procesos centrados en la-eliminación-de fósforo, ya que los SRT prolongados pueden provocar que falle la eliminación biológica de fósforo.
La optimización de procesos no se trata de ajustar válvulas basándose en la intuición; todos los ajustes deben basarse-en datos. Observe el sistema durante 1 o 2 ciclos de lodo después de cada cambio antes de realizar más ajustes.
II. Optimización del proceso de eliminación de nitrógeno (nitrógeno amoniacal y control TN)
El nitrógeno amoniacal supera los límites (nitrificación insuficiente)
Comprobar OD en la zona aeróbica: mantener en 2-3 mg/L; inspeccionar si hay difusores de aireación obstruidos en áreas con mala aireación (zonas muertas);
Asegúrese de que el SRT no sea demasiado corto; durante las estaciones frías, aumentar adecuadamente el MLSS y ampliar el SRT;
La nitrificación consume alcalinidad; si la alcalinidad del efluente cae por debajo de 70 a 100 mg/L, complemente con álcali (carbonato/bicarbonato de sodio);
Choque inhibidor: las sustancias tóxicas en el afluente pueden inhibir las bacterias nitrificantes, provocando un aumento repentino del nitrógeno amoniacal; priorizar la verificación del afluente y aumentar la capacidad de amortiguación del tanque de ecualización si es necesario. Exceso de nitrógeno total (TN) (desnitrificación deficiente)
Controle estrictamente el oxígeno disuelto (OD) en la zona anóxica para<0.5 mg/L and prevent oxygen from the aerobic zone from entering the anoxic zone. Do not increase the internal recirculation rate without limit; the typical ratio is 100–200%. An excessively high recirculation rate carries dissolved oxygen into the zone, thereby disrupting denitrification.
Evaluar las fuentes de carbono del agua cruda: si DBO/TN > 4–5, la fuente de carbono es suficiente; La dosificación externa de carbono solo es necesaria si esta proporción es baja.
Monitoree el nitrógeno nitrato en el tanque anóxico y dosifique las fuentes de carbono según sea necesario; Evite la sobredosis para evitar un rebote de la DQO efluente.
Verifique el flujo de recirculación externa para evitar que se introduzca oxígeno a través de la recirculación del licor nitrificado del clarificador secundario.
III. Optimización del proceso de eliminación de fósforo (control de TP; sinergia biológica-química)
Esencial de la eliminación biológica de fósforo: Mantener OD < 0,2 mg/L en la zona anaeróbica para garantizar la liberación de fósforo por parte de los-organismos acumuladores de fósforo (PAO); Gestionar adecuadamente el desperdicio de lodos para eliminar el fósforo del sistema a través de lodos activados residuales. Evite una edad excesiva de los lodos, ya que los PAO se deteriorarán con el tiempo.
Minimizar la introducción de nitrógeno nitrato en la zona anaeróbica; El nitrógeno nitrato consume fuentes de carbono, lo que anula directamente la eficacia de la eliminación biológica del fósforo.
Si la eliminación biológica de fósforo no cumple con los estándares a pesar de alcanzar su límite, inicie la eliminación química de fósforo. Priorizar la pos-dosificación y realizar pruebas-a escala para determinar la dosis óptima; la sobredosis aumenta la producción de lodos y aumenta los sólidos en suspensión (SS) del efluente.
IV. Optimización del sistema de lodos activados (MLSS, SV30, SVI)
MLSS: normalmente entre 3000 y 4000 mg/l para aguas residuales municipales. Aumente adecuadamente para cargas altas de afluente. No mantenga altas concentraciones de lodo durante cargas bajas de afluente; de lo contrario, se produce una respiración endógena excesiva, lo que provoca el envejecimiento de los lodos.
SV30/SVI: el SVI óptimo es de 70 a 150 ml/g.
SVI > 150: Abultamiento de lodos. Para el abultamiento filamentoso: reduzca el impacto de OD, controle la baja carga del afluente y aumente el desperdicio de lodos.
SVI < 50: Lodo fragmentado y envejecido (color negro, poca actividad); reducir el desperdicio de lodos y aumentar la carga orgánica. Color del lodo: Amarillo-marrón o amarillo terroso indica condiciones normales (asentamiento rápido, sobrenadante claro); el ennegrecimiento y los malos olores suelen indicar condiciones anóxicas o anaeróbicas; La acumulación excesiva de espuma sugiere la presencia de tensioactivos o envejecimiento de los lodos.
Principio de desperdicio de lodos: desechar los lodos en pequeñas cantidades con frecuencia en lugar de en grandes lotes a la vez para evitar el colapso del sistema.
V. Control zonal-ajustado del oxígeno disuelto (OD)
Zona anaeróbica: OD < 0,2 mg/L; La aireación está estrictamente prohibida.
Zona anóxica: OD < 0,5 mg/L.
Zona aeróbica: 2 a 3 mg/L en el extremo de entrada, 1,5 a 2,0 mg/L en el extremo de salida; No es necesario mantener un OD alto en toda la zona.
El exceso de OD en la zona aeróbica aumenta el consumo de energía, introduce un alto OD en las zonas anóxicas/anaeróbicas (alterando la eliminación de nitrógeno y fósforo) y acelera el consumo de fuentes de carbono. Utilice unidades de frecuencia-variable (VFD) en los sopladores para ajustar dinámicamente la aireación según la carga del afluente y las variaciones del flujo diurno.
VI. Optimización del proceso del clarificador secundario para evitar el lavado de lodos y altos SS de efluentes
Control de carga hidráulica en la superficie; monitorear los riesgos de desbordamiento durante aumentos repentinos de flujo.
Abordar los índices anormales de sedimentación de lodos mediante el ajuste oportuno del MLSS; evitar que la capa de lodos en el clarificador secundario suba demasiado.
Mantener una tasa de retorno externo razonable (50–100%): aumentar la tasa de retorno si el manto de lodos es demasiado alto y disminuirla si el manto es demasiado bajo.
Inspección de rutina: si la espuma de la superficie o grandes trozos de flóculo flotan hacia la superficie, investigue causas como la acumulación de lodo o la desnitrificación-lodo flotante inducido (donde el gas nitrógeno de la desnitrificación eleva el lodo).
Si se produce lodo flotante inducido por la desnitrificación-: reduzca el tiempo de residencia del lodo en el clarificador secundario, aumente la tasa de retorno externo y optimice la desnitrificación anóxica aguas arriba.
VII. Procesar planes de contingencia para shocks influyentes
Choque de pH: si el pH del afluente es < 6 o > 9, priorice la amortiguación en el tanque de ecualización; El rango de pH óptimo para los lodos es de 6,5 a 8,5.
Choque de carga alta-: si la DQO del afluente aumenta, no aumente ciegamente la aireación; priorizar el mantenimiento de ambientes anóxicos/anaeróbicos para prevenir la toxicidad de los lodos; diluir el afluente o reducir el volumen de entrada si es necesario. Afluente de baja-carga: durante los días lluviosos o períodos de bajo flujo, reduzca el MLSS y la salida del soplador para evitar la sobre-oxidación y el envejecimiento del lodo.
VIII. Conceptos erróneos comunes
Dosificar agresivamente las fuentes de carbono cuando el TN es alto, sin comprobar el OD de la zona anóxica ni el arrastre de oxígeno-de la recirculación interna;
Aumentar ciegamente la aireación cuando el nitrógeno amoniacal-es alto, ignorando la alcalinidad insuficiente o la edad inadecuada del lodo;
Esforzarse por lograr un MLSS alto y no desperdiciar los lodos durante períodos prolongados, lo que lleva al envejecimiento de los lodos y a la pérdida de eficiencia de eliminación de fósforo;
Mantener un OD uniformemente alto en todo el tanque sin zonificación, lo que resulta en la pérdida de funciones anaeróbicas y anóxicas;
Realizar cambios drásticos en los parámetros de una vez, dejando al sistema de lodos incapaz de adaptarse y provocando fluctuaciones en los indicadores de rendimiento.
IX. Pasos operativos estándar para la optimización de procesos
Recopilar datos completos sobre la calidad del agua y los lodos para identificar el parámetro anormal específico;
Determinar si el problema surge de las características del afluente, las condiciones del lodo o los parámetros operativos;
Realice pequeños ajustes a un solo parámetro; no altere múltiples variables simultáneamente;
Observe el sistema durante 1 o 2 ciclos de lodo y registre los cambios en los indicadores de desempeño;
Continúe con ajustes adicionales sólo si los resultados no son satisfactorios.
En pocas palabras: el requisito previo para la optimización del proceso es mantener un cumplimiento estable de los efluentes; Los esfuerzos de optimización deben equilibrar el consumo de energía y productos químicos para lograr el doble objetivo de cumplimiento normativo y reducción de costos.
