1. Requisitos técnicos para la puesta en servicio
El propósito de la puesta en servicio es determinar las condiciones óptimas de operación del proceso y cultivar microorganismos para adaptarse a la calidad del agua residual.
Durante la puesta en servicio, se deben seguir estrictamente los procedimientos operativos. Se deben realizar inspecciones periódicas del funcionamiento del equipo y de los parámetros de los puntos de control del proceso. Los cambios en el tratamiento del agua deben monitorearse rápidamente mediante análisis de datos de laboratorio, examen microscópico de muestras biológicas, observación visual y pruebas de olores.
Durante la puesta en servicio se deben cumplir los siguientes requisitos técnicos:
El proceso de lodo activado requiere mantener una proporción adecuada de nutrientes-a-microorganismos en el tanque SBR, suministrar los nutrientes necesarios y garantizar un buen contacto entre los microorganismos y la materia orgánica. Estas son cuestiones que deben considerarse durante la fase de operación.
1. El valor de MLSS es un parámetro importante para el proceso de lodos activados. Además, se deben medir con frecuencia SV, SVI, etc. El análisis de estos datos relevantes determina la edad de los lodos para guiar su descarga.
2. Antes de la puesta en servicio del proceso, los operadores deben recibir una capacitación exhaustiva, estudiar los planes y documentos técnicos relevantes y desarrollar procedimientos de proceso, procedimientos operativos y precauciones relevantes para garantizar el buen progreso de la puesta en servicio y la seguridad del equipo y el personal durante el proceso de puesta en servicio.
3. Además de ajustar los parámetros del proceso, se deben mantener registros detallados del funcionamiento del equipo durante la puesta en servicio.
4. Durante la fase de puesta en servicio, el control y los ajustes del proceso deben centrarse en el cultivo y aclimatación de los lodos. Se debe verificar el estado operativo de cada sección del equipo y realizar un control, observación, registro y análisis efectivo del funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales. Deben estar disponibles suficientes datos analíticos sobre la calidad del agua afluente y efluente y los lodos activados.
5. Durante la fase de puesta en servicio, la calidad del agua efluente y la tasa de eliminación de contaminantes pueden ser inferiores a los requisitos para el funcionamiento normal, especialmente para la eliminación de fósforo y nitrógeno, que pueden no ser necesarios en la etapa de puesta en servicio inicial.
2. Plan de puesta en servicio de Influente
1. Trabajo preparatorio antes de la puesta en servicio
1) Preparación de Instrumentos y Equipos:
Un microscopio con aumento de 400x o más; instrumentos experimentales y reactivos relevantes para medir el pH, la conductividad, la DQOcr, el nitrógeno amoniacal y la Tp; un termómetro; Equipo experimental relevante para medir MLSS.
2) Personal: X personas. Se debe asignar personal de laboratorio dedicado-o a tiempo parcial.
3) Pruebas de presión y pruebas de fugas de la unidad de tratamiento; Circulación de agua y aire en el sistema de tuberías.
4) Medición de la calidad y cantidad del agua bruta (DQOcr, N, P, pH, temperatura del agua) y desarrollo de planes de puesta en servicio adecuados.
2. Cultivo y Aclimatación de Lodos
La clave para el tratamiento de aguas residuales del proceso SBR radica en tener una cantidad suficiente de lodos activados de alto-rendimiento. Por lo tanto, el cultivo de lodos activados es el primer paso en la producción y operación de SBR. La aclimatación implica eliminar e inducir a la comunidad microbiana mixta a convertirse en un sistema microbiano capaz de tratar aguas residuales.
1) Cultivo de lodos activados en el tanque SBR
El cultivo de lodos activados implica proporcionar a los microorganismos del lodo activado ciertas sustancias promotoras del crecimiento-, oxígeno disuelto, temperatura adecuada y pH. En estas condiciones, después de un período de cultivo, se forman lodos activados que aumentan gradualmente hasta alcanzar finalmente la concentración de lodos necesaria para el tratamiento de aguas residuales.
El cultivo de lodos y la aclimatación durante el proceso de puesta en marcha de las plantas (plantas) de tratamiento de aguas residuales están estrechamente relacionados con el clima regional. Para cumplir con el cronograma de puesta en servicio, se pueden utilizar métodos de cultivo directo,-cultivo a gran escala o cultivo intermitente.
a. Método de cultivo directo (aguas residuales domésticas)
El cultivo directo se utiliza ampliamente en el tratamiento de aguas residuales domésticas. En las estaciones más cálidas, el tanque de aireación se llena primero con aguas residuales domésticas y se airea (es decir, aireación sin entrada de aguas residuales) durante varias horas antes de que entre y salga continuamente. El caudal de entrada aumenta gradualmente y los lodos no se descargan, sino que permanecen íntegramente en el tanque de aireación. Después de varios días de funcionamiento continuo, comenzarán a aparecer lodos activados que aumentarán gradualmente. Alternativamente, el lodo deshidratado extraído de plantas de tratamiento de aguas residuales similares se puede agregar al tanque de reacción en proporción y cultivar usando el mismo método hasta que MLSS y SV alcancen valores adecuados.
Debido a que las aguas residuales domésticas tienen nutrientes adecuados, el lodo crecerá rápidamente hasta el nivel requerido. Durante el período de cultivo (especialmente en la etapa inicial), debido a la baja concentración de lodos, es importante controlar la tasa de aireación para evitar la sobre-aireación y la desintegración de los lodos.
b. Ampliar-el cultivo (industrial)
Para áreas sin sistemas de tratamiento biológico cercanos, o para sistemas de tratamiento de aguas residuales industriales-a gran escala donde la inoculación de lodos es difícil, también se puede utilizar el cultivo-a gran escala.
Basado en el rápido crecimiento y reproducción de microorganismos, este método imita el proceso de cultivo de múltiples-etapas en las industrias de fermentación, donde el inóculo se introduce en un tanque de semillas y luego en un fermentador. Los contenedores adecuados se seleccionan en función de las condiciones locales para expandir el cultivo en etapas. Por ejemplo, en un tanque de reacción, se agrega una alta concentración de heces para aumentar la concentración y los nutrientes en las aguas residuales. Luego, los canales se llenan con aguas residuales y el cultivo se expande utilizando el método descrito anteriormente. Luego, este proceso se amplía y, finalmente, el lodo se expande para cubrir todo el tanque de aireación.
do. Método de cultivo intermitente (pequeña proporción de aguas residuales domésticas, gran proporción de aguas residuales industriales)
Este método es adecuado para plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas donde la proporción de aguas residuales domésticas es relativamente pequeña. Las aguas residuales se introducen en el tanque de aireación, con un volumen de aproximadamente 1/4 a 1/3 del volumen del tanque. La aireación se realiza durante un período (aproximadamente 4 a 6 horas), seguido de un reposo durante 1 a 1,5 horas. Se descarga el sobrenadante, con un volumen de descarga de aproximadamente el 50% del volumen total. Luego se agrega gradualmente agua residual y la operación anterior se repite de 1 a 3 veces al día hasta que el contenido de lodo en el licor mezclado alcanza el 15%-20%. Para acortar el tiempo de cultivo, también se pueden utilizar para la inoculación lodos residuales de plantas de tratamiento de aguas residuales similares.
2) Aclimatación de Lodos Activados en Tanques SBR
Además del cultivo, los lodos activados de los tanques SBR deben aclimatarse a las aguas residuales a tratar. Los métodos de aclimatación se dividen en aclimatación asincrónica y aclimatación sincrónica.
La aclimatación asincrónica implica primero cultivar el lodo con aguas residuales domésticas o agua fecal diluida y luego aumentar gradualmente la proporción de aguas residuales industriales en el medio de cultivo para aclimatar el lodo.
La aclimatación sincrónica implica agregar una pequeña cantidad de aguas residuales industriales al cultivar inicialmente el lodo activado con aguas residuales domésticas y luego aumentar gradualmente la proporción de aguas residuales industriales en el medio de mezcla para permitir que el lodo activado se adapte a las características de las aguas residuales industriales.
Una vez que la cantidad de lodo activado en el tanque SBR alcanza el nivel requerido, el afluente debe aumentarse gradualmente para aclimatar aún más el lodo activado a los requisitos de eliminación de fósforo y nitrógeno. Cuando todos los indicadores de efluentes del sistema SBR cumplen con los requisitos de diseño y han estado funcionando de manera estable durante 2 o 3 días, el proceso SBR se considera puesto en servicio exitosamente.
3. Pasos específicos para la puesta en servicio del sistema SBR
1) Afluente: En la etapa de puesta en servicio inicial, debido a que el lodo activado aún no se ha adaptado completamente a la calidad del agua tratada, el caudal del afluente debe ser pequeño inicialmente y aumentar gradualmente. Una vez que el efluente cumple con los estándares, el caudal del afluente se puede aumentar gradualmente para evitar choques de carga y una desactivación excesiva de lodos. El proceso de afluencia dura aproximadamente 1 hora. Antes de la ingesta del afluente, se deben tomar muestras para medir el pH, la DQO, el nitrógeno amoniacal y el fósforo total.
2) Reacción: Después de la ingesta del influente, encienda el soplador y ajuste el volumen de aire para controlar el valor de OD entre 2-4 mg/L. Opere en la siguiente secuencia: "Aireación durante 2 horas - Aireación parada durante 1 hora - Aireación durante 2 horas - Aireación parada durante 1 hora - Aireación durante 2 horas". Durante la aireación, es necesario medir el SV30 y mantenerlo entre un 20% y un 30%. Si es necesario, se deben tomar muestras para medir el valor MLSS. Este proceso se puede configurar de manera flexible según el tiempo de trabajo. Cuando la DQO ya no disminuye, comienza la etapa de sedimentación. Si la medición de DQO está disponible, se puede utilizar la medición rápida en línea; de lo contrario, la operación debe basarse en la experiencia o en un tiempo fijo.
3) Sedimentación: Después de la aireación final durante el período de reacción, comienza el período de sedimentación. Generalmente, después de detener la aireación y dejar el tanque tranquilo, la sedimentación se completa en aproximadamente 2 horas y el sobrenadante se puede descargar. Las muestras deben tomarse y analizarse al final de la etapa de sedimentación.
4) Drenaje: Después de la sedimentación, el sobrenadante se vuelve claro. Abra la válvula de drenaje en la elevación más alta para drenar el agua por encima de la elevación de la válvula.
5) Sedimentación: Durante el período de sedimentación, los lodos deben descargarse adecuadamente según el valor SV medido durante el período de reacción para mantener el valor SV dentro de un rango razonable.
3. Control de parámetros del sistema SBR
Durante la puesta en servicio y la operación de prueba, según los datos de laboratorio, las observaciones microbianas y cualquier anomalía, se deben realizar los ajustes apropiados a los parámetros operativos para mantenerlos dentro de los rangos adecuados.
1. Controlar la calidad y cantidad de las aguas residuales brutas para garantizar que cumplan con los requisitos del sistema de tratamiento de lodos activados.
En la puesta en marcha real, la calidad de las aguas residuales sin tratar es difícil de controlar; la práctica habitual es controlar el caudal. Para mantener una estabilidad relativa del sistema durante la fase de puesta en servicio, la carga contaminante debe aumentarse lo más uniformemente posible, es decir:
Calidad del agua (kg-DQOcr/m3) × Volumen de agua (m3/d)=Contaminantes totales (kg-DQOcr/d)
Durante la puesta en servicio, la carga de lodos debe mantenerse relativamente estable de acuerdo con el progreso y las necesidades de la fase de puesta en servicio para evitar cargas de choque. Las cargas de choque a menudo provocan la muerte de una gran cantidad de microorganismos o cambios en la comunidad microbiana, y la recuperación del sistema puede tardar varios días.
2. Mantener una población microbiana relativamente estable en el sistema.
Esto es crucial en el proceso de puesta en marcha del sistema de tratamiento SBR. El proceso de puesta en servicio también consiste en encontrar los parámetros operativos óptimos (como la concentración de lodos). Para un sistema que funciona normalmente, la calidad y cantidad de las aguas residuales sin tratar son incontrolables; es decir, independientemente de la calidad y cantidad de las aguas residuales sin tratar, el sistema debe recolectar y tratar toda el agua entrante para cumplir con los estándares. Por lo tanto, es fundamental mantener un valor adecuado de concentración de lodos, asegurando que variaciones dentro del rango de error aceptable no afecten la estabilidad operativa del sistema y la eficiencia del tratamiento.
Para mantener una estabilidad relativa del sistema durante la operación, la cantidad de lodo en el sistema debe mantenerse relativamente estable, es decir:
Concentración de lodos (kg-MLSS/d•m3) × Volumen del tanque (m3)=Lodos totales en el tanque (kg-MLSS/d)
El mantenimiento de una cantidad estable de lodos en el sistema se logra determinando la cantidad diaria de exceso de lodos descargado. Los índices de exceso de lodos incluyen: carga de lodos, índice de lodos y edad de los lodos.
3. Mantener una concentración de oxígeno disuelto en el licor mezclado suficiente para satisfacer las necesidades de los microorganismos.
Para el proceso SBR, el valor de OD en el reactor no es fijo. En la etapa inicial de la reacción, debido a la aireación inicial y a la introducción de una gran cantidad de materia orgánica, el valor de OD es bajo. A medida que avanza la reacción, el valor de OD aumenta gradualmente. Por lo tanto, en las últimas etapas de la reacción, es suficiente mantener el oxígeno disuelto en el tanque en alrededor de 2-3 mg/L. Para este esquema, es necesario resumir el patrón de cambio de OD en el reactor durante el período de puesta en servicio para ajustar el funcionamiento del soplador y la tasa de aireación para lograr verdaderamente un ahorro de energía y una reducción del consumo.
4. Dentro del tanque de reacción, el lodo activado, los contaminantes orgánicos y el oxígeno disuelto pueden entrar en contacto completo entre sí para mejorar el proceso de transferencia de masa.
5. Precauciones y manipulación anormal
a. Para garantizar una puesta en servicio exitosa, es crucial mantener condiciones operativas estables para el sistema SBR durante esta fase. Evite grandes fluctuaciones en la carga del afluente, la salinidad y el pH, que podrían crear cargas de choque significativas en el sistema SBR y provocar el deterioro de los lodos.
b. Durante la operación, los indicadores de calidad del agua OD, pH y SV deben medirse al menos una vez por ciclo de operación. Antes y después de cambiar las concentraciones de contaminantes, monitorear todos los indicadores de calidad del agua en el sistema y los que ingresan al sistema, prestando especial atención a DQOcr y pH, para garantizar la racionalidad de la carga de lodos del sistema.
do. Inicialmente, observe cuidadosamente las características del lodo y registre su tiempo de adaptación después de cada cambio en la adición de aguas residuales para proporcionar una referencia para futuros cambios en la adición de aguas residuales.
d. Cuando el lodo SV30 es mayor o igual al 30%, se debe descargar una pequeña cantidad de lodo, idealmente controlada entre un 20% y un 30%.
Durante el funcionamiento de un sistema de tratamiento de lodos activados, situaciones anormales pueden reducir la eficiencia del tratamiento y provocar pérdida de lodos. Especialmente durante la puesta en servicio, debido a los frecuentes cambios en la calidad y cantidad del agua, es probable que ocurran más situaciones anormales. Si no se identifica la causa y no se toman las medidas adecuadas a tiempo, todos los esfuerzos anteriores serán en vano, lo que resultará en el fracaso del proceso de puesta en servicio. Para situaciones anormales, es crucial hacer juicios oportunos y precisos y elegir las medidas más simples y económicas para evitar que la situación empeore.