Prefacio
La puesta en marcha inicial de un proceso de secuenciación de lodos activados por lotes (SBR) es una etapa de transición crítica desde la finalización de la infraestructura hasta la operación estable. Los objetivos principales son cultivar y aclimatar la comunidad microbiana de lodos activados, optimizar los parámetros de tiempo del proceso, verificar el rendimiento del equipo y, en última instancia, lograr un cumplimiento estable de la calidad de los efluentes. Esta guía cumple estrictamente con los estándares de la industria como el "Reglamento Técnico para la Operación, Mantenimiento y Seguridad de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas" (CJJ 60) y las "Especificaciones Técnicas para la Ingeniería de Tratamiento de Aguas Residuales de Lodos Activados" (HJ 573). El contenido se centra en puntos prácticos clave y es aplicable a la puesta en servicio inicial de instalaciones de tratamiento de aguas residuales SBR recientemente construidas, renovadas o ampliadas, y proporciona orientación operativa sistemática e implementable para el personal técnico.
I. Trabajo preparatorio antes de la puesta en servicio
(I) Personal y preparación técnica
1. El personal de puesta en servicio debe completar una capacitación especializada sobre los principios del proceso, la operación del equipo y las normas de seguridad, y debe dominar la lógica operativa de cada etapa del SBR y los métodos de monitoreo del indicador de calidad del agua;
2. Se debe preparar un plan de puesta en servicio detallado, definiendo claramente los objetivos de la puesta en servicio, divisiones de etapas, rangos de control de parámetros, planes de emergencia y requisitos de registro de datos. El plan debe ser revisado y aprobado por el supervisor técnico.
(II) Aceptación de Equipos e Instrumentos
1. Ejecución de prueba de unidad individual: realice pruebas de carga y sin carga en el equipo principal, como la bomba de entrada, el soplador, el agitador y el decantador en secuencia. Verifique el ruido de funcionamiento, los niveles de vibración y la sensibilidad de arranque/parada del equipo para garantizar que cada pieza del equipo esté libre de atascos, fugas u otras fallas, y que los parámetros operativos cumplan con los requisitos de diseño.
2. Ejecución de prueba interconectada: Simule un ciclo operativo completo para verificar la lógica de control interconectada entre los equipos. Concéntrese en verificar la secuencia de conmutación entre aireación y agitación, y la precisión de la interconexión entre el decantador y el medidor de nivel, asegurando la estabilidad y confiabilidad del sistema de control automatizado.
3. Calibración de instrumentos: realice una calibración integral de instrumentos como medidores de pH, medidores de oxígeno disuelto (OD), medidores de ORP, medidores de nivel y medidores de flujo. Utilice soluciones estándar para calibrar el punto cero y el rango para garantizar la precisión de los datos de monitoreo. Los registros de calibración deben archivarse para referencia futura.
(III) Preparación de la calidad del material y del agua
1. Preparación del lodo de inoculación: Se deben utilizar preferentemente lodos activados maduros de plantas de tratamiento de aguas residuales similares. El lodo debe ser de color marrón amarillento-, libre de olor pútrido y su contenido de humedad debe controlarse entre 96% y 98%. Si no se dispone de lodos de inoculación similares, se puede utilizar un método de auto-cultivo, añadiendo nutrientes orgánicos (como glucosa, urea y dihidrógeno fosfato de potasio) para iniciar el crecimiento microbiano.
2. Preparación química: Prepare floculantes (PAC, PAM), nutrientes (urea, dihidrógenofosfato de potasio) y ajustadores de alcalinidad (carbonato de sodio, bicarbonato de sodio) según sea necesario. El sistema de dosificación de productos químicos debe probarse para garantizar tuberías sin obstrucciones y una medición precisa.
3. Estudio de la calidad del agua del afluente: monitorear continuamente la calidad del agua del afluente durante 7-15 días para determinar el rango de fluctuación de DQO, DBO₅, NH₃-N, TN, TP y pH, y determinar si hay sustancias tóxicas o nocivas en el afluente. Si es necesario, agregue un proceso de pretratamiento.
II. Puntos operativos clave en la fase de puesta en servicio central
(I) Inoculación y aclimatación de lodos
1. Inoculación de lodos
- La cantidad de lodo inoculado agregado debe garantizar que la concentración de sólidos suspendidos del licor mixto (MLSS) en el tanque de reacción alcance 1000 ~ 1500 mg/L. Después de agregar, inyecte agua limpia o aguas residuales de baja-concentración en el tanque para sumergir los discos de aireación y las paletas del agitador;
- Inmediatamente después de la inoculación, comience la aireación continua sin agregar agua, controlando la concentración de OD en 2~3 mg/L. El tiempo de aireación debe ser de 24 a 48 horas, durante el cual se deben monitorear MLSS y SV₃₀ cada 6 horas y se debe observar el cambio de color del lodo.
2. Aclimatación de lodos
- La aclimatación debe seguir los principios de baja carga y progresión gradual, dividida en tres etapas:
- Etapa 1 (Período de aumento de carga): El afluente se introduce al 30%~40% de la carga de afluente de diseño, con un ciclo operativo controlado a 12 horas (2 horas de afluente, 6 horas de reacción aeróbica, 2 horas de sedimentación, 1 hora de descarga de efluente, 1 hora de inactividad). En la etapa aeróbica, la OD se mantiene entre 2 y 3 mg/l. En la etapa anóxica (si está equipada), se activa la agitación y la OD es inferior o igual a 0,5 mg/L. Los indicadores de DQO, NH₃-N y lodos (MLSS, SVI) afluentes y efluentes se monitorean diariamente. Si la tasa de eliminación de DQO del efluente es consistentemente superior al 60%, se puede continuar con la siguiente etapa.
- Fase dos (período de estabilización de carga): aumentar la carga del afluente entre un 60 % y un 70 % del valor de diseño. Ajuste el tiempo de reacción según la degradación de la calidad del agua. Si la tasa de eliminación de NH₃-N es inferior al 80 %, se debe ampliar el tiempo de reacción aeróbica. Durante esta fase, se debe centrar la atención en el rendimiento de la sedimentación de lodos; El SVI debe controlarse en 80 a 120 ml/g. Si se produce acumulación de lodos, reduzca inmediatamente la carga del afluente y aumente la tasa de aireación.
Fase tres (período de aclimatación de carga-completa): aumentar gradualmente la carga del afluente hasta el 100 % del valor de diseño, optimizar los parámetros de tiempo para cada fase y garantizar que las tasas de eliminación de DQO, NH₃-N, TN y TP cumplan con los requisitos de diseño y que el rendimiento del lodo sea estable. El período de aclimatación para esta fase no debe ser inferior a 7 días.
(II) Optimización y ajuste de los parámetros del ciclo del proceso
1. Ajuste de los parámetros de la etapa del afluente: compare el impacto del afluente restrictivo y no-restrictivo en el lodo. Se recomienda un afluente restrictivo para aguas residuales industriales. Controle la tasa de afluencia para evitar un aumento repentino en la concentración del sustrato. Activar la agitación durante el influente puede mejorar la mezcla y reducir el gradiente de concentración. Registre la eficiencia de la degradación del agua bajo diferentes métodos de afluencia durante el ajuste.
2. Ajuste de los parámetros de la etapa de reacción: controle la concentración de OD ajustando la tasa de aireación para aclarar la correlación entre las tasas de degradación de OD y DQO/NH₃-N en la etapa aeróbica. Para los requisitos de eliminación de nitrógeno, ajuste la intensidad de agitación y la dosis de la fuente de carbono en la etapa anóxica para determinar la relación C/N óptima. Si se requiere una mayor eliminación de fósforo, verifique la relación coincidente entre el tiempo de liberación de fósforo en la etapa anaeróbica y la eficiencia de absorción de fósforo en la etapa aeróbica.
3. Ajuste de los parámetros de la etapa de sedimentación y drenaje: determine el tiempo óptimo de sedimentación del lodo variando el tiempo de sedimentación (0,5 ~ 2 h) para evitar sólidos suspendidos excesivos en el efluente debido a tiempos de sedimentación cortos, o lodos flotantes anaeróbicos debido a tiempos de sedimentación prolongados. Ajuste la velocidad de descenso del decantador, incrementándola gradualmente de 0,3 m/h a 1,0 m/h, registrando la turbiedad del efluente a diferentes velocidades para determinar la velocidad de decantación óptima.
4. Ajuste de parámetros de etapa inactiva: seleccione el modo de operación del período inactivo según la condición del lodo. Si el MLSS es alto, se puede descargar una pequeña cantidad de exceso de lodo durante el período de inactividad. Si el lodo es propenso a la putrefacción anaeróbica, se puede activar la micro-aireación o agitación de baja-intensidad. Registre los cambios en la actividad de los lodos en diferentes modos durante el ajuste.
(III) Monitoreo y registro de datos durante la puesta en servicio
1. Frecuencia de monitoreo: Los indicadores de monitoreo diarios (OD, pH, ORP, nivel de líquido) se registran cada 2 horas; los indicadores de calidad del agua (DQO, DBO₅, NH₃-N, TN, TP, SS) se monitorean diariamente; Los indicadores de lodos (MLSS, SV₃₀, SVI) se controlan diariamente.
2. Procesamiento de Datos: Establecer un registro de puesta en servicio, registrando la carga diaria del afluente, la secuencia del ciclo operativo, los parámetros operativos de los equipos, la calidad del agua y los indicadores de lodos. Trazar curvas de degradación del agua y curvas de cambio de rendimiento de lodos para proporcionar soporte de datos para la optimización de parámetros.
III. Problemas comunes y medidas de manejo durante la puesta en servicio
1. Mala actividad de los lodos inoculados
Se manifiesta como lodo de color negro y olor pútrido después de la aireación, con una tasa de eliminación de DQO inferior al 30%. Medidas de tratamiento:
1. **Ampliar el tiempo de aireación a 72 horas, agregando nutrientes como glucosa y urea durante este período para complementar las sustancias necesarias para el metabolismo microbiano;
2. Añadir una cantidad adecuada de lodo inoculado fresco para aumentar la concentración microbiana del lodo;
3. Verifique la concentración de OD. Si una aireación insuficiente produce condiciones anaeróbicas localizadas, aumente la tasa de aireación o limpie los discos de aireación obstruidos.
2. **Pérdida severa de lodos**
Esto se manifiesta como efluente turbio y una disminución continua de MLSS. Medidas de tratamiento:
1. Acorte la velocidad de descenso del decantador a 0,3-0,5 m/h y extienda el tiempo de asentamiento a 2 horas;
2. Reducir la carga del afluente para minimizar el impacto sobre la capa de lodos;
3. Verifique si hay una aireación excesiva que provoque la desintegración del lodo, reduzca adecuadamente la tasa de aireación y controle el OD en alrededor de 2 mg/L;
4. Agregue una pequeña cantidad de PAM para mejorar el rendimiento de la sedimentación de lodos.
3. **Nitrificación deficiente**
Esto se manifiesta como una concentración excesiva de NH₃-N en el efluente y una lenta degradación de NH₃-N en la etapa aeróbica. Medidas de tratamiento: 1. Ampliar el tiempo de reacción aeróbica y aumentar la OD en la etapa aeróbica a 3-4 mg/L para asegurar las necesidades metabólicas de las bacterias nitrificantes; 2. Reducir la cantidad de exceso de lodos y extender la edad del lodo a 15-25 días para promover el enriquecimiento de bacterias nitrificantes; 3. Verifique la alcalinidad del afluente. Si la alcalinidad es insuficiente (relación alcalinidad a NH₃-N < 7,14), agregue carbonato de sodio para complementar la alcalinidad; 4. Tome medidas de preservación del calor para garantizar que la temperatura del agua no sea inferior a 15 grados, ya que una temperatura baja inhibirá significativamente la actividad de las bacterias nitrificantes.
4. Baja eficiencia de desnitrificación
Esto se manifiesta como un exceso de TN en el efluente y un rápido aumento del valor de ORP en la etapa anóxica. Medidas de tratamiento: 1. Agregar fuentes de carbono externas como metanol y acetato de sodio para ajustar la relación C/N a 5-8:1; 2. Ampliar el tiempo de reacción anóxica para asegurar una desnitrificación completa; 3. Aumente la intensidad de agitación para asegurar una mezcla uniforme y evitar zonas muertas con OD excesivamente alto en la etapa anóxica.
5. Generación excesiva de espuma
Esto se manifiesta como una acumulación de espuma superior a 0,5 m en la superficie del tanque de aireación, lo que afecta la eficiencia de la aireación. Las medidas correctivas incluyen: 1) reducir la carga del afluente para disminuir la entrada de materia orgánica que se forma fácilmente espuma; 2) pulverizar un antiespumante (tal como un antiespumante de poliéter), controlando la dosis para evitar afectar la actividad microbiana; y 3) comprobar el envejecimiento de la espuma causado por lodos excesivamente viejos y aumentar adecuadamente la tasa de descarga de lodos.
IV. Criterios para determinar la finalización de la puesta en servicio
1. La carga del afluente alcanza el 100% del valor de diseño durante 7 días consecutivos, y los indicadores de calidad del agua afluente y efluente (DQO, DBO₅, NH₃-N, TN, TP, SS) cumplen consistentemente con los estándares de descarga de diseño o los estándares de descarga nacionales/locales.
2. El rendimiento del lodo activado es estable, con MLSS mantenido en 2000~4000 mg/L, SVI en 50~150 ml/g, color del lodo amarillento-marrón, buen rendimiento de sedimentación y sin fenómenos anormales como acumulación o flotación del lodo.
3. Todo el equipo funciona normalmente, el sistema de control automatizado funciona sin problemas, los parámetros de sincronización del ciclo del proceso están optimizados y se puede lograr un funcionamiento estable.
4. El registro de puesta en servicio está completo, los registros de datos son verdaderos, precisos y rastreables, y el informe de puesta en servicio está completo y aprobado.
V. Precauciones tras la -puesta en servicio y mantenimiento
1. Completar el informe de puesta en servicio, que debe incluir el proceso de puesta en servicio, resultados de optimización de parámetros, registros de manejo de problemas y recomendaciones operativas, sirviendo como base técnica para el mantenimiento posterior.
2. Proporcionar capacitación especializada al personal de mantenimiento, que cubra el control de parámetros del proceso, el mantenimiento diario del equipo y el manejo de condiciones operativas anormales, asegurando una operación independiente.
3. Establecer un sistema de gestión de mantenimiento de rutina, definiendo claramente la frecuencia de inspección de equipos, los planes de monitoreo de la calidad del agua y los requisitos de gestión de lodos para garantizar la operación estable a largo plazo-del proceso SBR.