Kiểm soát BOD đầu vào với cảm biến UVAS sc

Tính toán liều lượng bùn lên men để duy trì Bio-P trong hệ thống xử lý

Vấn đề: tải lượng BOD đầu vào thấp vào cuối tuần sẽ làm xáo trộn quá trình loại bỏ photpho sinh học (Bio-P), gây ra việc lãng phí chi phí cho hóa chất sử dụng để đạt yêu cầu xử lý
Giải quyết: sử dụng UVAS sc để kiểm soát sự bổ sung lượng bùn ban đầu được lên men phân hủy vào đầu dòng của bể xử lý bậc hai, định mức tải lượng BOD và duy trì bio-P .

Với đầu ra hạn chế 1.0mg/L tổng P với kinh phí định mức chặt chẽ, một thành phố lớn ở bang Michigan sau bước chạy thí điểm thành công quá trình bio-P đã quyết định thúc đẩy điều kiện loại bỏ photpho sinh học hiện diện tự nhiên trong các tháng mùa đông. Trong suốt quá trình chạy thí điểm họ đã phát hiện nhiều vấn đề nảy sinh liên quan tới hệ thống bio-P, cái làm giảm hiệu suất xử lý các ngày cuối tuần nhưng lại tự điều chỉnh trở lại vào thứ ba của tuần sau đó. Hiểu rõ tầm quan trọng của tỉ lệ chất dinh dưỡng, họ bắt đầu chú ý sự tương quan với tải lượng BOD đầu vào ở bể thứ cấp với sự sụt giảm lượng bio-P. Tải lượng BOD sẽ giảm đáng kể trong cả tuần và không phục hồi trở lại cho đến thứ ba.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm vận hành quyết định bổ sung thêm lượng nhỏ BOD vào cuối tuần từ lượng bùn lên men ở bể sơ cấp. Nguồn bùn này là nguồn cung cấp dồi dào các axit dễ bay hơi, nguồn thức ăn chính cho các vi khuẩn tích lũy photpho trong điều kiện kị khí. Tuy nhiên, một quá trình nảy sinh tiếp nếu cung cấp quá nhiều axit dễ bay hơi đó là sự phát triển của các sinh vật cạnh tranh như là các vi khuẩn tích lũy glycogen – GAOs. GAOs tiêu thụ VFAs sẽ làm cho quá trình loại bỏ photpho bị hạn chế. Một quá trình khác cũng có thể xảy ra do sự cung cấp quá mức VFAs là nhu cầu oxy gia tăng trong hệ thống sục khí và do đó tốn kém thêm chi phí vận hành. Nhóm đã cân bằng sự bổ sung tải lượng BOD sao cho ngăn ngừa và giảm chi phí sục khí trong khi vẫn giữ được mức dinh dưỡng cần thiết giúp ích cho việc duy trì GAOs không tăng nhanh số lượng. Với kết quả thành công có được với HWT (Hach Wastewater Trailer) trong quá trình chạy thí điểm, nhóm vận hành đã quyết định thử với cảm biến UVAS sc organics để kiểm soát tải lượng BOD. Dùng phương pháp UV-254 để phát hiện chất hữu cơ hòa tan, UVAS sc đo tại bước sóng 550nm để bù trừ cho chất rắn trong mẫu bị ảnh hưởng khi đo bằng UV. UVAS sc được cài đặt ở đầu vào bể thứ cấp sau quá trình lắng lọc sơ cấp. Để có được hiển thị mức đo đạc BOD, nhóm phải đưa vào hai cặp điểm số liệu trong bộ điều khiển sc100: mẫu có BOD cao và mẫu có BOD thấp tương ứng với độ hấp thụ ánh sáng UV đo được bằng cảm biến tại thời điểm đo mẫu. Dựa vào những giá trị này, cảm biến sẽ tự tạo đường cong tương quan cho phép sc100 hiện thị lên theo đơn vị mg/L BOD. Mối tương quan trong UVAS sc được kiểm tra hằng tuần để chắc chắn rằng hệ số tương quan không thay đổi đáng kể.
Sau khi xác lập mối tương quan thành công, nhóm đo nồng độ BOD của bùn lên men từ bể sơ cấp và xác định lượng cấp vào dựa theo biểu đồ xu hướng thay đổi BOD.

Cuối cùng từ đường cong tương quan thu thập tải lượng BOD thích hợp cho vào theo yêu cầu sẽ được xác định và sự điều chỉnh được bắt đầu vào 8:30 thứ bảy để duy trì mức tải lượng theo nhu cầu.
UVAS sc phản hồi nhanh chóng sự gia tăng BOD ở đầu vào bể thứ cấp như trong biểu đồ dưới đây cho phép kiểm soát chính xác lượng BOD cho vào để không bị quá tải
trong hệ thống xử lý thứ cấp.

Kết luận:
Kiểm soát liên tục việc cung cấp một liều lượng thích hợp bùn từ bể sơ cấp bằng cảm biến UVAS sc cho phép duy trì bền vững quá trình Bio-P của hệ thống xử lý mà không cần quan tâm đến tải lượng BOD đầu vào. Nhờ đó không những ta có thể giảm được lượng hóa chất cần dùng khi Bio-P bị giảm mà còn có thể tránh được hiện tượng phát triển của các sinh vật cạnh tranh như GAOs. Ngoài ra, để không vượt quá ngưỡng tải lượng vào, cảm biến UVAS cũng giúp tiết kiệm chi phí sục khí do không bị quá tải BOD xử lý tại hệ thống xử lý thứ cấp để đạt được yêu cầu loại bỏ photpho.