Desempenho de aeração com bolhas finas no processo AAO: análise sazonal (verão versus inverno)

Medição e avaliação de desempenho do sistema de aeração de bolhas finas no processo AAO durante o verão e o inverno

A maioria das estações de tratamento de águas residuais municipais (ETEs) na China utiliza processos biológicos aeróbicos para remover matéria orgânica, nitrogênio, fósforo e outros poluentes das águas residuais. O fornecimento de oxigênio dissolvido (OD) na água é um pré-requisito para manter a demanda de vida microbiana e a eficiência do tratamento no processo biológico aeróbio. Consequentemente,a unidade de aeração é o núcleo do tratamento biológico aeróbico de águas residuais. Simultaneamente, o sistema de aeração também é oprincipal unidade-consumidora de energiaem ETEs, contabilizando45% a 75% do consumo total de energia da planta. Além das condições operacionais, o consumo de energia do sistema de aeração é influenciado por fatores como a qualidade das águas residuais e as condições ambientais. A maioria das regiões da China tem quatro estações distintas, chuvas abundantes e variações sazonais significativas de temperatura. As chuvas de verão dilui a concentração de poluentes afluentes das ETAR, enquanto as baixas temperaturas do inverno afetam a atividade microbiana, impactando assim a qualidade dos efluentes. As flutuações na vazão e na qualidade do afluente também representam desafios para o controle preciso do sistema de aeração nas ETARs. Sem compreensão suficiente das mudanças no desempenho da transferência de oxigênio dos difusores de bolhas finas e sua manutenção durante a operação, a vantagem da alta eficiência de transferência de oxigênio (OTE) dos sistemas de aeração de bolhas finas não pode ser totalmente utilizada, levando ao desperdício de energia.

O tipo mais utilizado atualmente é odifusor de bolha fina, cujo desempenho está diretamente relacionado ao consumo de energia operacional do sistema de aeração. Os métodos para medir o desempenho da transferência de oxigênio de difusores de bolhas finas incluem testes estáticos (como o teste de água limpa) e testes dinâmicos (como o método de análise-de gases de escape). A pesquisa sobre testes estáticos concentra-se principalmente em simulações em escala-de laboratório, enquanto métodos de teste dinâmicos raramente são relatados devido a fatores como requisitos do local de teste e restrições de teste em campo. Atualmente, a China estabeleceu apenas padrões relevantes para o método de teste de água limpa. Durante a operação real, o desempenho da transferência de oxigênio dos difusores é afetado por fatores como qualidade do afluente, características do lodo, condições operacionais e incrustações do difusor. O desempenho real difere significativamente dos resultados dos testes de água limpa, levando a desvios consideráveis ​​ao usar dados de água limpa para prever a necessidade real de fornecimento de ar. A falta de métodos eficazes de monitorização do desempenho da eficiência energética dos sistemas de aeração nas ETAR resulta em desperdício de energia. Portanto, é necessário medir e avaliar o desempenho da transferência de oxigênio dos difusores durante a operação real para orientar ajustes oportunos das estratégias de aeração e ajudar a alcançar economia de energia e redução de consumo em sistemas de aeração. Este estudo levauma ETAR municipal em Xangai como exemplo. Através de medições de campo da concentração de poluentes no tanque aeróbico e dos padrões de variação do OTE ao longo do caminho do sistema de aeração de bolhas finas no verão e no inverno, a eficiência de remoção de poluentes e o desempenho do sistema de aeração foram sistematicamente medidos e avaliados. O objetivo é explorar a influência das mudanças sazonais no desempenho da transferência de oxigênio do sistema de aeração, fornecendo orientação para controle preciso e operação com economia de energia-de sistemas de aeração no tratamento de águas residuais.

1. Materiais e Métodos

1.1 Visão Geral Operacional da ETAR

A ETAR municipal de Xangai emprega uma combinação de processos depré-tratamento + processo AAO + filtro de fibra de leito profundo + desinfecção UV. Oa capacidade de tratamento é 3,0×10⁵ m³/d. O principal fluxo do processo da ETE é mostrado naFigura 1. O influente é principalmenteesgoto doméstico, e o efluente atende ao padrão Grau A do "Padrão de Descarga de Poluentes para Estações de Tratamento de Águas Residuais Municipais" (GB 18918-2002) antes de ser descarregado no Rio Yangtze. Os tempos de retenção hidráulica (TRH) para o tanque anaeróbio, tanque anóxico e tanque aeróbio do tanque biológico nesta planta são 1,5 h, 2,7 h e 7,1 h, respectivamente. A taxa de refluxo interno e a taxa de refluxo externo são ambas de 100%. A idade do lodo é controlada entre 10-15 dias. A planta possui um total de 8 tanques aeróbicos. Um único tanque aeróbio mede 116,8 m × 75,1 m × 7,0 m (C × L × A), com volume de 11.093 m³. A concentração de sólidos suspensos em licor misto (MLSS) é controlada em cerca de 4 g/L. A parte inferior está equipada comDifusores tubulares de bolhas finas de polietileno Ecopolemer ucraniano, dimensionado em 120 mm × 1.000 mm (D × L). A proporção de ar-para{5}}água é de 5,7:1. Cada tanque aeróbico consiste em 3 canais (Zona 1, Zona 2 e Zona 3). Com base na concentração de OD medida pelos medidores de vazão de gás dentro dos canais, as palhetas guia dos sopradores centrífugos de-estágio único (4 operacionais, 2 em espera) são ajustadas para manter a concentração de OD no tanque aeróbico entre 2-5 mg/L. Cada soprador tem vazão de ar nominal de 108 m³/min, pressão de 0,06 kPa e potência de 160 kW. Cada canal é controlado separadamente por meio de medidores de vazão de gás. Combinado com o feedback da leitura de OD, o suprimento de ar real é controlado ajustando as palhetas guia dos sopradores centrífugos de estágio único para manter o OD médio no tanque aeróbico entre 2-5 mg/L. A qualidade do afluente/efluente projetado e a qualidade do afluente da planta em 2019 são mostradas emTabela 1.

1.2 Layout do Ponto de Teste

Dois testes do desempenho da transferência de oxigênio do sistema de aeração de bolhas finas sob condições reais de operação foram realizados em julho (verão) e dezembro (inverno). Ao longo do sentido do fluxo foram montados 22 pontos de teste de acordo com a localização das portas de inspeção do tanque aeróbio. A distância entre dois pontos de teste adjacentes foi de cerca de 5 m, com 7, 7 e 8 pontos de teste na Zona 1, Zona 2 e Zona 3, respectivamente. A distribuição dos pontos de teste é mostrada emFigura 2. O OTE real dos difusores de bolhas finas em cada ponto foi calculado medindo o conteúdo de oxigênio no-gás que escapa da superfície da água. Simultaneamente, a concentração de OD e a temperatura da água em cada ponto foram medidas usando um medidor multi-paramétrico de qualidade da água (HQ 30d, Hach, EUA), e a concentração de poluentes em cada ponto foi medida e analisada para obter seu padrão de variação ao longo do caminho. Para prevenir o COD_Crnas amostras contra degradação durante a transferência, as amostras coletadas ao longo do tanque aeróbico foram filtradas no-local antes da medição.

1.3 Medição do desempenho de transferência de oxigênio de difusores de bolhas finas sob condições reais

A medição do desempenho de transferência de oxigênio de difusores de bolhas finas sob condições reais usou um-analisador de gases desenvolvido de forma independente pela Universidade de Energia Elétrica de Xangai, que consiste em um sistema de coleta de gás, sistema de análise de gás e sistema de conversão de sinal. O-gás residual foi coletado usando uma bomba de gás (KVP15-KM-2-C-S, Karier, China) e um exaustor, e entregue a um sensor eletroquímico de oxigênio (A-01, ITG, Alemanha) para análise. O sistema de conversão de sinal converteu o sinal de tensão de saída do sensor na pressão parcial de oxigênio no gás. Durante o teste de gases de escape, a pressão parcial de oxigênio no ar ambiente foi medida primeiro. Em seguida, a coifa foi fixada na superfície da água do tanque aeróbico para coletar o gás residual e medir sua pressão parcial de oxigênio. Os dados foram registrados após a saída estabilizar por 5 minutos. Os parâmetros obtidos através do analisador de efluentes gasosos incluíram a pressão parcial de oxigênio no ar ambiente e efluentes gasosos, a partir dos quais a porcentagem de oxigênio transferido da fase gasosa para o licor misto, ou seja, o OTE do difusor de bolhas finas, foi calculada como emEquação (1).

Onde:

Y(O_₂,_ar)- Proporção de oxigênio no ar;

Y(O_₂,_sem-gás)- Proporção de oxigênio no-gás residual;

A_OTE- Valor de OTE.

O OTE medido pelo analisador-de gases de escape foi corrigido para OD, temperatura e salinidade para obter o OTE padrão (SOTE) do difusor de bolhas finas em águas residuais sob condições padrão, como emEquação (2). O cálculo do OD saturado em água é mostrado emEquação (3).

Onde:

θ- Coeficiente de correção de temperatura, considerado 1,024, adimensional;

A_SOTE- Valor de SOTE;

- Coeficiente de salinidade para o licor misto (calculado com base no total de sólidos dissolvidos no licor misto), adimensional, geralmente considerado como 0,99;

- Razão entre eficiência de transferência de oxigênio do difusor em águas residuais versus condições de água limpa, adimensional;

Concentração de C - DO em água, mg/L;

C_S,_T- Concentração saturada de OD na água na temperatura T, mg/L;

C_S,₂₀- Concentração saturada de OD em água a 20 graus, mg/L;

T- Temperatura da água, grau .

1.4 Método de Cálculo do Consumo de Energia do Sistema de Aeração

A demanda teórica de oxigênio do tanque aeróbio foi calculada de acordo com o Modelo de Lodo Ativado (ASM). A demanda de oxigênio foi calculada com base na DQO_Cre resultados de remoção de nitrogênio amoniacal para determinar a demanda total de oxigênio (TOD) do tanque aeróbio, como emEquação (4).

Onde:

M_TOD- Valor de TOD, kg O₂/h;

Q- Vazão afluente, m³/d;

ΔC_CODCr- Diferença entre concentração de DQO Cr afluente e efluente, mg/L;

ΔC_{Nitrogênio amoniacal}- Diferença entre concentração de nitrogênio amoniacal afluente e efluente, mg/L; 4,57 é o fator de conversão do nitrogênio amoniacal em NO₃⁻-N.

A taxa de fornecimento de oxigênio do sistema de aeração com bolhas finas é calculada como emEquação (5).

Onde:

M_OTR- Valor da taxa real de fornecimento de oxigênio, kg O₂/d;

Q_AFR- Vazão de ar, m³/h;

ŷ_O₂- Fração de massa de oxigênio no ar, 0,276.

A potência do soprador é determinada pela taxa real de fornecimento de ar do soprador e pela pressão de saída, que por sua vez é determinada pela pressão de entrada, perda de pressão do ar na tubulação, perda de pressão do próprio difusor de bolhas finas e pressão estática da água承受 no fundo do tanque, como emEquação (6).

Onde:

ρ_ar- Densidade do ar, g/L, considerada como 1,29 g/L;

N - Potência do soprador, kW;

R- Constante universal dos gases, 8,314 J/(mol·K);

T_ar- Temperatura atmosférica, grau;

B- Coeficiente de conversão do soprador, considerado 29,7;

- Razão de calor específico do gás, considerada constante 0,283;

η- Eficiência combinada do motor e do soprador, considerada constante 0,8;

P_i- Pressão de entrada do soprador, Pa;

Z- Pressão da água de imersão no difusor, Pa;

P_perda- Perda de pressão do próprio difusor de bolhas finas, Pa;

h_L- Perda de pressão de ar na tubulação, Pa.

Sob condições de teste, a quantidade de oxigênio transferida para a água por unidade de energia elétrica consumida pelo difusor [kg/(kW·h)] é a Eficiência de Aeração Padrão (SAE), como emEquação (7). O valor SAE pode ser usado para avaliar a eficiência real de uso do difusor de bolhas finas.

Onde:

A_SAE- Valor da SAE.

1.5 Métodos Convencionais de Medição de Indicadores

Amostras de licor misto foram filtradas em papel de filtro qualitativo. DQO solúvel_Cr(SCOD_Cr), nitrogênio amoniacal, NO₃^--N e TP foram medidos usando métodos padrão nacionais.

2. Resultados e Discussão

2.1 Eficiência na remoção de poluentes

A qualidade influente dos principais poluentes no verão e no inverno na ETE é mostrada naFigura 3. As vazões médias de tratamento no verão e no inverno foram de 3,65×10⁵ m³/d e 3,13×10⁵ m³/d, respectivamente.O COD influente do verão_Cre as concentrações de nitrogênio amoniacal foram (188,38 ± 52,53) mg/L e (16,93 ± 5,10) mg/L, respectivamente.O COD influente do inverno_Cre as concentrações de nitrogênio amoniacal foram (187,94 ± 28,26) mg/L e (17,91 ± 3,42) mg/L, respectivamente. O maior índice pluviométrico de verão faz com que a ETE opere no modo “alta carga hidráulica - baixa carga poluente”. O aumento da carga hidráulica encurta o TDH do sistema, reduzindo o tempo de reação no tanque biológico e afetando a remoção de poluentes. A baixa carga poluente afluente nas ETARs pode facilmente levar a uma carga excessivamente baixa de lodo, causando-aeração excessiva e desintegração do lodo. As ETAR devem ajustar atempadamente a carga de lamas e as taxas de fornecimento de ar para mitigar o impacto da operação com baixa carga poluente.A temperatura da água no verão foi de (27,32 ± 1,34) graus, significativamente superior à temperatura do inverno de (17,39 ± 0,75) graus.. A temperatura é um dos fatores importantes que afetam a capacidade de remoção de poluentes do sistema. A tolerância das bactérias filamentosas é maior do que a das bactérias formadoras-de flocos, tornando-as propensas a proliferar em ambientes-de baixa temperatura, causando acúmulo de lodo. Temperaturas mais baixas também reduzem a atividade enzimática dos microrganismos no lodo ativado, diminuindo a taxa de degradação do substrato e a taxa de respiração endógena, levando à redução da eficiência de remoção de poluentes. As ETAR podem tomar medidas como o aumento da idade das lamas e o MLSS no tanque biológico para aliviar o impacto negativo da baixa temperatura na remoção de poluentes. Como a carga hidráulica no inverno é menor que no verão, o TRH no tanque aeróbico é ligeiramente estendido com aeração suficiente, compensando o impacto negativo da baixa temperatura na nitrificação. Portanto, a qualidade do efluente tanto no verão quanto no inverno atendeu ao padrão Grau A da GB 18918-2002.

2.2 Padrões de Variação das Formas Poluentes ao Longo do Tanque Aeróbico

Nos dias de teste,o influente SCOD_Cras concentrações no verão e no inverno foram de 186,76 mg/L e 248,42 mg/L, respectivamente, e as concentrações de nitrogênio amoniacal foram de 22,05 mg/L e 25,91 mg/L, respectivamente. Possivelmente devido à combinação de transbordamento de esgoto e infiltração de águas subterrâneas, a qualidade do afluente foi inferior aos valores de projeto. A variação dos poluentes ao longo do tanque aeróbico é mostrada naFigura 4.

Devido à liberação de fósforo no tanque anaeróbio, à desnitrificação no tanque anóxico e à diluição pelo retorno do lodo, a concentração do poluente diminuiu significativamente antes de entrar no tanque aeróbio. O SCOD_Cras concentrações na entrada do tanque aeróbio no verão e no inverno foram 30,32 mg/L e 52,48 mg/L, respectivamente, e as concentrações de nitrogênio amoniacal foram 3,90 mg/L e 4,62 mg/L, respectivamente. As concentrações de TN na entrada do tanque aeróbico no verão e no inverno foram de 4,86 ​​mg/L e 6,16 mg/L, respectivamente, diminuindo ligeiramente para 4,46 mg/L e 5,70 mg/L no efluente, indicando uma proporção relativamente baixa de nitrificação e desnitrificação simultâneas ocorrendo no tanque aeróbio. O SCOD_Cra concentração diminuiu significativamente na Zona 1 para 19,36 mg/L e 30,20 mg/L no verão e inverno, respectivamente; a concentração de nitrogênio amoniacal diminuiu para 1,75 mg/L e 2,80 mg/L. A tendência decrescente da concentração de poluentes abrandou na Zona 2, indicando que a matéria orgânica de pequenas moléculas tinha sido totalmente degradada e a nitrificação estava completa. A concentração de poluentes no final da Zona 2 já atendeu ao padrão de lançamento de efluentes. A concentração de poluentes permaneceu quase inalterada na Zona 3, mas o valor de OD no licor misto aumentou, indicando que a maior parte do oxigênio fornecido nesta zona se dissolveu no licor misto de lodo e não foi usado para DQO._Croxidação e oxidação de amônia. O efluente SCOD_Cras concentrações do tanque aeróbio no verão e no inverno foram de 15,36 mg/L e 26,51 mg/L, respectivamente, e as concentrações de nitrogênio amoniacal no efluente foram de 0,17 mg/L e 0,50 mg/L, respectivamente.A maior taxa de remoção de nitrogênio amoniacal no verão deveu-se à maior temperatura da água, aumentando a atividade de nitrificação-desnitrificação dos microrganismos. Zhang Tao et al. descobri queas baixas temperaturas do inverno reduzem a abundância de bactérias oxidantes-de amônia e bactérias oxidantes-de nitrito, diminuindo a taxa de remoção de nitrogênio amoniacal em ETARs.

2.3 Resultados-do teste de gás ao longo do tanque aeróbico

Testes de campo do desempenho da transferência de oxigênio do sistema de aeração de bolhas finas foram realizados ao longo do tanque aeróbico no verão e no inverno usando o-analisador de gases de escape. Os resultados são mostrados emFigura 5. A concentração de OD no tanque aeróbio aumentou gradualmente ao longo da direção do fluxo. A concentração de OD no licor misto depende da quantidade de oxigênio transferido da fase gasosa para a fase líquida pelos difusores (isto é, OTR) e do oxigênio consumido pelos microrganismos (isto é, OUR). O substrato é abundante na extremidade frontal do tanque aeróbico e os microrganismos requerem mais oxigênio para degradar o substrato. Portanto, a concentração de OD foi mais baixa na Zona 1 tanto no verão quanto no inverno, em (1,54 ± 0,22) mg/L e (1,85 ± 0,31) mg/L, respectivamente. A concentração de DO aumentou para (2,27 ± 0,45) mg/L e (2,04 ± 0,13) mg/L na Zona 2, respectivamente. Na Zona 3, a concentração de DO foi (4,48 ± 0,55) mg/L e (4,53 ± 1,68) mg/L, respectivamente. O padrão de variação do OD ao longo do caminho é consistente com o da concentração de poluentes. A degradação e a nitrificação da matéria orgânica foram basicamente concluídas na Zona 2. O teor de matéria orgânica na Zona 3 é menor, reduzindo a demanda de oxigênio, fazendo com que o oxigênio não seja totalmente utilizado e seja armazenado na fase aquosa como OD, fazendo com que a concentração de OD suba para níveis excessivamente elevados. O OD médio na Zona 3 foi significativamente superior a 2,0 mg/L, indicando-aeração excessiva no final do tanque aeróbico. A respiração endógena do lodo ativado reduz a atividade do lodo e pode facilmente causar volume do lodo, ao mesmo tempo que desperdiça energia. A concentração excessivamente alta de OD no final do tanque aeróbio também resulta em uma concentração mais elevada de OD no licor de retorno, o que não apenas aumenta a concentração de OD que entra no tanque anóxico através de refluxo externo, mas também reduz a quantidade de DQO Cr disponível, diminuindo assim a eficiência da desnitrificação. Portanto, recomenda-se reduzir o fornecimento de ar na Zona 3, mantendo apenas a intensidade de mistura necessária, para economizar consumo de energia de aeração.

Como mostrado emFigura 5, existem diferenças significativas no desempenho da transferência de oxigênio dos difusores em diferentes canais durante a operação real entre o verão e o inverno. O OTE médio aferido no inverno foi de 9,72%, inferior ao resultado aferido no verão (16,71%). Isto é porquea diminuição da temperatura da água reduz a atividade de microrganismos no tanque aeróbio da ETE, levando a menor taxa de utilização de oxigênio. Após correção para temperatura, salinidade e OD, os valores médios de SOTE no verão e no inverno foram de 17,69% e 14,21%, respectivamente. O SOTE de verão foi ligeiramente superior ao de inverno, possivelmente porqueoperação prolongada incrustação exacerbada do difusor, bloqueando os poros e reduzindo o desempenho de transferência de oxigênio do difusor.

2.4 Análise do Potencial de Otimização Energética do Sistema de Aeração de Tanques Aeróbicos

De acordo com as Equações (3) e (4), foram calculadas a demanda de oxigênio, a taxa de fornecimento de oxigênio e a potência do soprador para cada canal do tanque aeróbico no verão e no inverno, conforme mostrado naTabela 2. A demanda total de oxigênio do tanque aeróbio no inverno foi cerca de 34,91% maior que no verão, causada pela maior DQO afluente_Cre carga poluente de nitrogênio amoniacal no inverno em comparação ao verão. A demanda de oxigênio em cada zona do tanque aeróbico diminui à medida que os poluentes afluentes são degradados ao longo do caminho. A Zona 1 tem a maior concentração de poluentes e substrato suficiente, resultando numa maior actividade microbiana, daí a sua necessidade de oxigénio ser a mais elevada. À medida que os poluentes são continuamente degradados, a procura de oxigénio na Zona 2 e na Zona 3 diminui gradualmente. No verão, as proporções de demanda de oxigênio das três zonas foram de 72,62%, 21,65% e 5,73% da demanda total de oxigênio do tanque aeróbico, respectivamente. No inverno, as proporções foram de 72,84%, 24,53% e 2,63%, respectivamente. Em reatores convencionais de lodo ativado, a demanda de oxigênio para a seção frontal é de 45% a 55%, a seção intermediária de 25% a 35% e a seção traseira de 15% a 25%. A carga de tratamento no final deste tanque aeróbio é inferior aos valores convencionais. O fornecimento de ar na extremidade dianteira poderia ser reduzido de forma adequada, permitindo que alguns poluentes fossem degradados nas secções traseiras.

Em comparação com o verão,a demanda de oxigênio do processo de tratamento biológico no inverno é maior e a eficiência de transferência de oxigênio do sistema de aeração de bolhas finas é menor, levando a um maior suprimento de ar necessário. De acordo com os dados operacionais da ETE, as taxas totais de fornecimento de ar soprado no verão e no inverno foram de 76,23 m³/h e 116,70 m³/h, respectivamente. O fornecimento de ar foi maior na Zona 1, enquanto o fornecimento de ar na Zona 2 e na Zona 3 foi semelhante, mas inferior ao da Zona 1. O fornecimento de oxigênio no verão foi 38,99% maior que a demanda de oxigênio, indicando um potencial significativo de-economia de energia. O fornecimento de oxigénio na Zona 2 e na Zona 3 excedeu a necessidade real de oxigénio. A oferta de oxigênio no inverno foi 7,07% maior que a demanda de oxigênio. O fornecimento e a demanda de oxigênio na Zona 1 e na Zona 2 foram correspondidos, enquanto a-aeração excessiva ocorreu na Zona 3. A potência do soprador é proporcional à taxa de fornecimento de ar, como na Equação (6). O consumo de energia dos sopradores no verão e no inverno foi de 85,21 kW e 130,44 kW, respectivamente. Henkel sugere queum aumento na temperatura do ar reduz a potência dos sopradores em sistemas de aeração. Em resposta às diferenças na procura de oxigénio entre os diferentes canais, as ETAR devem tomar medidas de ajustamento do arejamento correspondentes, tais como o arejamento cónico. Isto poderia envolver a abertura total dos tubos de fornecimento de ar na extremidade frontal, abrindo aqueles na extremidade do meio até a metade e ajustando os tubos na extremidade para a abertura mínima paraeconomizar fornecimento de ar e consumo de energia de aeração.

Quantificando ainda mais a eficiência real de uso dos difusores de bolhas finas, a Eficiência de Aeração Padrão (SAE) no tanque aeróbio no verão foi de 2,57 kg O₂/kW·h, o que é 32,29% maior que no inverno. As diferenças na qualidade, quantidade e temperatura da água influente entre o verão e o inverno provocam variações significativas na operação e controle do sistema de aeração na ETE. O desperdício de energia foi mais severo no verão do que no inverno, e o sistema de aeração alcançou um melhor equilíbrio entre oferta-demanda no inverno. Considerando a vazão e a qualidade do afluente,o fornecimento de ar poderia ser adequadamente reduzido no verãogarantindo ao mesmo tempo a qualidade do efluente e a mistura adequada no tanque aeróbico. No inverno, para mitigar o impacto da elevada carga poluente influente e da baixa temperatura, deve ser assegurada uma aeração suficiente. No entanto, é importante observar que durante a operação-de longo prazo, os poluentes se acumulam na superfície e dentro dos poros dos difusores, bloqueando gradualmente os poros, e a eficiência da transferência de oxigênio diminuirá. Se a limpeza do difusor não for feita em tempo hábil, pode levar ao fornecimento insuficiente de oxigênio pelo sistema de aeração, afetando a qualidade do efluente.

A ETAR emprega uma estratégia de controle de fluxo de ar do soprador DO-. O objetivo do sistema de controle de aeração é fornecer um ambiente estável de OD para microrganismos no tanque aeróbico e garantir a conformidade do efluente. No entanto, o mecanismo de feedback do OD por si só não pode avaliar o potencial-de economia de energia do sistema de aeração. O teste de campo do desempenho da transferência de oxigênio do sistema de aeração permite o cálculo preciso da taxa real de fornecimento de oxigênio do sistema de aeração e descreve seu padrão de variação ao longo do caminho. Combinado com os dados de demanda de oxigênio, isso permite o controle preciso do sistema de aeração para alcançar um equilíbrio entre oferta e demanda e a meta de economia de energia e redução do consumo.

3. Conclusão

• As temperaturas mais altas da água no verão aumentam a atividade de nitrificação e desnitrificação microbiana, resultando em maior DQO Cr e nitrogênio amoniacal no efluente no inverno em comparação com o verão. No entanto, devido à menor carga hidráulica no inverno do que no verão, o TRH prolongado no tanque aeróbico e a aeração suficiente compensaram o impacto negativo da baixa temperatura na nitrificação. Portanto, a qualidade do efluente tanto no verão quanto no inverno atendeu ao padrão Grau A da GB 18918-2002.

• Em comparação com o verão, a demanda de oxigênio do processo de tratamento biológico no inverno é maior, a eficiência de transferência de oxigênio do sistema de aeração de bolhas finas é menor, levando a uma maior taxa de fornecimento de ar necessária e menor eficiência de aeração.

• A oferta de oxigênio no verão e no inverno foi 38,99% e 7,07% maior que a demanda de oxigênio, respectivamente, indicando maior potencial-de economia de energia no verão. A concentração de poluentes diminui gradativamente ao longo do tanque aeróbico, permanecendo quase constante no final, enquanto a concentração de OD no final é muito maior do que na frente. Isto indica que a maior parte do oxigênio fornecido no final se dissolve no licor misto de lodo e não é usado para DQO._Croxidação e oxidação de amônia, sugerindo-aeração excessiva. Portanto, o fornecimento de ar no final do tanque aeróbio pode ser reduzido de forma adequada, garantindo ao mesmo tempo a qualidade do efluente e a mistura adequada.