Výkon provzdušňování jemnými bublinami v procesu AAO: Sezónní analýza (léto vs. zima)

Měření výkonu a hodnocení jemnobublinného provzdušňovacího systému v procesu AAO během léta a zimy

Většina komunálních čistíren odpadních vod (ČOV) v Číně využívá aerobní biologické procesy k odstranění organických látek, dusíku, fosforu a dalších znečišťujících látek z odpadních vod. Přísun rozpuštěného kyslíku (DO) ve vodě je nezbytným předpokladem pro udržení potřeby mikrobiálního života a účinnosti čištění v aerobním biologickém procesu. v důsledku tohoaerační jednotka je jádrem aerobního biologického čištění odpadních vod. Současně je také provzdušňovací systémhlavní energetickou-jednotkuv ČOV, účtování o45 % až 75 % celkové spotřeby energie zařízení. Kromě provozních podmínek je spotřeba energie aeračního systému ovlivněna faktory, jako je kvalita odpadních vod a podmínky prostředí. Většina regionů v Číně má zřetelná čtyři roční období, bohaté srážky a výrazné sezónní teplotní výkyvy. Letní dešťové srážky snižují koncentraci přítokových znečišťujících látek v ČOV, zatímco nízké zimní teploty ovlivňují mikrobiální aktivitu, a tím ovlivňují kvalitu odpadních vod. Kolísání průtoku a kvality přítoku také představuje výzvu pro přesné řízení aeračního systému v ČOV. Bez dostatečného pochopení změn ve výkonu jemnobublinných difuzorů při přenosu kyslíku a jejich údržbě během provozu nelze plně využít výhody vysoké účinnosti přenosu kyslíku (OTE) jemnobublinných aeračních systémů, což vede k plýtvání energií.

V současnosti je nejpoužívanějším typemjemný bublinkový difuzér, jehož výkon přímo souvisí s provozní spotřebou energie aeračního systému. Metody měření výkonu přenosu kyslíku u jemných bublinkových difuzérů zahrnují statické testy (jako je test čisté vody) a dynamické testy (jako je metoda analýzy off{1}}plynu). Výzkum statických testů se většinou zaměřuje na simulace v laboratorním-měřítku, zatímco dynamické testovací metody jsou zřídka uváděny kvůli faktorům, jako jsou požadavky testovacího místa a omezení testování v terénu. V současné době Čína zavedla pouze příslušné normy pro metodu testování čisté vody. Během skutečného provozu je výkon přenosu kyslíku difuzérem ovlivněn faktory, jako je kvalita přítoku, charakteristiky kalu, provozní podmínky a znečištění difuzoru. Skutečný výkon se výrazně liší od výsledků testů čisté vody, což vede ke značným odchylkám při použití údajů o čisté vodě k předpovědi skutečné potřeby dodávky vzduchu. Nedostatek účinných metod monitorování energetické účinnosti aeračního systému v ČOV má za následek plýtvání energií. Proto je nutné měřit a vyhodnocovat výkon přenosu kyslíku difuzorů během skutečného provozu, aby bylo možné včas upravit strategie provzdušňování a pomoci dosáhnout úspor energie a snížení spotřeby v aeračních systémech. Tato studie trváměstská ČOV v Šanghaji jako příklad. Prostřednictvím terénních měření koncentrace znečišťujících látek v aerobní nádrži a variačních vzorů OTE podél dráhy jemnobublinného aeračního systému v létě a v zimě byla systematicky měřena a hodnocena účinnost odstraňování znečišťujících látek a výkonnost aeračního systému. Cílem je prozkoumat vliv sezónních změn na výkon přenosu kyslíku aeračním systémem a poskytnout vodítko pro přesné řízení a energeticky-úsporný provoz aeračních systémů při čištění odpadních vod.

1. Materiály a metody

1.1 Provozní přehled ČOV

Městská ČOV v Šanghaji využívá kombinaci procesůpředúprava + proces AAO + hluboký vláknitý filtr + UV dezinfekce. Thekapacita zpracování je 3,0 × 10⁵ m³/d. Hlavní procesní tok ČOV je znázorněn vObrázek 1. Vliv je primárnědomovní odpadní vodaa odpadní voda před vypuštěním do řeky Jang-c'-ťiang splňuje normu stupně A podle "Standardu vypouštění znečišťujících látek pro čistírny městských odpadních vod" (GB 18918-2002). Hydraulické retenční časy (HRT) pro anaerobní nádrž, anoxickou nádrž a aerobní nádrž biologické nádrže v tomto zařízení jsou 1,5 h, 2,7 h a 7,1 h, v tomto pořadí. Vnitřní refluxní poměr a vnější refluxní poměr jsou oba 100 %. Stáří kalu se kontroluje mezi 10-15 dny. Závod má celkem 8 aerobních nádrží. Jedna aerobní nádrž má rozměry 116,8 m × 75,1 m × 7,0 m (d × š × v) s objemem 11 093 m³. Koncentrace suspendovaných pevných látek ve směsné kapalině (MLSS) je řízena na přibližně 4 g/l. Dno je vybavenoUkrajinské trubkové difuzory z polyetylenu Ecopolemer s jemnými bublinami, velikosti 120 mm × 1 000 mm (D × L). Poměr vzduchu-k-vodě je 5,7:1. Každá aerobní nádrž se skládá ze 3 kanálů (zóna 1, zóna 2 a zóna 3). Na základě koncentrace DO měřené plynoměry v kanálech jsou vodicí lopatky jednostupňových odstředivých dmychadel (4 provozní, 2 pohotovostní) nastaveny tak, aby udržely koncentraci DO v aerobní nádrži mezi 2-5 mg/l. Každé dmychadlo má jmenovitý průtok vzduchu 108 m³/min, tlak 0,06 kPa a výkon 160 kW. Každý kanál je řízen samostatně pomocí plynoměrů. V kombinaci se zpětnou vazbou odečítání DO je skutečná dodávka vzduchu řízena nastavením vodicích lopatek jednostupňových odstředivých dmychadel tak, aby se průměrná DO v aerobní nádrži udržela mezi 2-5 mg/l. Navržená kvalita přítoku/odtoku a kvalita přítoku závodu v roce 2019 jsou uvedeny vTabulka 1.

1.2 Uspořádání testovacího bodu

V červenci (léto) a prosinci (zima) byly provedeny dva testy výkonu jemnobublinného provzdušňovacího systému při přenosu kyslíku za skutečných provozních podmínek. Po směru proudění bylo zřízeno 22 zkušebních bodů podle umístění kontrolních otvorů aerobního tanku. Vzdálenost mezi dvěma sousedními testovacími body byla asi 5 m, se 7, 7 a 8 testovacími body v zóně 1, zóně 2 a zóně 3, v tomto pořadí. Rozložení testovacích bodů je znázorněno vObrázek 2. Skutečná hodnota OTE jemných bublinkových difuzérů v každém bodě byla vypočtena měřením obsahu kyslíku ve výfukovém-plynu unikajícím z vodní hladiny. Současně byla měřena koncentrace DO a teplota vody v každém bodě pomocí multi-měřiče kvality vody (HQ 30d, Hach, USA) a koncentrace znečišťujících látek v každém bodě byla měřena a analyzována, aby se získal její variační vzor podél cesty. Aby se zabránilo COD_Crve vzorcích z degradace během přenosu byly vzorky odebrané podél aerobní nádrže filtrovány na místě před měřením-.

1.3 Měření výkonu přenosu kyslíku u jemných bublinkových difuzérů za skutečných podmínek

Měření výkonu přenosu kyslíku u jemných bublinkových difuzérů za skutečných podmínek využívalo analyzátor off{0}}plynu, který nezávisle vyvinula Shanghai University of Electric Power a který se skládá ze systému sběru plynu, systému analýzy plynu a systému konverze signálu. Odpadní plyn byl shromažďován pomocí plynového čerpadla (KVP15-KM-2-C-S, Karier, Čína) a digestoře a veden do elektrochemického kyslíkového senzoru (A-01, ITG, Německo) k analýze. Systém převodu signálu převedl signál výstupního napětí snímače na parciální tlak kyslíku v plynu. Během testování odpadních plynů byl nejprve měřen parciální tlak kyslíku v okolním vzduchu. Poté byl kryt připevněn k vodní hladině aerobní nádrže, aby sbíral odpadní plyn a měřil jeho parciální tlak kyslíku. Data byla zaznamenávána po stabilizaci výstupu po dobu 5 minut. Parametry získané pomocí analyzátoru odpadních plynů zahrnovaly parciální tlak kyslíku v okolním vzduchu a odpadním plynu, ze kterého bylo vypočteno procento kyslíku přeneseného z plynné fáze do směsného louhu, tj. OTE difuzoru s jemnými bublinami, jako vrovnice (1).

Kde:

Y(O_₂,_vzduch)- Podíl kyslíku ve vzduchu;

Y(O_₂,_{vypnutý-plyn})- Podíl kyslíku ve výfukovém-plynu;

A_OTE- Hodnota OTE.

OTE naměřený analyzátorem off{0}}plynu byl korigován na DO, teplotu a slanost, aby se získal standardní OTE (SOTE) difuzoru jemných bublin v odpadní vodě za standardních podmínek, jako vrovnice (2). Výpočet nasyceného DO ve vodě je uveden vrovnice (3).

Kde:

θ- Teplotní korekční koeficient, brán jako 1,024, bezrozměrný;

A_SOTE- Hodnota SOTE;

- Koeficient slanosti pro směsný louh (vypočtený na základě celkového množství rozpuštěných pevných látek ve směsném louhu), bezrozměrný, obvykle se bere jako 0,99;

- Poměr účinnosti přenosu kyslíku difuzorem v odpadních vodách vůči podmínkám čisté vody, bezrozměrný;

C - koncentrace DO ve vodě, mg/l;

C_S,_T- Koncentrace nasyceného DO ve vodě při teplotě T, mg/L;

C_S,₂₀- Koncentrace nasyceného DO ve vodě při 20 stupních, mg/l;

T- Teplota vody, stupeň .

1.4 Metoda výpočtu spotřeby energie aeračního systému

Teoretická spotřeba kyslíku v aerobní nádrži byla vypočtena podle modelu aktivovaného kalu (ASM). Spotřeba kyslíku byla vypočtena na základě CHSK_Cra výsledky odstraňování amoniakálního dusíku pro stanovení celkové spotřeby kyslíku (TOD) v aerobní nádrži, jako vrovnice (4).

Kde:

M_TOD- Hodnota TOD, kg O₂/h;

Q- Rychlost přítoku, m³/d;

ΔC_CODCr- Rozdíl mezi koncentrací CHSK Cr v přítoku a ve výtoku, mg/l;

ΔC_{Amoniakální dusík}- Rozdíl mezi koncentrací amoniakálního dusíku v přítoku a ve výtoku, mg/l; 4,57 je konverzní faktor pro amoniakální dusík na NO₃⁻-N.

Rychlost dodávky kyslíku jemnobublinného provzdušňovacího systému se vypočítá jako vrovnice (5).

Kde:

M_OTR- Hodnota skutečné rychlosti dodávky kyslíku, kg O₂/d;

Q_AFR- Průtok vzduchu, m³/h;

ŷ_O₂- Hmotnostní zlomek kyslíku ve vzduchu, 0,276.

Výkon dmychadla je dán skutečnou rychlostí přívodu vzduchu dmychadla a výstupním tlakem, který je zase určen sacím tlakem, tlakovou ztrátou vzduchu v potrubí, tlakovou ztrátou samotného jemného bublinkového difuzéru a statickým tlakem vody承受 na dně nádrže, jako vrovnice (6).

Kde:

ρ_vzduch- Hustota vzduchu, g/L, brána jako 1,29 g/L;

N - Výkon ventilátoru, kW;

R- Univerzální plynová konstanta, 8,314 J/(mol·K);

T_vzduch- Atmosférická teplota, stupeň ;

B- Konverzní koeficient ventilátoru, brán jako 29,7;

- Měrný tepelný poměr plynu, braný jako konstanta 0,283;

η- Kombinovaná účinnost motoru a dmychadla, brána jako konstanta 0,8;

P_i- Sací tlak dmychadla, Pa;

Z- Imerzní tlak vody na difuzoru, Pa;

P_ztráta- Tlaková ztráta samotného jemného bublinkového difuzéru, Pa;

h_L- Tlaková ztráta vzduchu v potrubí, Pa.

Za testovacích podmínek je množství kyslíku přeneseného do vody na jednotku elektrické energie spotřebované difuzorem [kg/(kW·h)] standardní účinností provzdušňování (SAE), jako vrovnice (7). Hodnotu SAE lze použít k vyhodnocení skutečné účinnosti použití difuzéru jemných bublin.

Kde:

A_SAE- Hodnota SAE.

1.5 Konvenční metody měření indikátorů

Vzorky směsných louhů byly filtrovány přes kvalitativní filtrační papír. Rozpustná COD_Cr(SCOD_Cr), amoniakální dusík, NO3^--N a TP byly měřeny pomocí národních standardních metod.

2. Výsledky a diskuse

2.1 Účinnost odstraňování znečišťujících látek

Kvalita přítoku hlavních znečišťujících látek v létě a v zimě na ČOV je znázorněna vObrázek 3. Průměrné průtoky čištění v létě a zimě byly 3,65 x 105 m3/d a 3,13 x 105 m3/d.Letní příliv COD_Cra koncentrace amoniakálního dusíku byly (188,38 ± 52,53) mg/l a (16,93 ± 5,10) mg/l, resp.Zimní příliv COD_Cra koncentrace amoniakálního dusíku byly (187,94 ± 28,26) mg/l a (17,91 ± 3,42) mg/l, resp. Vyšší letní srážky vedou k tomu, že ČOV pracuje v režimu „vysoké hydraulické zatížení - nízké zatížení znečišťujícími látkami“. Zvýšení hydraulického zatížení zkracuje HRT systému, snižuje reakční dobu v biologické nádrži a ovlivňuje odstraňování škodlivin. Nízká zátěž přitékajícími znečišťujícími látkami v ČOV může snadno vést k příliš nízkému zatížení kalem, což způsobí nadměrné-provzdušňování a rozpad kalu. ČOV by měly včas upravit zatížení kalem a rychlost přívodu vzduchu, aby se zmírnil dopad provozu s nízkým zatížením znečišťujícími látkami.Letní teplota vody byla (27,32 ± 1,34) stupně, výrazně vyšší než zimní teplota (17,39 ± 0,75) stupně. Teplota je jedním z důležitých faktorů ovlivňujících kapacitu systému odstraňování škodlivin. Tolerance vláknitých bakterií je vyšší než u bakterií vytvářejících vločky, což je činí náchylnými k množení v prostředí s nízkou teplotou-, což způsobuje hromadění kalu. Nižší teploty také snižují enzymatickou aktivitu mikroorganismů v aktivovaném kalu, snižují rychlost degradace substrátu a rychlost endogenního dýchání, což vede ke snížení účinnosti odstraňování znečišťujících látek. ČOV mohou přijmout opatření, jako je zvýšení stáří kalu a MLSS v biologické nádrži ke zmírnění negativního vlivu nízké teploty na odstraňování znečišťujících látek. Vzhledem k tomu, že hydraulické zatížení v zimě je nižší než v létě, je HRT v aerobní nádrži mírně prodloužena dostatečným provzdušňováním, čímž se vyrovnává negativní vliv nízké teploty na nitrifikaci. Proto kvalita odpadních vod v létě i v zimě splňovala standard třídy A GB 18918-2002.

2.2 Variační vzory forem znečišťujících látek podél aerobní nádrže

Ve zkušebních dnech,vlivný SCOD_Crkoncentrace v létě a zimě byly 186,76 mg/l a 248,42 mg/l a koncentrace amoniakálního dusíku byly 22,05 mg/l a 25,91 mg/l, resp. Pravděpodobně v důsledku kombinovaného přepadu kanalizace a infiltrace podzemní vody byla kvalita přítoku nižší než projektované hodnoty. Variace znečišťujících látek podél aerobní nádrže je znázorněna naObrázek 4.

V důsledku uvolňování fosforu v anaerobní nádrži, denitrifikace v anoxické nádrži a ředění návratem kalu se koncentrace znečišťujících látek před vstupem do aerobní nádrže výrazně snížila. SCOD_Crkoncentrace na vstupu aerobní nádrže v létě a v zimě byly 30,32 mg/l a 52,48 mg/l a koncentrace amoniakálního dusíku byly 3,90 mg/l a 4,62 mg/l. Koncentrace TN na vstupu do aerobní nádrže v létě a v zimě byly 4,86 ​​mg/l a 6,16 mg/l, v odtoku mírně klesly na 4,46 mg/l a 5,70 mg/l, což ukazuje na relativně nízký podíl současné nitrifikace a denitrifikace probíhající v aerobní nádrži. SCOD_Crkoncentrace významně poklesla v zóně 1 na 19,36 mg/l v létě a 30,20 mg/l v zimě; koncentrace amoniakálního dusíku se snížila na 1,75 mg/l a 2,80 mg/l. Klesající trend koncentrace znečišťujících látek se v zóně 2 zpomalil, což naznačuje, že malomolekulární organická hmota byla plně degradována a nitrifikace byla dokončena. Koncentrace znečišťujících látek na konci zóny 2 již splňovala normu pro vypouštění odpadních vod. Koncentrace znečišťující látky zůstala v zóně 3 téměř nezměněna, ale hodnota DO ve směsném louhu se zvýšila, což naznačuje, že většina kyslíku dodávaného v této zóně se rozpustila ve směsném louhu kalu a nebyl použit pro CHSK._Croxidace a oxidace amoniaku. Odtok SCOD_Crkoncentrace z aerobní nádrže v létě a v zimě byly 15,36 mg/l a 26,51 mg/l a koncentrace amoniakálního dusíku v odpadních vodách byly 0,17 mg/l a 0,50 mg/l.Vyšší rychlost odstraňování amoniakálního dusíku v létě byla způsobena vyšší teplotou vody, která zvyšuje nitrifikační-denitrifikační aktivitu mikroorganismů. Zhang Tao a kol. zjistil, ženízké zimní teploty snižují množství čpavkových-bakterií oxidujících dusitany a dusitany-oxidujících bakterií, čímž se snižuje rychlost odstraňování čpavkového dusíku v ČOV.

2.3 Vypnuto-Výsledky testu plynu podél aerobní nádrže

Terénní testy výkonu jemnobublinného provzdušňovacího systému pro přenos kyslíku byly prováděny podél aerobní nádrže v létě a v zimě pomocí analyzátoru off{0}}plynu. Výsledky jsou uvedeny vObrázek 5. Koncentrace DO v aerobní nádrži se postupně zvyšovala ve směru proudění. Koncentrace DO ve směsné kapalině závisí na množství kyslíku přeneseného z plynné fáze do kapalné fáze difuzory (tj. OTR) a kyslíku spotřebovaného mikroorganismy (tj. OUR). Substrát je hojný na předním konci aerobní nádrže a mikroorganismy vyžadují více kyslíku k degradaci substrátu. Proto byla koncentrace DO nejnižší v zóně 1 v létě i v zimě, a to (1,54 ± 0,22) mg/l a (1,85 ± 0,31) mg/l, v daném pořadí. Koncentrace DO se zvýšila na (2,27 ± 0,45) mg/l a (2,04 ± 0,13) mg/l v zóně 2, v daném pořadí. V zóně 3 byla koncentrace DO (4,48 ± 0,55) mg/l, respektive (4,53 ± 1,68) mg/l. Vzor variace DO podél cesty je konzistentní s průběhem koncentrace znečišťujících látek. Degradace organické hmoty a nitifikace byly v podstatě dokončeny v zóně 2. Obsah organické hmoty v zóně 3 je nižší, což snižuje spotřebu kyslíku, což vede k tomu, že kyslík není plně využit a je ukládán ve vodní fázi jako DO, což způsobuje nárůst koncentrace DO na nadměrně vysoké úrovně. Průměrná hodnota DO v zóně 3 byla významně vyšší než 2,0 mg/l, což ukazuje na nadměrné-provzdušňování na konci aerobní nádrže. Endogenní dýchání aktivovaného kalu snižuje aktivitu kalu a může snadno způsobit hromadění kalu a zároveň plýtvat energií. Příliš vysoká koncentrace DO na konci aerobní nádrže má také za následek vyšší koncentraci DO ve zpětném louhu, což nejen zvyšuje koncentraci DO vstupující do anoxické nádrže přes externí reflux, ale také snižuje množství dostupného CHSK Cr, čímž se snižuje účinnost denitrifikace. Proto se doporučuje snížit přívod vzduchu v zóně 3 a zachovat pouze nezbytnou intenzitu míchání, aby se ušetřila spotřeba energie provzdušňování.

Jak je uvedeno vObrázek 5Existují významné rozdíly ve výkonu přenosu kyslíku difuzorů v různých kanálech během skutečného provozu mezi létem a zimou. Průměrný OTE naměřený v zimě byl 9,72 %, což je méně než výsledek naměřený v létě (16,71 %). To protosnížení teploty vody snižuje aktivitu mikroorganismů v aerobní nádrži ČOV, což vede k nižší míře využití kyslíku. Po korekci na teplotu, salinitu a DO byly průměrné hodnoty SOTE v létě 17,69 % a v zimě 14,21 %. Letní SOTE byl o něco vyšší než v zimě, možná protoprodloužený provoz zhoršené zanášení difuzoru, blokování pórů a snížení výkonu difuzéru při přenosu kyslíku.

2.4 Analýza potenciálu energetické optimalizace pro aerobní systém provzdušňování nádrží

Podle rovnic (3) a (4) byla vypočtena spotřeba kyslíku, rychlost dodávky kyslíku a výkon dmychadla pro každý kanál aerobní nádrže v létě a v zimě, jak je znázorněno naTabulka 2. Celková spotřeba kyslíku v aerobní nádrži v zimě byla o 34,91 % vyšší než v létě, což bylo způsobeno vyšším přítokem CHSK._Cra zatížení amoniakem a dusíkem v zimě ve srovnání s létem. Spotřeba kyslíku v každé zóně aerobní nádrže klesá, jak jsou přítokové znečišťující látky degradovány podél cesty. Zóna 1 má nejvyšší koncentraci znečišťujících látek a dostatek substrátu, což má za následek vyšší mikrobiální aktivitu, a proto je její spotřeba kyslíku nejvyšší. Jak jsou znečišťující látky neustále degradovány, spotřeba kyslíku v zóně 2 a zóně 3 postupně klesá. V létě byla spotřeba kyslíku ve třech zónách 72,62 %, 21,65 % a 5,73 % celkové spotřeby kyslíku v aerobní nádrži. V zimě byly podíly 72,84 %, 24,53 % a 2,63 %. V konvenčních reaktorech s aktivovaným kalem je potřeba kyslíku pro přední část 45 % až 55 %, střední část 25 % až 35 % a zadní část 15 % až 25 %. Zátěž na úpravu na konci této aerobní nádrže je nižší než konvenční hodnoty. Přívod vzduchu v přední části by mohl být patřičně snížen, což by umožnilo degradaci některých škodlivin v zadních částech.

Ve srovnání s létem,spotřeba kyslíku v procesu biologického čištění v zimě je vyšší a účinnost přenosu kyslíku jemnobublinného aeračního systému je nižší, což vede k vyššímu požadovanému přívodu vzduchu. Podle provozních údajů ČOV byl celkový výkon dmychadla v létě 76,23 m³/ha 116,70 m³/h. Zásoba vzduchu byla nejvyšší v zóně 1, zatímco zásoba vzduchu v zóně 2 a 3 byla podobná, ale nižší než v zóně 1. Zásoba kyslíku v létě byla o 38,99 % vyšší než spotřeba kyslíku, což ukazuje na značný potenciál-úspor energie. Dodávka kyslíku v zóně 2 i zóně 3 převyšovala skutečnou spotřebu kyslíku. Zásoba kyslíku v zimě byla o 7,07 % vyšší než spotřeba kyslíku. Dodávka a spotřeba kyslíku v zóně 1 a zóně 2 byly shodné, zatímco v zóně 3 došlo k nadměrnému provzdušnění. Výkon ventilátoru je úměrný rychlosti přívodu vzduchu, jako v rovnici (6). Příkon dmychadel v létě a zimě byl 85,21 kW a 130,44 kW. Henkel to navrhujezvýšení teploty vzduchu snižuje výkon dmychadel v provzdušňovacích systémech. V reakci na rozdíly v potřebě kyslíku mezi různými kanály by ČOV měly přijmout odpovídající opatření pro úpravu provzdušňování, jako je zúžené provzdušňování. To by mohlo zahrnovat úplné otevření větví přívodu vzduchu na předním konci, otevření těch na středním konci do poloviny a nastavení větví na konci na minimální otvor, abyšetří spotřebu energie přívodu vzduchu a provzdušňování.

Další kvantifikací skutečné účinnosti použití jemných bublinkových difuzérů je, že standardní účinnost provzdušňování (SAE) v aerobní nádrži v létě byla 2,57 kg O₂/kW·h, což je o 32,29 % více než v zimě. Rozdíly v kvalitě, množství a teplotě přítokové vody mezi létem a zimou způsobují značné odchylky v provozu a řízení aeračního systému na ČOV. Plýtvání energií bylo vážnější v létě než v zimě a aerační systém dosahoval lepší rovnováhy nabídky-poptávky v zimě. S ohledem na průtok a kvalitu přítoku,přívod vzduchu by mohl být v létě patřičně sníženpři zajištění kvality odtoku a dostatečného promíchání v aerobní nádrži. V zimě by mělo být zajištěno dostatečné provzdušňování, aby se zmírnil dopad vysoké zátěže přitékajícími znečišťujícími látkami a nízké teploty. Je však důležité si uvědomit, že při dlouhodobém-provozu se na povrchu a uvnitř pórů difuzorů hromadí škodliviny, které postupně ucpávají póry a účinnost přenosu kyslíku se snižuje. Pokud není čištění difuzoru včasné, může to vést k nedostatečnému přívodu kyslíku provzdušňovacím systémem, což ovlivňuje kvalitu odpadních vod.

ČOV využívá strategii řízení průtoku vzduchu dmychadlem DO-. Cílem systému řízení provzdušňování je zajistit stabilní DO prostředí pro mikroorganismy v aerobní nádrži a zajistit soulad odpadních vod. Mechanismus zpětné vazby DO však sám o sobě nemůže posoudit potenciál-úspor energie aeračního systému. Testování výkonu přenosu kyslíku provzdušňovacím systémem v terénu umožňuje přesný výpočet skutečné rychlosti přívodu kyslíku aeračního systému a popisuje jeho variační vzor podél cesty. V kombinaci s údaji o spotřebě kyslíku to umožňuje přesné řízení provzdušňovacího systému za účelem dosažení rovnováhy nabídky-poptávky a cíle úspory energie a snížení spotřeby.

3. Závěr

• Vyšší letní teploty vody zvyšují mikrobiální nitrifikační aktivitu a denitrifikaci, což má za následek vyšší výtok CHSK Cr a amoniakálního dusíku v zimě ve srovnání s létem. Vzhledem k nižší hydraulické zátěži v zimě než v létě však prodloužená HRT v aerobní nádrži a dostatečné provzdušňování kompenzují negativní vliv nízké teploty na nitrifikaci. Proto kvalita odpadních vod v létě i v zimě splňovala standard třídy A GB 18918-2002.

• V porovnání s létem je spotřeba kyslíku v procesu biologického čištění v zimě vyšší, účinnost přenosu kyslíku jemnobublinného provzdušňovacího systému je nižší, což vede k vyšší požadované rychlosti přívodu vzduchu a nižší účinnosti provzdušňování.

• Zásoba kyslíku v létě byla o 38,99 % a v zimě o 7,07 % vyšší než spotřeba kyslíku, což naznačuje větší potenciál-úspor energie v létě. Koncentrace znečišťujících látek se podél aerobní nádrže postupně snižuje a na konci zůstává téměř konstantní, zatímco koncentrace DO na konci je mnohem vyšší než vpředu. To znamená, že většina kyslíku dodávaného na konci se rozpustí v kalové směsné kapalině a nepoužívá se pro CHSK_Croxidace a oxidace amoniaku, což naznačuje nadměrné{0}}provzdušňování. Proto může být přívod vzduchu na konci aerobní nádrže přiměřeně snížen při zajištění kvality odpadní vody a dostatečného promíchání.