Como empresa de controle da poluição, a tarefa mais importante de uma estação de tratamento de esgoto é garantir que o efluente atenda aos padrões. No entanto, com as normas de descarte cada vez mais rigorosas e a atuação mais agressiva dos fiscais ambientais, a pressão operacional sobre as estações de tratamento de esgoto tem aumentado consideravelmente. Está cada vez mais difícil dar vazão à água.
Segundo a observação do autor, a causa direta da dificuldade em atingir o padrão de descarga de água é que geralmente existem três círculos viciosos nas estações de tratamento de esgoto do meu país.
O primeiro é o círculo vicioso da baixa atividade de lodo (MLVSS/MLSS) e alta concentração de lodo; o segundo é o círculo vicioso de que quanto maior a quantidade de produtos químicos utilizados para a remoção de fósforo, maior a produção de lodo; o terceiro é a operação sobrecarregada a longo prazo das estações de tratamento de esgoto, sem possibilidade de manutenção dos equipamentos, funcionando com agentes patogênicos durante todo o ano, o que leva a um círculo vicioso de redução da capacidade de tratamento de esgoto.
#1
O círculo vicioso de baixa atividade de lodo e alta concentração de lodo
O professor Wang Hongchen realizou pesquisas em 467 estações de tratamento de esgoto. Vejamos os dados de atividade e concentração de lodo: Entre essas 467 estações de tratamento de esgoto, 61% apresentam MLVSS/MLSS inferior a 0,5, e cerca de 30% apresentam MLVSS/MLSS inferior a 0,4.
A concentração de lodo em 2/3 das estações de tratamento de esgoto ultrapassa 4000 mg/L, em 1/3 das estações de tratamento de esgoto ultrapassa 6000 mg/L e em 20 estações de tratamento de esgoto ultrapassa 10000 mg/L.
Quais são as consequências das condições acima (baixa atividade de lodo, alta concentração de lodo)? Embora tenhamos visto muitos artigos técnicos que analisam a questão, em termos simples, há uma consequência: a produção de água excede o padrão.
Isso pode ser explicado por dois aspectos. Por um lado, quando a concentração de lodo está alta, para evitar a deposição de lodo, é necessário aumentar a aeração. O aumento da aeração não só aumenta o consumo de energia, como também aumenta a área da seção biológica. O aumento do oxigênio dissolvido irá consumir a fonte de carbono necessária para a desnitrificação, o que afetará diretamente a eficácia da desnitrificação e da remoção de fósforo pelo sistema biológico, resultando em excesso de N e P.
Por outro lado, a alta concentração de lodo faz com que a interface lodo-água suba, e o lodo é facilmente perdido com o efluente do tanque de sedimentação secundária, o que pode bloquear a unidade de tratamento avançado ou fazer com que a DQO e os SS do efluente excedam os padrões.
Depois de discutirmos as consequências, vamos falar sobre por que a maioria das estações de tratamento de esgoto enfrenta o problema da baixa atividade e da alta concentração de lodo.
Na verdade, a razão para a alta concentração de lodo é a baixa atividade do lodo. Como a atividade do lodo é baixa, para melhorar o efeito do tratamento, a concentração de lodo precisa ser aumentada. A baixa atividade do lodo se deve ao fato de a água de entrada conter uma grande quantidade de areia e escória, que entra na unidade de tratamento biológico e se acumula gradualmente, afetando a atividade dos microrganismos.
Há muita escória e areia na água que chega. Um dos problemas é que a grade de retenção é muito eficiente, e o outro é que mais de 90% das estações de tratamento de esgoto no meu país não possuem tanques de sedimentação primária.
Algumas pessoas podem perguntar: por que não construir um tanque de sedimentação primária? Isso tem a ver com a rede de tubulações. Existem problemas como conexões incorretas, conexões mistas e conexões ausentes na rede de tubulações do meu país. Como resultado, a qualidade da água que entra nas estações de tratamento de esgoto geralmente apresenta três características: alta concentração de sólidos inorgânicos (CIS), baixa demanda química de oxigênio (DQO) e baixa relação C/N.
A concentração de sólidos inorgânicos na água de entrada é alta, ou seja, o teor de areia é relativamente elevado. Originalmente, o tanque de sedimentação primária poderia reduzir algumas substâncias inorgânicas, mas como a DQO (Demanda Química de Oxigênio) da água de entrada é relativamente baixa, a maioria das estações de tratamento de esgoto simplesmente não constrói um tanque de sedimentação primária.
Em última análise, a baixa atividade de lodo é um legado de "instalações pesadas e redes leves".
Já mencionamos que altas concentrações de lodo e baixa atividade levam ao excesso de N e P no efluente. Atualmente, a maioria das estações de tratamento de esgoto adota medidas para solucionar esse problema adicionando fontes de carbono e floculantes inorgânicos. No entanto, a adição de grandes quantidades de fontes de carbono externas resulta em um aumento ainda maior no consumo de energia, enquanto a adição de grandes quantidades de floculantes produz uma grande quantidade de lodo químico, o que leva a um aumento na concentração de lodo e a uma redução ainda maior na sua atividade, formando um ciclo vicioso.
#2
Um círculo vicioso em que quanto maior a quantidade de produtos químicos utilizados para a remoção de fósforo, maior a produção de lodo.
O uso de produtos químicos para remoção de fósforo aumentou a produção de lodo em 20% a 30%, ou até mais.
O problema do lodo tem sido uma grande preocupação das estações de tratamento de esgoto há muitos anos, principalmente porque não há saída para o lodo, ou a saída existente é instável.
Isso leva ao prolongamento da idade do lodo, resultando no fenômeno do envelhecimento do lodo e em anormalidades ainda mais graves, como o inchamento do lodo.
O lodo expandido apresenta baixa floculação. Com a perda de efluente do tanque de sedimentação secundária, a unidade de tratamento avançado fica obstruída, a eficácia do tratamento é reduzida e a quantidade de água de retrolavagem aumenta.
O aumento da quantidade de água de retrolavagem terá duas consequências: uma delas é a redução do efeito do tratamento da etapa bioquímica anterior.
Uma grande quantidade de água de retrolavagem retorna ao tanque de aeração, o que reduz o tempo real de retenção hidráulica da estrutura e diminui o efeito do tratamento secundário;
A segunda medida consiste em reduzir ainda mais o efeito de processamento da unidade de processamento em profundidade.
Como uma grande quantidade de água de retrolavagem precisa ser devolvida ao sistema de filtração de tratamento avançado, a taxa de filtração aumenta e a capacidade de filtração real é reduzida.
O efeito geral do tratamento torna-se insatisfatório, o que pode fazer com que o fósforo total e a DQO (Demanda Química de Oxigênio) no efluente excedam os padrões. Para evitar que isso aconteça, a estação de tratamento de esgoto aumentará o uso de agentes de remoção de fósforo, o que aumentará ainda mais a quantidade de lodo.
em um círculo vicioso.
#3
O círculo vicioso da sobrecarga a longo prazo das estações de tratamento de esgoto e da redução da capacidade de tratamento de esgoto.
O tratamento de esgoto depende não só das pessoas, mas também dos equipamentos.
Os equipamentos de tratamento de esgoto estão na linha de frente do tratamento de água há muito tempo. Se não forem reparados regularmente, problemas surgirão mais cedo ou mais tarde. No entanto, na maioria dos casos, os equipamentos de tratamento de esgoto não podem ser reparados, pois, uma vez que um determinado equipamento pare de funcionar, a vazão de água provavelmente ultrapassará os limites estabelecidos. Com o sistema de multas diárias, nem todos podem arcar com esse custo.
Entre as 467 estações de tratamento de esgoto urbanas pesquisadas pelo Professor Wang Hongchen, cerca de dois terços apresentam taxas de carga hidráulica superiores a 80%, cerca de um terço superiores a 120% e 5 estações de tratamento de esgoto apresentam taxas superiores a 150%.
Quando a taxa de carga hidráulica é superior a 80%, com exceção de algumas estações de tratamento de esgoto de grande porte, as estações de tratamento de esgoto em geral não podem interromper o fornecimento de água para manutenção, desde que o efluente atinja os padrões estabelecidos, e não haja água de reserva para aeradores, sucção do tanque de sedimentação secundária e raspadores. Os equipamentos de nível inferior só podem ser completamente revisados ou substituídos quando o sistema é drenado.
Ou seja, cerca de 2/3 das estações de tratamento de esgoto não conseguem reparar os equipamentos sob a premissa de garantir que o efluente atenda aos padrões.
Segundo a pesquisa do Professor Wang Hongchen, a vida útil dos aeradores é geralmente de 4 a 6 anos, mas 1/4 das estações de tratamento de esgoto não realiza a manutenção de ventilação dos aeradores há pelo menos 6 anos. O raspador de lama, que precisa ser esvaziado e reparado, geralmente não recebe manutenção durante todo o ano.
O equipamento vem operando com problemas há muito tempo, e a capacidade de tratamento de água está se deteriorando cada vez mais. Para suportar a pressão da água que sai, não há como pará-lo para manutenção. Nesse ciclo vicioso, sempre haverá um sistema de tratamento de esgoto à beira do colapso.
#4
escreva no final
Após a proteção ambiental ter sido estabelecida como política nacional fundamental do meu país, os campos do controle da poluição da água, gases, sólidos, solo e outros poluentes desenvolveram-se rapidamente, sendo o tratamento de esgoto o setor líder nesse desenvolvimento. Contudo, o nível de infraestrutura ainda é insuficiente, e a operação das estações de tratamento de esgoto enfrenta desafios, com a rede de tubulações e o lodo se tornando as duas principais deficiências do setor no país.
E agora, é hora de compensar as deficiências.
Data da publicação: 23/02/2022
