In quanto ente di controllo dell'inquinamento, il compito più importante di un impianto di depurazione è garantire che gli effluenti rispettino gli standard. Tuttavia, con l'inasprimento delle normative sugli scarichi e l'aggressività degli ispettori ambientali, l'impianto di depurazione è sottoposto a una forte pressione operativa. Sta diventando sempre più difficile smaltire l'acqua.
Secondo le osservazioni dell'autore, la causa diretta della difficoltà nel raggiungere gli standard di scarico delle acque reflue è che, in genere, negli impianti di depurazione del mio paese si verificano tre circoli viziosi.
Il primo è il circolo vizioso della bassa attività dei fanghi (MLVSS/MLSS) e dell'alta concentrazione di fanghi; il secondo è il circolo vizioso per cui maggiore è la quantità di sostanze chimiche utilizzate per la rimozione del fosforo, maggiore è la produzione di fanghi; il terzo è il funzionamento a lungo termine dell'impianto di depurazione delle acque reflue sotto carico eccessivo, con conseguente impossibilità di revisione delle apparecchiature e funzionamento in condizioni critiche per tutto l'anno, il che porta a un circolo vizioso di riduzione della capacità di depurazione.
#1
Il circolo vizioso della bassa attività dei fanghi e dell'alta concentrazione di fanghi
Il professor Wang Hongchen ha condotto una ricerca su 467 impianti di depurazione. Analizziamo i dati relativi all'attività e alla concentrazione dei fanghi: tra questi 467 impianti, il 61% presenta un rapporto MLVSS/MLSS inferiore a 0,5, mentre circa il 30% ha un rapporto MLVSS/MLSS inferiore a 0,4.
La concentrazione di fanghi nei 2/3 degli impianti di depurazione supera i 4000 mg/L, la concentrazione di fanghi in 1/3 degli impianti di depurazione supera i 6000 mg/L e la concentrazione di fanghi in 20 impianti di depurazione supera i 10000 mg/L.
Quali sono le conseguenze delle condizioni sopra descritte (bassa attività dei fanghi, alta concentrazione di fanghi)? Sebbene siano stati pubblicati numerosi articoli tecnici che analizzano la situazione nel dettaglio, in termini semplici, la conseguenza è una sola: la portata dell'acqua supera i limiti previsti.
Questo fenomeno può essere spiegato da due punti di vista. Da un lato, quando la concentrazione di fanghi è elevata, per evitare la loro deposizione è necessario aumentare l'aerazione. L'aumento dell'aerazione non solo incrementa il consumo energetico, ma anche la sezione biologica. L'aumento dell'ossigeno disciolto sottrae la fonte di carbonio necessaria per la denitrificazione, influenzando direttamente l'efficacia del sistema biologico nella denitrificazione e nella rimozione del fosforo, con conseguente eccesso di N e P.
D'altra parte, l'elevata concentrazione di fanghi provoca un innalzamento dell'interfaccia fango-acqua, e i fanghi vengono facilmente dispersi con l'effluente del serbatoio di sedimentazione secondaria, il che può ostruire l'unità di trattamento avanzato o causare il superamento dei limiti di COD e SS dell'effluente.
Dopo aver parlato delle conseguenze, analizziamo i motivi per cui la maggior parte degli impianti di depurazione presenta il problema della bassa attività dei fanghi e dell'elevata concentrazione degli stessi.
In realtà, l'elevata concentrazione di fanghi è dovuta alla bassa attività degli stessi. Poiché l'attività dei fanghi è bassa, per migliorare l'efficacia del trattamento è necessario aumentarne la concentrazione. La bassa attività dei fanghi è a sua volta causata dalla presenza di una grande quantità di sabbia di scoria nell'acqua in ingresso, che entra nell'unità di trattamento biologico e si accumula gradualmente, influenzando l'attività dei microrganismi.
Nell'acqua in ingresso sono presenti molti residui e sabbia. Il primo problema è dovuto alla scarsa efficacia della griglia di filtraggio, e il secondo al fatto che oltre il 90% degli impianti di depurazione nel mio paese non ha costruito vasche di sedimentazione primaria.
Alcuni potrebbero chiedersi: perché non costruire una vasca di sedimentazione primaria? Il problema risiede nella rete idraulica. Nel mio Paese si riscontrano problemi come allacciamenti errati, misti e mancanti. Di conseguenza, la qualità delle acque reflue in ingresso agli impianti di depurazione presenta generalmente tre caratteristiche: elevata concentrazione di solidi inorganici (ISS), basso COD e basso rapporto C/N.
La concentrazione di solidi inorganici nell'acqua in ingresso è elevata, ovvero il contenuto di sabbia è relativamente alto. In origine, la vasca di sedimentazione primaria poteva ridurre alcune sostanze inorganiche, ma poiché il COD dell'acqua in ingresso è relativamente basso, la maggior parte degli impianti di depurazione semplicemente non costruisce una vasca di sedimentazione primaria.
In definitiva, la scarsa attività dei fanghi è una conseguenza dell'utilizzo di "impianti pesanti e reti leggere".
Abbiamo affermato che un'elevata concentrazione di fanghi e una bassa attività porteranno a un eccesso di N e P nell'effluente. Attualmente, la maggior parte degli impianti di depurazione adotta come misura di risposta l'aggiunta di fonti di carbonio e flocculanti inorganici. Tuttavia, l'aggiunta di una grande quantità di fonti di carbonio esterne comporterà un ulteriore aumento del consumo energetico, mentre l'aggiunta di una grande quantità di flocculante produrrà una grande quantità di fanghi chimici, con conseguente aumento della concentrazione di fanghi e un'ulteriore riduzione dell'attività dei fanghi, creando un circolo vizioso.
#2
Un circolo vizioso in cui maggiore è la quantità di sostanze chimiche utilizzate per la rimozione del fosforo, maggiore è la produzione di fanghi.
L'utilizzo di sostanze chimiche per la rimozione del fosforo ha aumentato la produzione di fanghi del 20-30%, o anche di più.
Il problema dei fanghi rappresenta da molti anni una delle principali preoccupazioni degli impianti di depurazione, soprattutto perché non esiste una via di scarico adeguata per questi fanghi, oppure la via di scarico è instabile.
Ciò comporta un prolungamento del tempo di maturazione dei fanghi, con conseguente fenomeno di invecchiamento dei fanghi e anomalie ancora più gravi come il rigonfiamento dei fanghi.
Il fango espanso presenta una scarsa flocculazione. Con la perdita di effluente dal serbatoio di sedimentazione secondaria, l'unità di trattamento avanzato si blocca, l'efficacia del trattamento si riduce e aumenta la quantità di acqua di controlavaggio.
L'aumento della quantità di acqua di controlavaggio comporterà due conseguenze: la prima è la riduzione dell'efficacia del trattamento della precedente sezione biochimica.
Una grande quantità di acqua di controlavaggio viene reimmessa nella vasca di aerazione, il che riduce il tempo di ritenzione idraulica effettivo della struttura e diminuisce l'efficacia del trattamento secondario;
Il secondo obiettivo è quello di ridurre ulteriormente l'effetto di elaborazione dell'unità di elaborazione della profondità.
Poiché una grande quantità di acqua di controlavaggio deve essere reimmessa nel sistema di filtrazione del trattamento avanzato, la velocità di filtrazione aumenta e la capacità di filtrazione effettiva si riduce.
L'efficacia complessiva del trattamento diminuisce, il che può causare il superamento dei limiti consentiti per il fosforo totale e il COD nell'effluente. Per evitare tali superamenti, l'impianto di depurazione aumenterà l'utilizzo di agenti per la rimozione del fosforo, con conseguente ulteriore incremento della quantità di fanghi.
in un circolo vizioso.
#3
Il circolo vizioso del sovraccarico prolungato degli impianti di depurazione e della ridotta capacità di trattamento delle acque reflue
Il trattamento delle acque reflue dipende non solo dalle persone, ma anche dalle attrezzature.
Da tempo, gli impianti di depurazione sono in prima linea nel trattamento delle acque reflue. Se non vengono sottoposti a regolare manutenzione, prima o poi si verificheranno dei problemi. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, le riparazioni non sono possibili, perché una volta che un impianto smette di funzionare, è probabile che la qualità dell'acqua erogata superi i limiti consentiti. Con un sistema di multe giornaliere, non tutti possono permetterselo.
Tra i 467 impianti di depurazione urbani esaminati dal professor Wang Hongchen, circa due terzi presentano tassi di carico idraulico superiori all'80%, circa un terzo superiori al 120% e 5 impianti superano il 150%.
Quando il carico idraulico supera l'80%, fatta eccezione per alcuni impianti di depurazione di dimensioni eccezionali, gli impianti di depurazione generali non possono interrompere l'erogazione dell'acqua per manutenzione se l'effluente raggiunge i limiti previsti, e non è disponibile acqua di riserva per gli aeratori, gli aspiratori e i raschiatori delle vasche di sedimentazione secondaria. Le apparecchiature di livello inferiore possono essere completamente revisionate o sostituite solo dopo lo svuotamento.
Vale a dire che circa i 2/3 degli impianti di depurazione non sono in grado di riparare le apparecchiature senza garantire che l'effluente rispetti gli standard.
Secondo la ricerca del professor Wang Hongchen, la durata media degli aeratori è generalmente di 4-6 anni, ma un quarto degli impianti di depurazione non ha effettuato la manutenzione per la ventilazione degli aeratori per ben 6 anni. Il raschiatore di fango, che necessita di essere svuotato e riparato, non viene generalmente sottoposto a manutenzione durante tutto l'anno.
L'impianto funziona in condizioni precarie da molto tempo e la sua capacità di trattamento delle acque si sta deteriorando progressivamente. Per resistere alla pressione dell'acqua in uscita, non è possibile fermarlo per la manutenzione. In un circolo vizioso di questo tipo, il sistema di depurazione delle acque reflue è destinato a collassare.
#4
scrivere alla fine
Dopo che la tutela ambientale è stata istituita come politica nazionale fondamentale del mio paese, i settori del controllo dell'inquinamento idrico, del gas, dei solidi, del suolo e di altro tipo si sono sviluppati rapidamente, tra cui il trattamento delle acque reflue può essere considerato il settore leader. Tuttavia, a causa di un livello insufficiente, il funzionamento degli impianti di depurazione è caduto in una situazione critica e i problemi relativi alla rete fognaria e ai fanghi sono diventati le due principali carenze del settore del trattamento delle acque reflue nel mio paese.
E ora è il momento di rimediare alle mancanze.
Data di pubblicazione: 23 febbraio 2022
