El tiempo de retención hidráulica (TRH), interpretado en lenguaje escrito, se refiere al tiempo promedio de residencia de las aguas residuales dentro de una estructura de tratamiento. En pocas palabras, se refiere al tiempo que tardan las aguas residuales en entrar y salir de una instalación de tratamiento. El método de cálculo habitual es dividir el volumen efectivo de la estructura tratada por la cantidad de aguas residuales que ingresan a la estructura por unidad de tiempo.
Por ejemplo, supongamos que una piscina con un volumen efectivo de 1000 metros cúbicos (m ³) está diseñada para manejar 5000 metros cúbicos por día (m ³/d) de agua. El HRT se calcula de la siguiente manera: un tiempo de residencia de 4,8 horas es el tiempo de retención hidráulica. Por eso, al construir estructuras, debemos considerar plenamente la capacidad de procesamiento diario, la concentración de contaminantes y los requisitos que se deben alcanzar después del tratamiento. La capacidad de procesamiento determina el tamaño del cuerpo de la piscina. La concentración de contaminantes afecta el tiempo y las condiciones requeridas para la reacción. Las concentraciones altas pueden requerir tiempos de reacción más prolongados o procesos de tratamiento más complejos, que requieren volúmenes de tanque más grandes o agitación, aireación y otras instalaciones más efectivas para garantizar una reacción suficiente. Los diversos indicadores de calidad del agua del efluente determinan el proceso de tratamiento seleccionado y los parámetros de diseño del tanque, como el tiempo de retención hidráulica, la carga de lodos, etc. Por supuesto, en la producción y operación reales, el tiempo de retención hidráulica también está influenciado por muchos otros factores. Por ejemplo, la calidad y cantidad del agua entrante, así como los cambios de temperatura estacionales.
El efecto de la temperatura sobre la TRH: la temperatura puede afectar la actividad de los microorganismos. A bajas temperaturas, la tasa metabólica de los microorganismos disminuye, posiblemente por debajo del 50% de su actividad estival, lo que resulta en un aumento necesario de la TRH en aproximadamente 1,5 veces para mantener la misma eficiencia del tratamiento. El impacto de la calidad del agua afluente en el tiempo de retención hidráulica (TRH) requiere un TRH más prolongado para contaminantes de alta concentración para garantizar un tiempo de biodegradación suficiente. La proporción desequilibrada de nutrientes (C: N: P) tiene un impacto en la TRH, que puede inhibir el crecimiento de microorganismos y afectar la eficiencia del tratamiento de aguas residuales. Por ejemplo, una relación C:N baja puede limitar el proceso de nitrificación y requerir una compensación aumentando la TRH para garantizar una eliminación eficaz del nitrógeno. El efecto del pH sobre la TRH: un rango de pH adecuado puede mejorar la actividad metabólica microbiana y reducir la TRH requerida. Por el contrario, un valor de pH inadecuado reducirá la actividad microbiana y aumentará los requisitos de TRH. Por ejemplo, ajustar el valor del pH de 7,5 a 6,5 puede aumentar la TRH del proceso de nitrificación en aproximadamente un 20 %, ya que las bacterias nitrificantes son más sensibles a los cambios de pH. El impacto de las sustancias tóxicas en la TRH aumenta la demanda de TRH debido a la presencia de metales pesados o compuestos orgánicos tóxicos en el afluente, que pueden inhibir la actividad microbiana.
Entonces, ¿qué impacto tendrá el tiempo de retención hidráulica en nuestro proceso?
En primer lugar, enumeremos varios posibles impactos de que la TRH sea demasiado corta: a. Efecto deficiente del tratamiento: tiempo insuficiente para que las aguas residuales reaccionen con los microorganismos, lo que resulta en una eliminación insuficiente de contaminantes como materia orgánica, nitrógeno y fósforo, y dificultad para cumplir con los estándares de calidad de los efluentes.
b, Restricción del crecimiento microbiano: los microorganismos no tienen tiempo suficiente para absorber nutrientes y participar en actividades metabólicas, lo que puede afectar su crecimiento y reproducción, reduciendo así la actividad biológica y la estabilidad del sistema de tratamiento. do. Dificultad en la domesticación de lodos: no favorece la domesticación y adaptación de comunidades microbianas, y es difícil formar comunidades microbianas dominantes que puedan adaptarse a una calidad de agua específica. d. Débil resistencia al impacto: la capacidad del sistema de procesamiento para hacer frente a las fluctuaciones en la calidad y cantidad del agua entrante disminuye, lo que lo hace propenso a un funcionamiento inestable. mi. Aumento de la carga del procesamiento posterior: debido a un pretratamiento insuficiente, ingresan más contaminantes a la unidad de procesamiento posterior, lo que aumenta la dificultad y el costo del procesamiento posterior. F. No favorece la formación y estabilidad de la biopelícula: para el proceso de tratamiento que utiliza el método de biopelícula, un tiempo de retención hidráulica demasiado corto puede no permitir que la biopelícula crezca y madure completamente, lo que afecta su efecto de tratamiento. gramo. Impacto en las reacciones químicas: si hay un paso de agregar agentes químicos para el tratamiento, un tiempo de retención hidráulica demasiado corto puede resultar en una mezcla desigual de los agentes con las aguas residuales, una reacción insuficiente y una eficacia reducida de los agentes. Y los posibles efectos de una TRH demasiado prolongada:
a, El crecimiento excesivo de microorganismos en el sistema y la TRH prolongada pueden provocar el envejecimiento y la expansión de los lodos, reducir el rendimiento de sedimentación de los lodos y aumentar la concentración de sólidos suspendidos (SS) del efluente. La relación entre la edad del lodo (SRT) y el tiempo de retención hidráulica (HRT) indica que la SRT debe ser al menos 2-3 veces mayor que la HRT para mantener la actividad del lodo. Por supuesto, una breve ampliación del tiempo de retención hidráulica no suele provocar impactos negativos significativos, ya que el sistema de tratamiento tiene cierta capacidad amortiguadora y adaptativa. b. El tiempo de residencia de las aguas residuales en el tanque de aireación aumenta y si la intensidad de la aireación no se ajusta en consecuencia, es fácil provocar una aireación excesiva. Consumiendo más electricidad y aumentando los costes operativos. El aflojamiento de la estructura de flóculos del lodo no favorece un tratamiento de sedimentación posterior. do. El aumento de los costos de infraestructura y operación puede requerir la construcción de tanques de tratamiento de mayor capacidad para lograr tiempos de retención hidráulica excesivamente largos, aumentando así la inversión en infraestructura. También significa un mayor consumo de energía y costos de mantenimiento.
do. El desequilibrio de nutrientes puede provocar un consumo excesivo de nutrientes en las aguas residuales, lo que resulta en un desequilibrio en la proporción de nutrientes necesarios para el crecimiento microbiano, lo que no favorece el metabolismo y la reproducción normales de los microorganismos. Discusión sobre la influencia del tiempo de retención hidráulica en el proceso.
El tiempo de retención hidráulica (TRH), interpretado en lenguaje escrito, se refiere al tiempo promedio de residencia de las aguas residuales dentro de una estructura de tratamiento. En pocas palabras, se refiere al tiempo que tardan las aguas residuales en entrar y salir de una instalación de tratamiento. El método de cálculo habitual es dividir el volumen efectivo de la estructura tratada por la cantidad de aguas residuales que ingresan a la estructura por unidad de tiempo. Por ejemplo, supongamos que una piscina con un volumen efectivo de 1000 metros cúbicos (m ³) está diseñada para manejar 5000 metros cúbicos por día (m ³/d) de agua. El HRT se calcula de la siguiente manera: un tiempo de residencia de 4,8 horas es el tiempo de retención hidráulica. Por eso, al construir estructuras, debemos considerar plenamente la capacidad de procesamiento diario, la concentración de contaminantes y los requisitos que se deben alcanzar después del tratamiento. La capacidad de procesamiento determina el tamaño del cuerpo de la piscina. La concentración de contaminantes afecta el tiempo y las condiciones requeridas para la reacción. Las concentraciones altas pueden requerir tiempos de reacción más largos o procesos de tratamiento más complejos, que requieren volúmenes de tanque más grandes o agitación, aireación y otras instalaciones más efectivas para garantizar una reacción suficiente. Los diversos indicadores de calidad del agua del efluente determinan el proceso de tratamiento seleccionado y los parámetros de diseño del tanque, como el tiempo de retención hidráulica, la carga de lodos, etc. Por supuesto, en la producción y operación reales, el tiempo de retención hidráulica también está influenciado por muchos otros factores. Por ejemplo, la calidad y cantidad del agua entrante, así como los cambios de temperatura estacionales. El efecto de la temperatura sobre la TRH: la temperatura puede afectar la actividad de los microorganismos. A bajas temperaturas, la tasa metabólica de los microorganismos disminuye, posiblemente por debajo del 50% de su actividad estival, lo que resulta en un aumento necesario de la TRH en aproximadamente 1,5 veces para mantener la misma eficiencia del tratamiento. El impacto de la calidad del agua afluente en el tiempo de retención hidráulica (TRH) requiere un TRH más prolongado para contaminantes de alta concentración para garantizar un tiempo de biodegradación suficiente. La proporción desequilibrada de nutrientes (C: N: P) tiene un impacto en la TRH, que puede inhibir el crecimiento de microorganismos y afectar la eficiencia del tratamiento de aguas residuales. Por ejemplo, una proporción baja de C:N puede limitar el proceso de nitrificación y requerir una compensación aumentando la TRH para garantizar una eliminación eficaz del nitrógeno. El efecto del pH sobre la TRH: un rango de pH adecuado puede mejorar la actividad metabólica microbiana y reducir la TRH requerida. Por el contrario, un valor de pH inadecuado reducirá la actividad microbiana y aumentará los requisitos de TRH. Por ejemplo, ajustar el valor del pH de 7,5 a 6,5 puede aumentar la TRH del proceso de nitrificación en aproximadamente un 20 %, ya que las bacterias nitrificantes son más sensibles a los cambios de pH. El impacto de las sustancias tóxicas en la TRH aumenta la demanda de TRH debido a la presencia de metales pesados o compuestos orgánicos tóxicos en el afluente, que pueden inhibir la actividad microbiana. Entonces, ¿qué impacto tendrá el tiempo de retención hidráulica en nuestro proceso?
En primer lugar, enumeremos varios posibles impactos de que la TRH sea demasiado corta: a. Efecto deficiente del tratamiento: tiempo insuficiente para que las aguas residuales reaccionen con los microorganismos, lo que resulta en una eliminación insuficiente de contaminantes como materia orgánica, nitrógeno y fósforo, y dificultad para cumplir con los estándares de calidad de los efluentes.
b, Restricción del crecimiento microbiano: los microorganismos no tienen tiempo suficiente para absorber nutrientes y participar en actividades metabólicas, lo que puede afectar su crecimiento y reproducción, reduciendo así la actividad biológica y la estabilidad del sistema de tratamiento. do. Dificultad en la domesticación de lodos: no favorece la domesticación y adaptación de comunidades microbianas, y es difícil formar comunidades microbianas dominantes que puedan adaptarse a una calidad de agua específica. d. Débil resistencia al impacto: la capacidad del sistema de procesamiento para hacer frente a las fluctuaciones en la calidad y cantidad del agua entrante disminuye, lo que lo hace propenso a un funcionamiento inestable. mi. Aumento de la carga del procesamiento posterior: debido a un pretratamiento insuficiente, ingresan más contaminantes a la unidad de procesamiento posterior, lo que aumenta la dificultad y el costo del procesamiento posterior. F. No favorece la formación y estabilidad de la biopelícula: para el proceso de tratamiento que utiliza el método de biopelícula, un tiempo de retención hidráulica demasiado corto puede no permitir que la biopelícula crezca y madure completamente, lo que afecta su efecto de tratamiento. gramo. Impacto en las reacciones químicas: si hay un paso de agregar agentes químicos para el tratamiento, un tiempo de retención hidráulica demasiado corto puede resultar en una mezcla desigual de los agentes con las aguas residuales, una reacción insuficiente y una eficacia reducida de los agentes. Y los posibles efectos de una TRH demasiado prolongada:
a, El crecimiento excesivo de microorganismos en el sistema y la TRH prolongada pueden provocar el envejecimiento y la expansión de los lodos, reducir el rendimiento de sedimentación de los lodos y aumentar la concentración de sólidos suspendidos (SS) del efluente. La relación entre la edad del lodo (SRT) y el tiempo de retención hidráulica (HRT) indica que la SRT debe ser al menos 2-3 veces mayor que la HRT para mantener la actividad del lodo. Por supuesto, una breve ampliación del tiempo de retención hidráulica no suele provocar impactos negativos significativos, ya que el sistema de tratamiento tiene cierta capacidad amortiguadora y adaptativa. b. El tiempo de residencia de las aguas residuales en el tanque de aireación aumenta y si la intensidad de la aireación no se ajusta en consecuencia, es fácil provocar una aireación excesiva. Consumiendo más electricidad y aumentando los costes operativos. El aflojamiento de la estructura de flóculos del lodo no favorece un tratamiento de sedimentación posterior.
do. El aumento de los costos de infraestructura y operación puede requerir la construcción de tanques de tratamiento de mayor capacidad para lograr tiempos de retención hidráulica excesivamente largos, aumentando así la inversión en infraestructura. También significa un mayor consumo de energía y costos de mantenimiento.
do. El desequilibrio de nutrientes puede provocar un consumo excesivo de nutrientes en las aguas residuales, lo que resulta en un desequilibrio en la proporción de nutrientes necesarios para el crecimiento microbiano, lo que no favorece el metabolismo y la reproducción normales de los microorganismos.
d. Se altera el ambiente anaeróbico: si el tiempo de residencia es demasiado largo, el área que debería haber estado en un ambiente anaeróbico puede mezclarse con oxígeno, afectando el proceso de liberación de fósforo de las bacterias que acumulan polifosfato y reduciendo la eficiencia de eliminación de fósforo. También puede provocar un crecimiento excesivo de otros microorganismos, que compiten con las bacterias que acumulan polifosfatos por nutrientes y espacio vital limitados, afectando el crecimiento y el metabolismo de las bacterias que acumulan polifosfatos y, por tanto, interfiriendo con la eficiencia de eliminación de fósforo. mi. Fermentación anaeróbica de lodos: la fermentación anaeróbica prolongada de lodos sedimentados puede provocar la producción de metano y otros gases, lo que hace que los lodos floten y afecte el efecto de sedimentación. F. Fallo del agente químico: si se utilizan agentes químicos durante el proceso de precipitación, el tiempo de retención hidráulica prolongado puede hacer que los agentes se descompongan o reaccionen con otras sustancias, lo que provocará fallas y afectará el efecto de precipitación.
Generalmente utilizamos métodos para extender el tiempo de retención hidráulica. Reducir la cantidad de agua tratada: este es un enfoque más directo, pero puede afectar la eficiencia y la escala del tratamiento. Aumento del volumen del tanque de reacción: Ampliando o renovando el tanque de reacción para aumentar su volumen efectivo, se puede extender el tiempo de retención hidráulica. Al cambiar el patrón de flujo dentro del reactor, como por ejemplo usando un diseño en forma de U o de múltiples cámaras, se puede aumentar la trayectoria del flujo de las aguas residuales dentro del reactor, extendiendo así la TRH. Ajuste de los caudales de entrada y salida: Reducir el caudal de entrada o salida también puede lograr una extensión del tiempo de retención hidráulica. Cuando el tiempo de retención hidráulica se extiende controlando la tasa de flujo de salida para que disminuya, si la tasa de flujo de entrada permanece constante, hará que el nivel del líquido en la piscina aumente. Esto requiere un cierto nivel de capacidad del tanque. Si la capacidad del tanque es demasiado pequeña, un aumento en el nivel del líquido puede causar una serie de problemas, como aumentar el riesgo de desbordamiento y afectar el normal funcionamiento del sistema de tratamiento. También existen métodos para aumentar el tiempo de retención hidráulica en un corto período de tiempo ajustando la relación de reflujo, pero esto a menudo genera otros problemas.
Ampliar el tiempo de retención hidráulica dentro de un rango razonable suele ser beneficioso para la eliminación de contaminantes. Esto puede permitir que las aguas residuales tengan un contacto y tiempo de reacción más suficiente con microorganismos, agentes químicos, etc., lo que ayuda a mejorar la degradación de la materia orgánica y la eficiencia de eliminación de nitrógeno y fósforo. Por ejemplo, para algunos compuestos orgánicos difíciles de degradar, un tiempo de retención hidráulica más prolongado puede aumentar sus posibilidades de descomposición; En el proceso de eliminación biológica de nitrógeno y fósforo, también puede proporcionar condiciones más favorables para el crecimiento y metabolismo de los microorganismos, mejorando así la eficiencia de eliminación de nitrógeno y fósforo. El tiempo de retención hidráulica del cuerpo del tanque está en el rango común: tanque anaeróbico: 1-2 horas tanque de sedimentación de coagulación 1,5-3 horas tanque anóxico: 2-4 horas tanque de regulación: 4-24 horas
Piscina de desinfección: 0,5-2 horas.
Filtro de fibra: 0,5-1 hora Tanque aeróbico: 4-8 horas Tanque de acidificación: 4-6 horas Tanque de sedimentación: entre 30 segundos y 2 minutos. Los datos anteriores son sólo para referencia aproximada. La TRH real debe ajustarse según las características específicas de las aguas residuales, los objetivos de tratamiento y las condiciones ambientales, y se debe hacer referencia a las normas nacionales y locales pertinentes. Al diseñar y operar plantas de tratamiento de aguas residuales, la optimización debe basarse en las condiciones reales. Cabe señalar que estos tiempos son valores orientativos teóricos y es posible que sea necesario ajustarlos según situaciones reales en operaciones prácticas.
