Calcula els Sòlids Suspendits Volàtils de Líquid Mixt (MLVSS) per a plantes de tractament d'aigües residuals utilitzant el percentatge de SSS i VSS o mètodes de FSS. Essencial per al seguiment i control del procés de fang activat.
Calcula els Sòlids Suspensos Volàtils de Líquid Mixt (MLVSS) per a processos de tractament d'aigües residuals
Utilitzant el mètode de percentatge de VSS
Els Sòlids Suspensos Volàtils de Líquid Mixt (MLVSS) són un paràmetre clau en el tractament d'aigües residuals que representa la fracció orgànica de sòlids suspesos a l'tanc d'aeració.
El MLVSS s'utilitza per determinar la quantitat de biomassa activa en el sistema, que és crucial per al control i seguiment dels processos de tractament biològic.
El MLVSS es pot calcular bé utilitzant el percentatge de VSS de TSS o restant els Sòlids Suspensos Fixos (FSS) dels Sòlids Suspensos Totals (TSS).
La calculadora de Sòlids Suspendits Volàtils de Llot Mixt (MLVSS) és una eina essencial per als operadors d'estacions de tractament d'aigües residuals, enginyers ambientals i investigadors que treballen amb processos de llot activat. El MLVSS representa la fracció orgànica dels sòlids en suspensió als dipòsits d'aeració i serveix com a paràmetre crític per al seguiment de l'eficiència del tractament biològic. Aquesta calculadora proporciona un mètode simple i precís per determinar els valors de MLVSS basant-se en la concentració de Sòlids Suspendits Totals (TSS) i el percentatge de Sòlids Suspendits Volàtils (VSS%), o les mesures de TSS i Sòlids Suspendits Fixos (FSS).
Un seguiment adequat del MLVSS ajuda a optimitzar els processos de tractament, reduir els costos operatius i assegurar el compliment dels estàndards de qualitat de l'efluent. Mantenint nivells adequats de MLVSS, les instal·lacions de tractament d'aigües residuals poden aconseguir una eliminació òptima de nutrients biològics, minimitzar la producció de llot i millorar el rendiment general del tractament.
El MLVSS es pot calcular mitjançant dos mètodes principals, ambdós suportats per aquesta calculadora:
El primer mètode calcula el MLVSS utilitzant la concentració de Sòlids Suspendits Totals (TSS) i el percentatge de Sòlids Suspendits Volàtils (VSS%):
On:
El segon mètode calcula el MLVSS restant els Sòlids Suspendits Fixos (FSS) dels Sòlids Suspendits Totals (TSS):
On:
Ambdós mètodes donen el mateix resultat quan les mesures són precises, ja que VSS i FSS són components complementaris de TSS:
Introduïu Sòlids Suspendits Totals (TSS): Introduïu el vostre valor mesurat de TSS en mg/L.
Seleccioneu el Mètode de Càlcul:
Introduïu el Paràmetre Addicional:
Veure Resultats: La calculadora mostrarà automàticament el valor de MLVSS calculat en mg/L.
Visualització de la Fórmula: A sota del resultat, veureu la fórmula utilitzada i els passos del càlcul.
La calculadora realitza les següents validacions sobre les entrades de l'usuari:
Si alguna validació falla, un missatge d'error us guiarà per corregir l'entrada.
El MLVSS representa la fracció orgànica dels sòlids en suspensió al dipòsit d'aeració d'un procés de llot activat. Serveix com a mesura proxy per a la biomassa activa (microorganismes) responsable de la biodegradació de la matèria orgànica i dels nutrients en les aigües residuals.
La relació entre MLVSS i MLSS (Sòlids Suspendits Mixts) normalment varia del 0,65 al 0,85 (65-85%) en sistemes convencionals de llot activat, amb variacions segons les característiques de l'entrada, el procés de tractament i les condicions operatives.
La concentració de MLVSS és un paràmetre clau utilitzat per calcular:
El seguiment del MLVSS és crucial per mantenir condicions òptimes de tractament biològic. Els operadors d'instal·lacions utilitzen les dades de MLVSS per:
Ajustar la Relació F/M: Controlant la concentració de MLVSS en relació amb la càrrega orgànica entrant (BOD o COD), els operadors poden mantenir la relació F/M desitjada per a una eficiència de tractament òptima.
Gestionar l'Edat del Llot: Les mesures de MLVSS ajuden a determinar la taxa de rebuig adequada per mantenir el temps de retenció de sòlids (SRT) objectiu.
Optimitzar l'Aeració: Els nivells de MLVSS informen els càlculs de demanda d'oxigen, permetent un control d'aeració energèticament eficient.
Monitoritzar la Salut de la Biomassa: Canvis sobtats en MLVSS o en la relació MLVSS/MLSS poden indicar problemes amb la viabilitat de la biomassa o inhibició del procés.
La relació Alimentació-Microorganisme (F/M) es calcula com:
Per a una planta de tractament amb:
La relació F/M seria:
Els enginyers ambientals i investigadors utilitzen les dades de MLVSS per:
Disseny de Processos: Dimensionar dipòsits d'aeració i clarificadors secundaris basats en les concentracions objectiu de MLVSS.
Estudis Cinètics: Determinar taxes de biodegradació i paràmetres de creixement microbials.
Modelització de Processos: Calibrar models de llot activat per a la simulació i optimització de processos.
Avaluació de Tecnologies: Comparar el rendiment de diferents tecnologies de tractament o estratègies operatives.
El seguiment de MLVSS suporta el compliment de les regulacions ambientals mitjançant:
Assegurant un Tractament Adequat: Mantenir nivells de MLVSS adequats ajuda a aconseguir la qualitat d'efluent requerida.
Documentant el Control del Procés: Les dades de MLVSS demostren un control adequat del procés davant les agències reguladores.
Resolent Problemes de Compliment: Les tendències de MLVSS poden ajudar a identificar les causes dels problemes de qualitat de l'efluent.
Si bé el MLVSS és àmpliament utilitzat, altres paràmetres poden proporcionar informació complementària o alternativa sobre la biomassa en el tractament d'aigües residuals:
ATP (Adenosina Trifosfat): Proporciona una mesura directa de la biomassa activa quantificant els portadors d'energia cel·lular.
Quantificació de DNA: Ofereix una mesura precisa de la biomassa microbiana mitjançant la quantificació d'àcids nucleics.
Respirometria: Mesura la taxa d'absorció d'oxigen (OUR) per avaluar l'activitat biològica directament.
FISH (Hibridació In Situ per Fluorescència): Permet la identificació i quantificació de poblacions microbianes específiques.
Fraccionament de COD: Caracteritza diferents fraccions biodegradables en la biomassa.
Aquestes alternatives poden proporcionar informació més específica però normalment requereixen equips i coneixements més sofisticats en comparació amb la prova de MLVSS relativament simple.
El concepte de mesurar sòlids suspendits volàtils com a indicador de l'activitat biològica en el tractament d'aigües residuals va evolucionar al costat del desenvolupament de processos de llot activat:
Inici del segle XX: El procés de llot activat es va desenvolupar als anys 1910 per Ardern i Lockett a Manchester, Anglaterra. El control inicial del procés es basava principalment en observacions visuals i proves de sedimentació.
Anys 1930-1940: A mesura que la comprensió dels processos microbials va millorar, els investigadors van començar a distingir entre fraccions orgàniques (volàtils) i inorgàniques (fixes) dels sòlids en suspensió.
Anys 1950-1960: El MLVSS va emergir com un paràmetre estàndard per quantificar la biomassa en sistemes de llot activat, amb mètodes estandarditzats en publicacions com "Mètodes Estàndard per a l'Examen d'Aigua i Aigües Residuals".
Anys 1970-1980: La relació entre MLVSS i el rendiment del tractament va ser àmpliament estudiada, donant lloc a directrius de disseny i operatives basades en paràmetres com la relació F/M i el SRT.
Anys 1990-Actualitat: La comprensió avançada de l'ecologia microbiana i el metabolisme ha donat lloc a models i estratègies de control més sofisticats, tot i que el MLVSS continua sent un paràmetre fonamental a causa de la seva simplicitat i fiabilitat.
Avui dia, mentre que existeixen tècniques més avançades per caracteritzar la biomassa, el MLVSS continua sent àmpliament utilitzat en les operacions de tractament d'aigües residuals a causa de la seva practicitat, les correlacions establertes amb el rendiment i el procediment analític relativament simple.
Aquí hi ha exemples de com calcular el MLVSS utilitzant diferents llenguatges de programació:
1' Fórmula d'Excel per al càlcul de MLVSS utilitzant el percentatge de VSS
2Function MLVSS_from_VSS_Percentage(TSS As Double, VSS_Percentage As Double) As Double
3 ' Validar entrades
4 If TSS < 0 Or VSS_Percentage < 0 Or VSS_Percentage > 100 Then
5 MLVSS_from_VSS_Percentage = CVErr(xlErrValue)
6 Exit Function
7 End If
8
9 ' Calcular MLVSS
10 MLVSS_from_VSS_Percentage = TSS * (VSS_Percentage / 100)
11End Function
12
13' Fórmula d'Excel per al càlcul de MLVSS utilitzant FSS
14Function MLVSS_from_FSS(TSS As Double, FSS As Double) As Double
15 ' Validar entrades
16 If TSS < 0 Or FSS < 0 Or FSS > TSS Then
17 MLVSS_from_FSS = CVErr(xlErrValue)
18 Exit Function
19 End If
20
21 ' Calcular MLVSS
22 MLVSS_from_FSS = TSS - FSS
23End Function
241def calculate_mlvss_from_vss_percentage(tss, vss_percentage):
2 """
3 Calcular MLVSS utilitzant TSS i percentatge de VSS
4
5 Args:
6 tss (float): Sòlids Suspendits Totals en mg/L
7 vss_percentage (float): Percentatge de VSS (0-100)
8
9 Returns:
10 float: MLVSS en mg/L
11 """
12 # Validar entrades
13 if tss < 0 or vss_percentage < 0 or vss_percentage > 100:
14 raise ValueError("Entrada no vàlida: TSS ha de ser positiu i VSS% entre 0-100")
15
16 # Calcular MLVSS
17 return tss * (vss_percentage / 100)
18
19def calculate_mlvss_from_fss(tss, fss):
20 """
21 Calcular MLVSS utilitzant TSS i FSS
22
23 Args:
24 tss (float): Sòlids Suspendits Totals en mg/L
25 fss (float): Sòlids Suspendits Fixos en mg/L
26
27 Returns:
28 float: MLVSS en mg/L
29 """
30 # Validar entrades
31 if tss < 0 or fss < 0:
32 raise ValueError("Entrada no vàlida: TSS i FSS han de ser positius")
33 if fss > tss:
34 raise ValueError("Entrada no vàlida: FSS no pot ser més gran que TSS")
35
36 # Calcular MLVSS
37 return tss - fss
381/**
2 * Calcular MLVSS utilitzant TSS i percentatge de VSS
3 * @param {number} tss - Sòlids Suspendits Totals en mg/L
4 * @param {number} vssPercentage - Percentatge de VSS (0-100)
5 * @returns {number} MLVSS en mg/L
6 */
7function calculateMlvssFromVssPercentage(tss, vssPercentage) {
8 // Validar entrades
9 if (tss < 0 || vssPercentage < 0 || vssPercentage > 100) {
10 throw new Error("Entrada no vàlida: TSS ha de ser positiu i VSS% entre 0-100");
11 }
12
13 // Calcular MLVSS
14 return tss * (vssPercentage / 100);
15}
16
17/**
18 * Calcular MLVSS utilitzant TSS i FSS
19 * @param {number} tss - Sòlids Suspendits Totals en mg/L
20 * @param {number} fss - Sòlids Suspendits Fixos en mg/L
21 * @returns {number} MLVSS en mg/L
22 */
23function calculateMlvssFromFss(tss, fss) {
24 // Validar entrades
25 if (tss < 0 || fss < 0) {
26 throw new Error("Entrada no vàlida: TSS i FSS han de ser positius");
27 }
28 if (fss > tss) {
29 throw new Error("Entrada no vàlida: FSS no pot ser més gran que TSS");
30 }
31
32 // Calcular MLVSS
33 return tss - fss;
34}
351public class MlvssCalculator {
2 /**
3 * Calcular MLVSS utilitzant TSS i percentatge de VSS
4 *
5 * @param tss Sòlids Suspendits Totals en mg/L
6 * @param vssPercentage Percentatge de VSS (0-100)
7 * @return MLVSS en mg/L
8 * @throws IllegalArgumentException si les entrades són no vàlides
9 */
10 public static double calculateMlvssFromVssPercentage(double tss, double vssPercentage) {
11 // Validar entrades
12 if (tss < 0 || vssPercentage < 0 || vssPercentage > 100) {
13 throw new IllegalArgumentException("Entrada no vàlida: TSS ha de ser positiu i VSS% entre 0-100");
14 }
15
16 // Calcular MLVSS
17 return tss * (vssPercentage / 100);
18 }
19
20 /**
21 * Calcular MLVSS utilitzant TSS i FSS
22 *
23 * @param tss Sòlids Suspendits Totals en mg/L
24 * @param fss Sòlids Suspendits Fixos en mg/L
25 * @return MLVSS en mg/L
26 * @throws IllegalArgumentException si les entrades són no vàlides
27 */
28 public static double calculateMlvssFromFss(double tss, double fss) {
29 // Validar entrades
30 if (tss < 0 || fss < 0) {
31 throw new IllegalArgumentException("Entrada no vàlida: TSS i FSS han de ser positius");
32 }
33 if (fss > tss) {
34 throw new IllegalArgumentException("Entrada no vàlida: FSS no pot ser més gran que TSS");
35 }
36
37 // Calcular MLVSS
38 return tss - fss;
39 }
40}
41Un operador d'una planta de tractament d'aigües residuals mesura el següent:
Utilitzant el mètode del percentatge de VSS: MLVSS = 3,500 mg/L × (75% ÷ 100) = 2,625 mg/L
El mateix operador mesura:
Utilitzant el mètode de FSS: MLVSS = 3,500 mg/L - 875 mg/L = 2,625 mg/L
Un operador observa que la relació MLVSS/MLSS ha baixat del 0.75 al 0.60 durant el darrer mes:
Aquesta disminució podria indicar:
L'operador hauria d'investigar la causa i ajustar el procés en conseqüència.
El MLVSS (Sòlids Suspendits Volàtils de Llots Mixt) representa la fracció orgànica dels sòlids en suspensió en un procés de llot activat. És important perquè serveix com a indicador de la biomassa activa (microorganismes) responsable del tractament d'aigües residuals. El seguiment del MLVSS ajuda a optimitzar l'eficiència del tractament, controlar la producció de llot i assegurar una correcta eliminació de nutrients biològics.
MLSS (Sòlids Suspendits Mixts) mesura la concentració total de sòlids en suspensió al dipòsit d'aeració, incloent tant materials orgànics (volàtils) com inorgànics (fixos). MLVSS mesura només la porció volàtil (orgànica) de MLSS, que representa millor la biomassa activa. La relació és: MLSS = MLVSS + MLFSS (Sòlids Suspendits Fixos de Llots Mixts).
En sistemes convencionals de llot activat, la relació MLVSS/MLSS normalment varia del 0,65 al 0,85 (65-85%). Relacions més baixes poden indicar un alt contingut inorgànic o acumulació de sòlids inerts, mentre que relacions més altes suggereixen una biomassa predominantment orgànica. La relació varia segons les característiques de l'entrada, el procés de tractament i les condicions operatives.
El MLVSS es mesura mitjançant un procés de dues etapes:
Aquest procediment està estandarditzat en mètodes com els Mètodes Estàndard 2540E o el Mètode EPA 160.4.
Les concentracions òptimes de MLVSS varien segons el tipus de procés:
La concentració adequada depèn dels paràmetres de disseny, els objectius de tractament i les condicions operatives.
El MLVSS és el denominador en el càlcul de la relació Alimentació-Microorganisme (F/M):
Relació F/M = Càrrega de BOD d'entrada (kg/dia) ÷ MLVSS en el sistema (kg)
Concentracions més altes de MLVSS donen lloc a relacions F/M més baixes, promovent la respiració endògena i una millor sedimentació del llot. Concentracions més baixes de MLVSS condueixen a relacions F/M més altes, que poden causar creixement filamentós i mala sedimentació si són massa altes.
Disminucions en el MLVSS poden resultar de:
Sí, un MLVSS excessivament alt pot causar problemes com ara:
L'anàlisi de MLVSS hauria d'iniciar-se idealment dins de les 2 hores posteriors a la mostra per evitar canvis a causa de l'activitat biològica. Si no és possible l'anàlisi immediata, les mostres s'han de refrigerar a 4°C durant un màxim de 24 hores. Per a un emmagatzematge més llarg, les mostres s'han de preservar amb àcid sulfuric a pH < 2 i refrigerar, encara que això no és ideal per a la determinació de MLVSS.
La temperatura afecta el MLVSS de diverses maneres:
Els operadors sovint necessiten ajustar les taxes de rebuig estacionalment per mantenir les concentracions de MLVSS objectiu.
Water Environment Federation. (2018). Operació d'Instal·lacions de Recuperació d'Aigua, 7a Edició. McGraw-Hill Education.
Metcalf & Eddy, Inc. (2014). Enginyeria de Tractament d'Aigües Residuals: Tractament i Recuperació de Recursos, 5a Edició. McGraw-Hill Education.
American Public Health Association, American Water Works Association, & Water Environment Federation. (2017). Mètodes Estàndard per a l'Examen d'Aigua i Aigües Residuals, 23a Edició.
Jenkins, D., Richard, M. G., & Daigger, G. T. (2003). Manual sobre les Causes i el Control de la Floculació, Escuma i Altres Problemes de Separació de Sòlids en Llots Activats, 3a Edició. CRC Press.
U.S. Environmental Protection Agency. (2021). Full de Tecnologia de Tractament d'Aigües Residuals: Procés de Llots Activats. EPA 832-F-00-016.
Grady, C. P. L., Daigger, G. T., Love, N. G., & Filipe, C. D. M. (2011). Tractament Biològic d'Aigües Residuals, 3a Edició. CRC Press.
Water Environment Research Foundation. (2003). Mètodes per a la Caracterització d'Aigües Residuals en la Modelització de Llots Activats. Informe WERF 99-WWF-3.
Henze, M., van Loosdrecht, M. C. M., Ekama, G. A., & Brdjanovic, D. (2008). Tractament Biològic d'Aigües Residuals: Principis, Modelització i Disseny. IWA Publishing.
Proveu la nostra calculadora de MLVSS avui mateix per optimitzar el seguiment i control del vostre procés de tractament d'aigües residuals!
Descobreix més eines que podrien ser útils per al teu flux de treball