Apskaičiuokite mišrių skysčių volatilius suspenduotus kietuosius (MLVSS) nuotekų valymo įrenginiuose, naudojant TSS ir VSS procentus arba FSS metodus. Būtina aktyvuotos dumblo proceso stebėsenai ir kontrolei.
Apskaičiuokite mišrių skysčių volatilius suspenduotus kietuosius daleles (MLVSS) nuotekų valymo procesuose
Naudojant VSS procento metodą
Mišrių skysčių volatilius suspenduoti kietieji dalelės (MLVSS) yra pagrindinis parametras nuotekų valyme, kuris atspindi organinę suspenduotų kietųjų dalelių dalį aeracijos bake.
MLVSS naudojamas aktyvios biomasi kiekio sistemoje nustatymui, kuris yra svarbus biologinių valymo procesų stebėjimui ir kontrolei.
MLVSS galima apskaičiuoti naudojant VSS procentą nuo TSS arba atimant fiksuotas suspenduotas kietąsias daleles (FSS) iš bendrųjų suspenduotų kietųjų dalelių (TSS).
Mišrių skysčių volatilių suspenduotų kietųjų medžiagų (MLVSS) skaičiuoklė yra esminis įrankis nuotekų valymo įrenginių operatoriams, aplinkos inžinieriams ir tyrėjams, dirbantiems su aktyvintos dumblo procesais. MLVSS atspindi organinę suspenduotų kietųjų medžiagų dalį aeracijos rezervuaruose ir yra kritinis parametras biologinio valymo efektyvumui stebėti. Ši skaičiuoklė suteikia paprastą, tikslią metodiką MLVSS reikšmėms nustatyti, remiantis arba bendrųjų suspenduotų kietųjų medžiagų (TSS) ir volatilių suspenduotų kietųjų medžiagų procento (VSS%), arba TSS ir fiksuotų suspenduotų kietųjų medžiagų (FSS) matavimais.
Tinkamas MLVSS stebėjimas padeda optimizuoti valymo procesus, sumažinti eksploatavimo išlaidas ir užtikrinti atitiktį išleidimo kokybės standartams. Palaikydami tinkamus MLVSS lygius, nuotekų valymo įrenginiai gali pasiekti optimalų biologinių maistinių medžiagų šalinimą, sumažinti dumblo gamybą ir pagerinti bendrą valymo efektyvumą.
MLVSS galima apskaičiuoti naudojant du pagrindinius metodus, kuriuos palaiko ši skaičiuoklė:
Pirmasis metodas apskaičiuoja MLVSS, naudojant bendrųjų suspenduotų kietųjų medžiagų (TSS) koncentraciją ir volatilių suspenduotų kietųjų medžiagų procentą (VSS%):
Kur:
Antrasis metodas apskaičiuoja MLVSS, atimant fiksuotas suspenduotas kietąsias medžiagas (FSS) iš bendrųjų suspenduotų kietųjų medžiagų (TSS):
Kur:
Abu metodai duoda tą pačią reikšmę, kai matavimai yra tikslūs, nes VSS ir FSS yra papildomi TSS komponentai:
Įveskite bendrą suspenduotų kietųjų medžiagų (TSS): Įveskite savo matuotą TSS vertę mg/L.
Pasirinkite skaičiavimo metodą:
Įveskite papildomą parametrą:
Peržiūrėkite rezultatus: Skaičiuoklė automatiškai parodys apskaičiuotą MLVSS vertę mg/L.
Formulės vizualizacija: Po rezultato pamatysite naudojamą formulę ir skaičiavimo žingsnius.
Skaičiuoklė atlieka šias validacijas vartotojo įvestims:
Jei bet kuri validacija nepavyksta, klaidos pranešimas padės jums ištaisyti įvestį.
MLVSS atspindi organinę suspenduotų kietųjų medžiagų dalį aktyvintos dumblo proceso aeracijos rezervuare. Tai yra proxy matavimas aktyviam biomasi (mikroorganizmams), atsakingiems už organinių medžiagų ir maistinių medžiagų biodegradaciją nuotekose.
MLVSS ir MLSS (Mišrių skysčių suspenduotų kietųjų medžiagų) santykis paprastai svyruoja nuo 0,65 iki 0,85 (65-85%) įprastose aktyvintos dumblo sistemose, su variacijomis, priklausomai nuo įtakos charakteristikų, valymo proceso ir eksploatavimo sąlygų.
MLVSS koncentracija yra pagrindinis parametras, naudojamas apskaičiuoti:
MLVSS stebėjimas yra labai svarbus palaikant optimalias biologinio valymo sąlygas. Įrenginių operatoriai naudoja MLVSS duomenis, kad:
Reguliuotų F/M santykį: Kontroliuodami MLVSS koncentraciją, palyginti su atvykstančiu organiniu krūviu (BOD arba COD), operatoriai gali palaikyti norimą F/M santykį optimaliai valymo efektyvumui.
Valdytų dumblo amžių: MLVSS matavimai padeda nustatyti tinkamą švaistymo normą, kad būtų palaikomas tikslinis kietųjų medžiagų išlaikymo laikas (SRT).
Optimizuotų aeraciją: MLVSS lygiai informuoja deguonies poreikio skaičiavimus, leidžiančius energiją taupančiai aeracijos kontrolei.
Stebėtų biomasią: Staigūs MLVSS ar MLVSS/MLSS santykio pokyčiai gali rodyti problemas su biomasių gyvybingumu ar proceso slopinimu.
Maisto ir mikroorganizmų (F/M) santykis apskaičiuojamas kaip:
Nuotekų valymo įrenginiui su:
F/M santykis būtų:
Aplinkos inžinieriai ir tyrėjai naudoja MLVSS duomenis:
Proceso projektavimui: Aeracijos rezervuarų ir antrinių nusodintuvų dydžio nustatymui, remiantis tiksliniais MLVSS koncentracijomis.
Kinetinėms studijoms: Biodegradacijos greičių ir mikrobinio augimo parametrų nustatymui.
Proceso modeliavimui: Aktyvintos dumblo modelių kalibravimui proceso simuliacijai ir optimizavimui.
Technologijų vertinimui: Skirtingų valymo technologijų ar eksploatavimo strategijų palyginimui.
MLVSS stebėjimas palaiko atitiktį aplinkos reglamentams:
Užtikrinant tinkamą valymą: Palaikant tinkamus MLVSS lygius, padeda pasiekti reikalaujamą išleidimo kokybę.
Dokumentuojant proceso kontrolę: MLVSS duomenys rodo tinkamą proceso kontrolę reguliavimo agentūroms.
Problemos sprendimui dėl atitikties: MLVSS tendencijos gali padėti nustatyti išleidimo kokybės problemų priežastis.
Nors MLVSS yra plačiai naudojamas, kiti parametrai gali suteikti papildomos arba alternatyvios informacijos apie biomasią nuotekų valyme:
ATP (adenozino trifosfatas): Pateikia tiesioginį aktyvios biomasių matavimą, kiekybiškai įvertinant ląstelių energijos nešiklius.
DNR kiekybė: Suteikia tikslius mikrobinės biomasių matavimus per nukleino rūgšties kiekybinius įvertinimus.
Respirometrija: Matuoja deguonies suvartojimo greitį (OUR), kad tiesiogiai įvertintų biologinę veiklą.
FISH (fluorescencinė in situ hibridizacija): Leidžia identifikuoti ir kiekybiškai įvertinti specifines mikrobinės populiacijas.
COD frakcionavimas: Charakterizuoja skirtingas biodegraduojamas frakcijas biomasėje.
Šios alternatyvos gali suteikti tikslesnės informacijos, tačiau paprastai reikalauja sudėtingesnės įrangos ir ekspertizės, palyginti su santykinai paprastu MLVSS testu.
Konceptas matuoti volatilius suspenduotus kietuosius medžiagas kaip biologinės veiklos rodiklį nuotekų valyme išsivystė kartu su aktyvintos dumblo procesų plėtra:
XX a. pradžia: Aktyvintos dumblo procesas buvo sukurtas 1910-aisiais Ardern ir Lockett Manchesterio, Anglijoje. Pradinė proceso kontrolė priklausė pirmiausia nuo vizualinių stebėjimų ir nusodinimo testų.
1930-1940 m.: Kai supratimas apie mikrobinės procesus pagerėjo, tyrėjai pradėjo atskirti organinę (volatilinę) ir neorganinę (fiksuotą) suspenduotų kietųjų medžiagų dalis.
1950-1960 m.: MLVSS tapo standartiniu parametru, skirtu kiekybiškai įvertinti biomasę aktyvintos dumblo sistemose, o metodai buvo standartizuoti tokiuose leidiniuose kaip „Standartiniai metodai vandens ir nuotekų tyrimams“.
1970-1980 m.: Santykis tarp MLVSS ir valymo efektyvumo buvo plačiai tirtas, sukuriant projektavimo ir eksploatavimo gaires, paremtas tokiais parametrais kaip F/M santykis ir SRT.
1990-iki dabar: Išplėstas mikrobinės ekologijos ir metabolizmo supratimas leido sukurti sudėtingesnius modelius ir kontrolės strategijas, nors MLVSS išlieka pagrindiniu parametru dėl savo paprastumo ir patikimumo.
Šiandien, nors egzistuoja pažangesnės technikos biomasių charakterizavimui, MLVSS ir toliau plačiai naudojamas nuotekų valymo operacijose dėl savo praktiškumo, nustatytų koreliacijų su efektyvumu ir santykinai paprastos analitinės procedūros.
Štai pavyzdžiai, kaip apskaičiuoti MLVSS naudojant skirtingas programavimo kalbas:
1' Excel formulė MLVSS skaičiavimui naudojant VSS procentą
2Function MLVSS_from_VSS_Percentage(TSS As Double, VSS_Percentage As Double) As Double
3 ' Validuoti įvestis
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 ' Apskaičiuoti MLVSS
10 MLVSS_from_VSS_Percentage = TSS * (VSS_Percentage / 100)
11End Function
12
13' Excel formulė MLVSS skaičiavimui naudojant FSS
14Function MLVSS_from_FSS(TSS As Double, FSS As Double) As Double
15 ' Validuoti įvestis
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 ' Apskaičiuoti MLVSS
22 MLVSS_from_FSS = TSS - FSS
23End Function
24
1def calculate_mlvss_from_vss_percentage(tss, vss_percentage):
2 """
3 Apskaičiuoti MLVSS naudojant TSS ir VSS procentą
4
5 Args:
6 tss (float): Bendros suspenduotos kietosios medžiagos mg/L
7 vss_percentage (float): VSS procentas (0-100)
8
9 Returns:
10 float: MLVSS mg/L
11 """
12 # Validuoti įvestis
13 if tss < 0 or vss_percentage < 0 or vss_percentage > 100:
14 raise ValueError("Neteisinga įvestis: TSS turi būti teigiamas ir VSS% tarp 0-100")
15
16 # Apskaičiuoti MLVSS
17 return tss * (vss_percentage / 100)
18
19def calculate_mlvss_from_fss(tss, fss):
20 """
21 Apskaičiuoti MLVSS naudojant TSS ir FSS
22
23 Args:
24 tss (float): Bendros suspenduotos kietosios medžiagos mg/L
25 fss (float): Fiksuotos suspenduotos kietosios medžiagos mg/L
26
27 Returns:
28 float: MLVSS mg/L
29 """
30 # Validuoti įvestis
31 if tss < 0 or fss < 0:
32 raise ValueError("Neteisinga įvestis: TSS ir FSS turi būti teigiami")
33 if fss > tss:
34 raise ValueError("Neteisinga įvestis: FSS negali būti didesnis už TSS")
35
36 # Apskaičiuoti MLVSS
37 return tss - fss
38
1/**
2 * Apskaičiuoti MLVSS naudojant TSS ir VSS procentą
3 * @param {number} tss - Bendros suspenduotos kietosios medžiagos mg/L
4 * @param {number} vssPercentage - VSS procentas (0-100)
5 * @returns {number} MLVSS mg/L
6 */
7function calculateMlvssFromVssPercentage(tss, vssPercentage) {
8 // Validuoti įvestis
9 if (tss < 0 || vssPercentage < 0 || vssPercentage > 100) {
10 throw new Error("Neteisinga įvestis: TSS turi būti teigiamas ir VSS% tarp 0-100");
11 }
12
13 // Apskaičiuoti MLVSS
14 return tss * (vssPercentage / 100);
15}
16
17/**
18 * Apskaičiuoti MLVSS naudojant TSS ir FSS
19 * @param {number} tss - Bendros suspenduotos kietosios medžiagos mg/L
20 * @param {number} fss - Fiksuotos suspenduotos kietosios medžiagos mg/L
21 * @returns {number} MLVSS mg/L
22 */
23function calculateMlvssFromFss(tss, fss) {
24 // Validuoti įvestis
25 if (tss < 0 || fss < 0) {
26 throw new Error("Neteisinga įvestis: TSS ir FSS turi būti teigiami");
27 }
28 if (fss > tss) {
29 throw new Error("Neteisinga įvestis: FSS negali būti didesnis už TSS");
30 }
31
32 // Apskaičiuoti MLVSS
33 return tss - fss;
34}
35
1public class MlvssCalculator {
2 /**
3 * Apskaičiuoti MLVSS naudojant TSS ir VSS procentą
4 *
5 * @param tss Bendros suspenduotos kietosios medžiagos mg/L
6 * @param vssPercentage VSS procentas (0-100)
7 * @return MLVSS mg/L
8 * @throws IllegalArgumentException jei įvestys neteisingos
9 */
10 public static double calculateMlvssFromVssPercentage(double tss, double vssPercentage) {
11 // Validuoti įvestis
12 if (tss < 0 || vssPercentage < 0 || vssPercentage > 100) {
13 throw new IllegalArgumentException("Neteisinga įvestis: TSS turi būti teigiamas ir VSS% tarp 0-100");
14 }
15
16 // Apskaičiuoti MLVSS
17 return tss * (vssPercentage / 100);
18 }
19
20 /**
21 * Apskaičiuoti MLVSS naudojant TSS ir FSS
22 *
23 * @param tss Bendros suspenduotos kietosios medžiagos mg/L
24 * @param fss Fiksuotos suspenduotos kietosios medžiagos mg/L
25 * @return MLVSS mg/L
26 * @throws IllegalArgumentException jei įvestys neteisingos
27 */
28 public static double calculateMlvssFromFss(double tss, double fss) {
29 // Validuoti įvestis
30 if (tss < 0 || fss < 0) {
31 throw new IllegalArgumentException("Neteisinga įvestis: TSS ir FSS turi būti teigiami");
32 }
33 if (fss > tss) {
34 throw new IllegalArgumentException("Neteisinga įvestis: FSS negali būti didesnis už TSS");
35 }
36
37 // Apskaičiuoti MLVSS
38 return tss - fss;
39 }
40}
41
Nuotekų valymo įrenginio operatorius matuoja šiuos duomenis:
Naudojant VSS procento metodą: MLVSS = 3,500 mg/L × (75% ÷ 100) = 2,625 mg/L
Tas pats operatorius matuoja:
Naudojant FSS metodą: MLVSS = 3,500 mg/L - 875 mg/L = 2,625 mg/L
Operatorius pastebi, kad MLVSS/MLSS santykis sumažėjo iš 0.75 iki 0.60 per pastarąjį mėnesį:
Šis sumažėjimas gali rodyti:
Operatorius turėtų ištirti priežastį ir atitinkamai koreguoti procesą.
MLVSS (Mišrių skysčių volatilių suspenduotų kietųjų medžiagų) atspindi organinę suspenduotų kietųjų medžiagų dalį aktyvintos dumblo procese. Jis svarbus, nes tarnauja kaip aktyvios biomasės (mikroorganizmų) rodiklis, atsakingas už nuotekų valymą. MLVSS stebėjimas padeda optimizuoti valymo efektyvumą, kontroliuoti dumblo gamybą ir užtikrinti tinkamą biologinių maistinių medžiagų šalinimą.
MLSS (Mišrių skysčių suspenduotų kietųjų medžiagų) matuoja bendrą suspenduotų kietųjų medžiagų koncentraciją aeracijos rezervuare, įskaitant tiek organines (volatilines), tiek neorganines (fiksuotas) medžiagas. MLVSS matuoja tik volatilią (organinę) MLSS dalį, kuri geriau atspindi aktyvią biomasę. Santykis yra: MLSS = MLVSS + MLFSS (Mišrių skysčių fiksuotų suspenduotų kietųjų medžiagų).
Įprastose aktyvintos dumblo sistemose MLVSS/MLSS santykis paprastai svyruoja nuo 0,65 iki 0,85 (65-85%). Mažesni santykiai gali rodyti didelį neorganinių medžiagų kiekį arba inertinių kietųjų medžiagų kaupimąsi, o didesni santykiai rodo, kad dominuoja organinė biomasė. Santykis skiriasi priklausomai nuo įtakos charakteristikų, valymo proceso ir eksploatavimo sąlygų.
MLVSS matuojamas per dvi etapas:
Ši procedūra yra standartizuota tokiuose metoduose kaip Standartiniai metodai 2540E arba EPA metodas 160.4.
Optimalios MLVSS koncentracijos skiriasi priklausomai nuo proceso tipo:
Tinkama koncentracija priklauso nuo projektavimo parametrų, valymo tikslų ir eksploatavimo sąlygų.
MLVSS yra skaičiavimo maisto ir mikroorganizmų (F/M) santykio daliklis:
F/M santykis = Atvykstančio BOD krūvis (kg/dieną) ÷ MLVSS sistemoje (kg)
Didesnės MLVSS koncentracijos lemia mažesnius F/M santykius, skatinančius endogeninį kvėpavimą ir geresnį dumblo nusodinimą. Mažesnės MLVSS koncentracijos lemia didesnius F/M santykius, kurie gali sukelti filamentinį augimą ir prastą nusodinimą, jei per dideli.
MLVSS sumažėjimas gali būti dėl:
Taip, per didelis MLVSS gali sukelti problemų, įskaitant:
MLVSS analizė turėtų prasidėti per 2 valandas po mėginio paėmimo, kad būtų išvengta pokyčių dėl biologinės veiklos. Jei nedelsiant analizuoti neįmanoma, mėginiai turėtų būti laikomi šaldytuve 4°C temperatūroje iki 24 valandų. Ilgesniam laikymui mėginiai turėtų būti išsaugoti su sieros rūgštimi, kad pH būtų < 2 ir laikomi šaldytuve, nors tai nėra idealu MLVSS nustatymui.
Temperatūra veikia MLVSS keliais būdais:
Operatoriai dažnai turi reguliuoti švaistymo normas sezoniniu pagrindu, kad palaikytų tikslines MLVSS koncentracijas.
Water Environment Federation. (2018). Nuotekų valymo įrenginių veikla, 7-asis leidimas. McGraw-Hill Education.
Metcalf & Eddy, Inc. (2014). Nuotekų inžinerija: Valymas ir išteklių atgavimo, 5-asis leidimas. McGraw-Hill Education.
American Public Health Association, American Water Works Association, & Water Environment Federation. (2017). Standartiniai metodai vandens ir nuotekų tyrimams, 23-iasis leidimas.
Jenkins, D., Richard, M. G., & Daigger, G. T. (2003). Vadovas dėl aktyvinto dumblo pūtimo, putojimo ir kitų kietųjų medžiagų atskyrimo problemų priežasčių ir kontrolės, 3-iasis leidimas. CRC Press.
U.S. Environmental Protection Agency. (2021). Nuotekų technologijų faktų lapas: Aktyvintos dumblo procesas. EPA 832-F-00-016.
Grady, C. P. L., Daigger, G. T., Love, N. G., & Filipe, C. D. M. (2011). Biologinis nuotekų valymas, 3-iasis leidimas. CRC Press.
Water Environment Research Foundation. (2003). Nuotekų charakterizavimo metodai aktyvinto dumblo modeliavimo. WERF ataskaita 99-WWF-3.
Henze, M., van Loosdrecht, M. C. M., Ekama, G. A., & Brdjanovic, D. (2008). Biologinis nuotekų valymas: Principai, modeliavimas ir projektavimas. IWA Publishing.
Išbandykite mūsų MLVSS skaičiuoklę šiandien, kad optimizuotumėte nuotekų valymo proceso stebėjimą ir kontrolę!
Raskite daugiau įrankių, kurie gali būti naudingi jūsų darbo eiga.