MLVSS kalkulaator reoveepuhastusprotsessi juhtimiseks

Arvutage segatud vedeliku lenduvad suspendeeritud tahked ained (MLVSS) reoveepuhastusjaamades TSS ja VSS protsentide või FSS meetodite abil. Oluline aktiveeritud muda protsessi jälgimiseks ja juhtimiseks.

MLVSS Kalkulaator

Kalkuleeri segatud vedeliku lenduvad suspendeeritud tahked ained (MLVSS) reoveepuhastusprotsesside jaoks

Sisendparameetrid

mg/L
%

Tulemused

Kopeeri lõikelauale
0.00 mg/L

Kalkulatsiooni valem

Kasutades VSS protsendi meetodit

MLVSS = TSS × (VSS% ÷ 100)
MLVSS = 0.00 × (0.00 ÷ 100)
MLVSS = 0.00 × 0.0000
MLVSS = 0.00 mg/L

Mis on MLVSS?

Segatud vedeliku lenduvad suspendeeritud tahked ained (MLVSS) on oluline parameeter reoveepuhastuses, mis esindab orgaanilist osa suspendeeritud tahketest ainetest õhutustankis.

MLVSS-i kasutatakse aktiivse biomassi koguse määramiseks süsteemis, mis on oluline bioloogiliste töötlemisprotsesside jälgimiseks ja juhtimiseks.

MLVSS-i saab arvutada kas TSS-i VSS protsendi kasutamisega või fikseeritud suspendeeritud tahkete ainete (FSS) lahutamisega kokku suspendeeritud tahketest ainetest (TSS).

📚

Dokumentatsioon

MLVSS Kalkulaator Jäätmeveepuhastusele

Sissejuhatus

Segatud vedeliku lenduvad suspendeeritud tahked ained (MLVSS) kalkulaator on hädavajalik tööriist jäätmeveepuhastusjaamade operaatoritele, keskkonnainseneridele ja teadlastele, kes töötavad aktiveeritud muda protsessidega. MLVSS esindab orgaanilist fraktsiooni suspendeeritud tahketest ainetest aeratsioonitankides ja on kriitiline parameeter bioloogilise töötlemise efektiivsuse jälgimiseks. See kalkulaator pakub lihtsat ja täpset meetodit MLVSS väärtuste määramiseks, tuginedes kas kogususpendeeritud tahkete ainete (TSS) ja lenduvate suspendeeritud tahkete ainete protsendile (VSS%) või TSS ja fikseeritud suspendeeritud tahkete ainete (FSS) mõõtmistele.

Õige MLVSS jälgimine aitab optimeerida töötlemisprotsesse, vähendada tegevuskulusid ja tagada vastavus heitvee kvaliteedi standarditele. Hoides sobivaid MLVSS tasemeid, saavad jäätmeveepuhastusjaamad saavutada optimaalse bioloogilise toitainete eemaldamise, vähendada muda tootmist ja parandada üldist töötlemise efektiivsust.

MLVSS Kalkulatsiooni Meetodid

MLVSS-i saab arvutada kahe peamise meetodi abil, millest mõlemat toetab see kalkulaator:

VSS Protsendi Meetod

Esimene meetod arvutab MLVSS-i, kasutades kogususpendeeritud tahkete ainete (TSS) kontsentratsiooni ja lenduvate suspendeeritud tahkete ainete protsenti (VSS%):

MLVSS=TSS×VSS%100\text{MLVSS} = \text{TSS} \times \frac{\text{VSS\%}}{100}

Kus:

  • MLVSS = Segatud vedeliku lenduvad suspendeeritud tahked ained (mg/L)
  • TSS = Kogususpendeeritud tahked ained (mg/L)
  • VSS% = Lenduvate suspendeeritud tahkete ainete protsent (%)

FSS Meetod

Teine meetod arvutab MLVSS-i, lahutades fikseeritud suspendeeritud tahked ained (FSS) kogususpendeeritud tahketest ainetest (TSS):

MLVSS=TSSFSS\text{MLVSS} = \text{TSS} - \text{FSS}

Kus:

  • MLVSS = Segatud vedeliku lenduvad suspendeeritud tahked ained (mg/L)
  • TSS = Kogususpendeeritud tahked ained (mg/L)
  • FSS = Fikseeritud suspendeeritud tahked ained (mg/L)

Mõlemad meetodid annavad sama tulemuse, kui mõõtmised on täpsed, kuna VSS ja FSS on TSS-i täiendavad komponendid:

TSS=VSS+FSS\text{TSS} = \text{VSS} + \text{FSS}

Kuidas Seda Kalkulaatorit Kasutada

  1. Sisestage Kogususpendeeritud Tahked Ained (TSS): Sisestage oma mõõdetud TSS väärtus mg/L.

  2. Valige Kalkulatsiooni Meetod:

    • Valige "Kasutades VSS Protsenti", kui teil on VSS% andmed
    • Valige "Kasutades Fikseeritud Suspendeeritud Tahkeid Aineid (FSS)", kui teil on FSS mõõtmised
  3. Sisestage Täiendav Parameeter:

    • Kui kasutate VSS Protsendi meetodit: Sisestage VSS protsent (0-100%)
    • Kui kasutate FSS meetodit: Sisestage FSS väärtus mg/L
  4. Vaadake Tulemusi: Kalkulaator kuvab automaatselt arvutatud MLVSS väärtuse mg/L.

  5. Valemite Visualiseerimine: Tulemuste all näete kasutatud valemit ja arvutamise samme.

Sisendi Kontroll

Kalkulaator viib läbi järgmised kontrollid kasutaja sisendite osas:

  • TSS peab olema positiivne number (≥ 0 mg/L)
  • VSS protsent peab olema vahemikus 0 kuni 100%
  • FSS peab olema positiivne number (≥ 0 mg/L)
  • FSS ei tohi ületada TSS-i (kuna FSS on TSS-i komponent)

Kui mõni kontroll ebaõnnestub, juhendab veateade teid sisendi parandamisel.

MLVSS-i Mõistmine Jäätmeveepuhastuses

MLVSS esindab orgaanilist fraktsiooni suspendeeritud tahketest ainetest aktiveeritud muda protsessi aeratsioonitankis. See toimib proxy mõõtmena aktiivse biomassi (mikroorganismide) jaoks, mis vastutavad orgaanilise aine ja toitainete biolagundamise eest jäätmevees.

MLVSS ja MLSS (segatud vedeliku suspendeeritud tahked ained) suhe jääb tavaliselt vahemikku 0,65 kuni 0,85 (65-85%) traditsioonilistes aktiveeritud muda süsteemides, kusjuures variatsioonid sõltuvad sissetuleva vee omadustest, töötlemisprotsessist ja tegevusoludest.

MLVSS kontsentratsioon on võtmeparameeter, mida kasutatakse arvutamiseks:

  • Toidu ja Mikroorganismide (F/M) suhe
  • Muda vanus või tahkete ainete säilitamise aeg (SRT)
  • Biomassi saagikus ja muda tootmiskiirus
  • Hapniku nõudlus bioloogiliseks töötlemiseks

Kasutuse Näited

Protsessi Kontroll ja Optimeerimine

MLVSS-i jälgimine on hädavajalik, et säilitada optimaalsed bioloogilised töötlemistingimused. Tehase operaatorid kasutavad MLVSS andmeid, et:

  1. Kohandada F/M Suhet: Kontrollides MLVSS kontsentratsiooni võrreldes sissetuleva orgaanilise koormusega (BOD või COD), saavad operaatorid säilitada soovitud F/M suhet optimaalse töötlemise efektiivsuse saavutamiseks.

  2. Haldada Muda Vanust: MLVSS mõõtmised aitavad määrata sobivat raiskamise määra, et säilitada sihtmärgiks tahkete ainete säilitamise aeg (SRT).

  3. Optimeerida Aeratsiooni: MLVSS tasemed informeerivad hapniku nõudluse arvutusi, võimaldades energiatõhusat aeratsiooni kontrolli.

  4. Jälgida Biomassi Tervist: Äkilised muutused MLVSS-is või MLVSS/MLSS suhtes võivad viidata probleemidele biomassi elujõudluses või protsessi inhibeerimises.

Näide: F/M Suhe

Toidu ja Mikroorganismide (F/M) suhe arvutatakse järgmiselt:

F/M Suhe=Sissetulev BOD (kg/pa¨ev)MLVSS (kg)\text{F/M Suhe} = \frac{\text{Sissetulev BOD (kg/päev)}}{\text{MLVSS (kg)}}

Jäätmeveepuhastusjaamas, kus:

  • Sissetulev vool = 10,000 m³/päev
  • Sissetulev BOD = 250 mg/L
  • Aeratsioonitankide maht = 2,000 m³
  • MLVSS = 2,500 mg/L

F/M suhe oleks:

  • Sissetulev BOD koormus = 10,000 m³/päev × 250 mg/L ÷ 1,000,000 = 2,500 kg/päev
  • MLVSS mass = 2,000 m³ × 2,500 mg/L ÷ 1,000,000 = 5,000 kg
  • F/M suhe = 2,500 kg/päev ÷ 5,000 kg = 0.5 päev⁻¹

Uurimis- ja Disainirakendused

Keskkonnainsenerid ja teadlased kasutavad MLVSS andmeid:

  1. Protsessi Kavandamine: Aeratsioonitankide ja sekundaarsete selgitite suuruse määramine sihtmärgiks MLVSS kontsentratsioonide põhjal.

  2. Kineetilised Uuringud: Biolagundamiskiirus ja mikroobide kasvuparametrite määramine.

  3. Protsessi Modelleerimine: Aktiveeritud muda mudelite kalibreerimine protsessi simuleerimiseks ja optimeerimiseks.

  4. Tehnoloogia Hindamine: Erinevate töötlemistehnoloogiate või tegevusstrateegiate võrdlemine.

Regulatiivne Vastavus

MLVSS-i jälgimine toetab keskkonnaregulatsioonide järgimist:

  1. Korrektse Töötlemise Tagamine: Sobivate MLVSS tasemete säilitamine aitab saavutada nõutud heitvee kvaliteeti.

  2. Protsessi Kontrolli Dokumenteerimine: MLVSS andmed näitavad regulatiivsetele asutustele õiget protsessi kontrolli.

  3. Regulatiivsete Probleemide Lahendamine: MLVSS trendid võivad aidata tuvastada heitvee kvaliteedi probleemide põhjuseid.

Alternatiivid MLVSS-ile

Kuigi MLVSS on laialdaselt kasutusel, võivad muud parameetrid anda täiendavat või alternatiivset teavet biomassi kohta jäätmeveepuhastuses:

  1. ATP (Adenosiinitrifosfaat): Pakub otsest mõõtmist aktiivse biomassi kohta, kvantifitseerides rakulised energia kandjad.

  2. DNA Kvantifitseerimine: Pakub täpset mõõtmist mikroobide biomassi määramisel nukleiinhapete kvantifitseerimise kaudu.

  3. Respiromeetria: Mõõdab hapniku tarbimise määra (OUR), et hinnata bioloogilist aktiivsust otse.

  4. FISH (Fluorestsentsi In Situ Hübriidimine): Võimaldab tuvastada ja kvantifitseerida konkreetseid mikroobide populatsioone.

  5. COD Fraktsioneerimine: Iseloomustab erinevaid biolagundatavaid fraktsioone biomassis.

Need alternatiivid võivad pakkuda spetsiifilisemat teavet, kuid tavaliselt nõuavad need keerukamat varustust ja ekspertteadmisi võrreldes suhteliselt lihtsa MLVSS testiga.

MLVSS Ajalugu Jäätmeveepuhastuses

Lenduvate suspendeeritud tahkete ainete mõõtmise kontseptsioon bioloogilise aktiivsuse indikaatorina jäätmeveepuhastuses arenes koos aktiveeritud muda protsesside arenguga:

  1. 20. Sajandi Algus: Aktiveeritud muda protsess töötati välja 1910. aastatel Arderni ja Locketti poolt Manchesteris, Inglismaal. Algne protsessi kontroll põhines peamiselt visuaalsetel vaatlustel ja settimistestidel.

  2. 1930-1940: Aja jooksul, kui arusaam mikroobiprotsessidest paranes, hakkasid teadlased eristama orgaanilisi (lenduvaid) ja anorgaanilisi (fikseeritud) fraktsioone suspendeeritud tahketest ainetest.

  3. 1950-1960: MLVSS sai standardseks parameetriks, et kvantifitseerida biomassi aktiveeritud muda süsteemides, kus meetodid standardiseeriti sellistes väljaannetes nagu "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater".

  4. 1970-1980: Suhte vahel MLVSS ja töötlemise efektiivsuse vahel uuriti ulatuslikult, viies disaini ja tegevusjuhiste koostamiseni parameetrite, nagu F/M suhe ja SRT, põhjal.

  5. 1990- Praeguseni: Täiustatud arusaam mikroobide ökoloogiast ja metabolismist on viinud keerukamate mudelite ja kontrollistrateegiate väljatöötamiseni, kuigi MLVSS jääb fundamentaalseks parameetriks oma lihtsuse ja usaldusväärsuse tõttu.

Tänapäeval, kuigi eksisteerivad keerukamad tehnikad biomassi iseloomustamiseks, jätkab MLVSS laialdast kasutamist jäätmeveepuhastusprotsessides tänu oma praktilisusele, kehtestatud seostele töötlemise efektiivsusega ja suhteliselt lihtsale analüütilisele protseduurile.

Koodinäited MLVSS Kalkulatsiooniks

Siin on näited, kuidas arvutada MLVSS erinevates programmeerimiskeeltes:

1' Exceli valem MLVSS kalkulatsiooni jaoks VSS protsendi kasutamisel
2Function MLVSS_from_VSS_Percentage(TSS As Double, VSS_Percentage As Double) As Double
3    ' Kontrolli sisendeid
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    ' Arvuta MLVSS
10    MLVSS_from_VSS_Percentage = TSS * (VSS_Percentage / 100)
11End Function
12
13' Exceli valem MLVSS kalkulatsiooni jaoks FSS kasutamisel
14Function MLVSS_from_FSS(TSS As Double, FSS As Double) As Double
15    ' Kontrolli sisendeid
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    ' Arvuta MLVSS
22    MLVSS_from_FSS = TSS - FSS
23End Function
24

Praktikakohased Näited

Näide 1: VSS Protsendi Meetodi Kasutamine

Jäätmeveepuhastusjaama operaator mõõdab järgmist:

  • TSS aeratsioonitankis = 3,500 mg/L
  • VSS protsent = 75%

Kasutades VSS protsendi meetodit: MLVSS = 3,500 mg/L × (75% ÷ 100) = 2,625 mg/L

Näide 2: FSS Meetodi Kasutamine

Sama operaator mõõdab:

  • TSS aeratsioonitankis = 3,500 mg/L
  • FSS aeratsioonitankis = 875 mg/L

Kasutades FSS meetodit: MLVSS = 3,500 mg/L - 875 mg/L = 2,625 mg/L

Näide 3: MLVSS/MLSS Suhte Probleemide Lahendamine

Operaator märkab, et MLVSS/MLSS suhe on langenud 0.75-lt 0.60-le viimase kuu jooksul:

  • Praegune TSS = 3,200 mg/L
  • Praegune VSS% = 60%
  • Praegune MLVSS = 1,920 mg/L

See langus võib viidata:

  • Suurenenud anorgaaniliste tahkete ainete tõttu tööstuslikust heitest
  • Inertsete tahkete ainete akumuleerumisele ebapiisava raiskamise tõttu
  • Bioloogilise aktiivsuse vähenemisele toksilisuse tõttu

Operaator peaks uurima põhjust ja kohandama protsessi vastavalt.

Korduma Kippuvad Küsimused

Mis on MLVSS ja miks see on oluline?

MLVSS (Segatud vedeliku lenduvad suspendeeritud tahked ained) esindab orgaanilist fraktsiooni suspendeeritud tahketest ainetest aktiveeritud muda protsessis. See on oluline, kuna see toimib aktiivse biomassi (mikroorganismide) indikaatorina, mis vastutavad jäätmevee töötlemise eest. MLVSS-i jälgimine aitab optimeerida töötlemise efektiivsust, kontrollida muda tootmist ja tagada õige bioloogilise toitainete eemaldamise.

Mis on MLSS ja MLVSS vahe?

MLSS (Segatud vedeliku suspendeeritud tahked ained) mõõdab kogususpendeeritud tahkete ainete kontsentratsiooni aeratsioonitankis, sealhulgas nii orgaanilisi (lenduvaid) kui ka anorgaanilisi (fikseeritud) aineid. MLVSS mõõdab ainult lenduvat (orgaanilist) osa MLSS-ist, mis esindab paremini aktiivset biomassi. Suhe on: MLSS = MLVSS + MLFSS (Segatud vedeliku fikseeritud suspendeeritud tahked ained).

Mis on tüüpiline MLVSS/MLSS suhe?

Traditsioonilistes aktiveeritud muda süsteemides jääb MLVSS/MLSS suhe tavaliselt vahemikku 0.65 kuni 0.85 (65-85%). Madalamad suhted võivad viidata kõrgele anorgaanilisele sisule või inertsete tahkete ainete akumuleerumisele, samas kui kõrgemad suhted viitavad peamiselt orgaanilisele biomassist. Suhe varieerub sõltuvalt sissetuleva vee omadustest, töötlemisprotsessist ja tegevusoludest.

Kuidas MLVSS-i mõõdetakse laboris?

MLVSS-i mõõdetakse kaheastmelise protsessi kaudu:

  1. Proov filtreeritakse klaaskiudfiltri kaudu, kuivatatakse temperatuuril 103-105°C ja kaalutakse, et määrata MLSS.
  2. Sama filter põletatakse 550°C temperatuuril mufli ahjus, põletades orgaanilise aine, ja kaalutakse uuesti.
  3. Kaalukaotus põletamise ajal esindab lenduvat osa (MLVSS).

See protseduur on standardiseeritud meetodites, nagu Standard Methods 2540E või EPA meetod 160.4.

Millised MLVSS kontsentratsioonid tuleks aktiveeritud muda protsessis säilitada?

Optimaalsed MLVSS kontsentratsioonid varieeruvad protsessitüübi järgi:

  • Traditsiooniline aktiveeritud muda: 1,500-3,500 mg/L
  • Pikendatud aeratsioon: 2,000-5,000 mg/L
  • Membrane bioreaktorid (MBR): 8,000-12,000 mg/L
  • Järjekorra batch reaktorid (SBR): 2,000-4,000 mg/L

Sobiv kontsentratsioon sõltub disainiparameetritest, töötlemise eesmärkidest ja tegevusoludest.

Kuidas MLVSS mõjutab F/M suhet?

MLVSS on toidu ja mikroorganismide (F/M) suhte arvutamisel nimetaja:

F/M Suhe = Sissetulev BOD Koormus (kg/päev) ÷ MLVSS süsteemis (kg)

Kõrgemad MLVSS kontsentratsioonid toovad kaasa madalamad F/M suhted, edendades endogeenset hingamist ja paremat muda settimist. Madalamad MLVSS kontsentratsioonid toovad kaasa kõrgemad F/M suhted, mis võivad põhjustada filamentsete kasvu ja halba settimist, kui need on liiga kõrged.

Mis põhjustab MLVSS-i langust aktiveeritud muda süsteemis?

MLVSS-i langused võivad tuleneda:

  • Liigsest muda raiskamisest
  • Toksilisest sissetulekust, mis tapab biomassi
  • Endogeense lagunemise ületamisest kasvu ajal madala koormuse perioodidel
  • Hüdraulilisest pesemisest kõrge vooluürituste ajal
  • Suurenenud anorgaanilisest sisust sissetulevas vees
  • Toitainete ebapiisav varustus, mis piirab bioloogilist kasvu

Kas MLVSS võib olla liiga kõrge?

Jah, ülemäära kõrged MLVSS tasemed võivad põhjustada probleeme, sealhulgas:

  • Suurenenud hapniku nõudlus ja aeratsiooni kulud
  • Halvad settimisprobleemid sekundaarsetes selgitites
  • Suurenenud muda tootmine ja kõrvaldamise kulud
  • Töötlemise efektiivsuse vähenemine difusioonipiirangute tõttu
  • Potentsiaalne anaeroobsus floki sisemuses

Kui kiiresti tuleks MLVSS-i mõõta pärast proovide võtmist?

MLVSS analüüs tuleks ideaalis alustada 2 tunni jooksul pärast proovide võtmist, et vältida muutusi bioloogilise aktiivsuse tõttu. Kui kohene analüüs ei ole võimalik, tuleks proovid jahutada 4°C juures kuni 24 tundi. Pikema säilitamise jaoks tuleks proovid säilitada väävelhappega pH < 2 ja jahutada, kuigi see ei ole ideaalne MLVSS määramiseks.

Kuidas temperatuur mõjutab MLVSS-i?

Temperatuur mõjutab MLVSS-i mitmeti:

  • Kõrgemad temperatuurid suurendavad mikroobide kasvukiirus, mis võib suurendada MLVSS-i
  • Kõrgemad temperatuurid suurendavad ka endogeense lagunemise kiirus
  • Aastaaegade temperatuurimuutused võivad muuta mikroobide koosseisu
  • Temperatuur mõjutab hapniku lahustuvust, mis võib kaudselt mõjutada MLVSS-i

Operaatorid peavad sageli kohandama raiskamise määra hooajal, et säilitada sihtmärgiks MLVSS kontsentratsioonid.

Viidatud Allikad

  1. Water Environment Federation. (2018). Operation of Water Resource Recovery Facilities, 7th Edition. McGraw-Hill Education.

  2. Metcalf & Eddy, Inc. (2014). Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery, 5th Edition. McGraw-Hill Education.

  3. American Public Health Association, American Water Works Association, & Water Environment Federation. (2017). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 23rd Edition.

  4. Jenkins, D., Richard, M. G., & Daigger, G. T. (2003). Manual on the Causes and Control of Activated Sludge Bulking, Foaming, and Other Solids Separation Problems, 3rd Edition. CRC Press.

  5. U.S. Environmental Protection Agency. (2021). Wastewater Technology Fact Sheet: Activated Sludge Process. EPA 832-F-00-016.

  6. Grady, C. P. L., Daigger, G. T., Love, N. G., & Filipe, C. D. M. (2011). Biological Wastewater Treatment, 3rd Edition. CRC Press.

  7. Water Environment Research Foundation. (2003). Methods for Wastewater Characterization in Activated Sludge Modeling. WERF Report 99-WWF-3.

  8. Henze, M., van Loosdrecht, M. C. M., Ekama, G. A., & Brdjanovic, D. (2008). Biological Wastewater Treatment: Principles, Modelling and Design. IWA Publishing.

Proovige meie MLVSS kalkulaatorit juba täna, et optimeerida oma jäätmeveepuhastuse protsessi jälgimist ja kontrolli!