יחס אוויר-ל-מים: היחס בין נפח האוורור הכולל לנפח שפכים מטופלים, הנמדד בדרך כלל ב-m³ אוויר/m³ שפכים. זהו פרמטר הבקרה הקריטי ביותר לאוורור במיכלי טיפול ביולוגי, המשפיע ישירות על חמצן מומס (DO), ניטריפיקציה, צריכת אנרגיה, שקיעת בוצה והקצפה/ציפה. יחס האוויר-ל-מים הוא ערך ייחוס; הבקרה הסופית צריכה להתבסס על- DO במיכל, מצב הבוצה ומחווני שפכים.
I. יחס האוויר-ל-מים אינו ערך קבוע; ארבעה גורמים משפיעים עיקריים:
1. השפעה על איכות המים
חנקן אמוניה ו-BOD בעלי השפעה גבוהה: יש להגדיל את יחס האוויר-ל-מים כדי להבטיח ניטריפיקציה.
ריכוז השפעות נמוך (דילול בעונת הגשמים): יש להפחית את יחס האוויר-ל-מים כדי למנוע DO מוגזם, הזדקנות הבוצה והקצף.
2. ריכוז בוצה (MLSS)
MLSS גבוה יותר פירושו צריכת חמצן כוללת גדולה יותר; יש להגדיל את יחס האוויר-ל-מים עבור אותו נפח מים. MLSS נמוך דורש הפחתה מתאימה באוורור.
3. טמפרטורת מים
טמפרטורת מים נמוכה (חורף): יעילות העברת החמצן פוחתת, פעילות החיידקים המחנקים מתדרדרת, המחייבת עלייה של 20%-40% ביחס האוויר-למים עבור אותה השפעה; בקיץ, ניתן להפחית אותו כראוי.
4. יעילות ציוד אוורור
לדסקיות/צינורות אוורור מיקרו-נקביים יש ניצול חמצן גבוה, המאפשר יחס אוויר-ל- נמוך יותר; לצינורות מחוררים ישנים יש יעילות אוורור נמוכה, הדורשים יחס אוויר-ל-מים גבוה משמעותית. אם ראש האוורור סתום, אפילו יחס גבוה לכאורה של אוויר-ל-מים לא יגרום ל-DO בפועל גבוה (חמצן מומס).
II. כיצד לשלוט על יחס האוויר-ל-מים באתר- (יישום מעשי)
1. חישוב יחס האוויר בפועל-ל-מים
יחס אוויר-ל-ממשי=נפח אוויר כולל אוורור (מ³/h) ÷ נפח מי כניסה מיידי (m³/h)
נפח אוויר כולל של מפוח 8000 מ"ק לשעה, נפח מים בכניסה 1000 מ"ק לשעה, יחס אוויר-ל-מים=8:1.
2. תן עדיפות לבקרת DO, אל תתמקד רק ביחס האוויר-ל-מים.
בקרת DO בשלב אירובי: 2.0-3.0 מ"ג/ליטר (ניטריפיקציה); DO בסוף השלב האירובי בתהליך הדניטריפיקציה לא יעלה על 3 מ"ג/ליטר, שכן DO גבוה שמועבר על ידי המחזור ישבש את הדניטריפיקציה האנוקסית.
אם יחס האוויר-ל-מים הוא כבר 10:1, אבל DO עדיין<1.5 mg/L: Prioritize checking for aerator blockage and insufficient blower pressure; do not simply increase the airflow.
If the air-to-water ratio is only 6:1, and DO is already >4 מ"ג/ליטר: יש להפחית את זרימת האוויר. אוורור מוגזם יגרום לפיצול בוצה, לבוצה צפה ולעלייה בצריכת האנרגיה.
3. התאמת אזורים וטנקים
תהליך A²/O:
אזורים אנאירוביים/אנוקסיים: אוורור אסור בהחלט; רק ערבוב מותר.
שלב קדם אירובי-: פירוק BOD צורך הרבה חמצן; ניתן להגדיל את נפח האוויר כראוי.
Aerobic Post-שלב (אזור ניטריפיקציה): ודא DO 2-3 מ"ג/ליטר; להפחית כראוי את ה-DO בסוף כדי להפחית את ה-DO הנישא לאזור האנוקסי על ידי זרימה חזרה.
4. אסטרטגיות התאמה לשינוי תנאי תפעול
1) זרימת השפעה מוגברת ואיכות מים מדוללת במהלך עונת הגשמים:
עם זרימה מוגברת, אם יחס האוויר-ל-מים נשמר ברמה קבועה, נפח האוויר הכולל יגדל בהתאם, מה שיוביל בקלות לרמות DO מוגזמות. במקרה זה, יש להפחית את יחס האוויר-ל-מים, תוך מתן עדיפות לרמות ה-DO.
2) טמפרטורות נמוכות בחורף:
עבור אותו יעד DO, הגדל את יחס האוויר-ל-מים ב-20-30%, תוך ניטור שקיעת הבוצה כדי למנוע אוורור מוגזם ופיזור בוצה.
3) הלם חנקן אמוניה מוגבר:
הגדל תוך זמן קצר את יחס האוויר-ל-מים כדי לתת עדיפות לניטריפיקציה; להתאים חזרה לרמות נורמליות לאחר ירידה ברמות החנקן של האמוניה כדי למנוע אוורור גבוה ממושך.
III. בעיות נפוצות בקרת יחס מים-ל-
1. יחס מים גבוה-ל-, לא גבוה
סבירות גבוהה בגלל מערכת אוורור סתומה, הזדקנות ודליפה של ממברנות; ריכוז בוצה גבוה מדי, כאשר צריכת החמצן עולה על אספקת החמצן. אין להגביר את האוורור; בדוק קודם את הציוד.
2. יחס מים-ל- נמוך, DO גבוה
עומס שפע נמוך, יחס הזנה/מיקרואורגניזם נמוך (F/M), הבוצה נמצאת במצב התיישנות-נמוך, מייצרת בקלות כמות גדולה של בוצה צפה עדינה. הסר כראוי בוצה והמשך להפחית את האוורור.
3. יחס אוויר-ל-מים רגיל, אך סך חנקן גבוה בשפכים
DO גבוה מדי בקצה האירובי, הנוזל החוזר נושא חמצן למיכל האנוקסי, ומעכב דניטריפיקציה. הפחת את נפח האוויר הקצה האירובי כדי להוריד את ה-DO ל-1.5-2.5 מ"ג/ליטר.
4. רדיפה עיוורת אחרי יחס מים-ל- גבוה
השלכות ישירות: צריכת חשמל מוגברת באופן משמעותי; שבירת פקעת בוצה, ירידה ב-SVI, עלייה במוצקים מרחפים בשפכים; הקצף מוגבר.