HALDTRET μοντέλο για τον υπολογισμό μονάδων ενεργού ιλύος με επεξεργασία παρεμπόδισης

Abstract

Η έρευνα στη βιολογική επεξεργασία τοξικών αποβλήτων είναι μεγάλης σημασίας και συμβάλει στην προσπάθεια ελέγχου της ρύπανσης των νερών διότι είναι φανερό ότι και στην περίπτωση των τοξικών υγρών αποβλήτων η βιολογική επεξεργασία θα αποτελέσει την κυριότερη μέθοδο καθαρισμού. Επιπλέον οι τοξικές ουσίες γίνονται ολοένα και περισσότερες και λόγω των διαπιστωμένων επιπτώσεών τους σε όλα τα έμβια όντα καθίσταται επιτακτική η ανάγκη αφαίρεσής τους από το διατιθέμενο νερό. Αν και έχει επιτύχει σε πολλές περιπτώσεις τέτοιων αποβλήτων η βιολογική επεξεργασία, οι πολύπλοκες επιδράσεις των τοξικών ουσιών στη βιομάζα και στις βιοκινητικές της παραμέτρους και επομένως στο βαθμό επεξεργασίας, δεν είναι πλήρως αντιληπτές. Μια ένωση η οποία έχει χρησιμοποιηθεί πολύ στη μελέτη υποστρωμάτων παρεμπόδισης είναι η φαινόλη, όπως η γλυκόζη έχει χρησιμοποιηθεί για την μελέτη των κοινών (non-inhibitory) υποστρωμάτων. Η φαινόλη και άλλα παράγωγά της είναι από τα συνηθέστερα συναντώμενα συστατικά βιομηχανικών αποβλήτων. Σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να παρεμποδίζει την ανάπτυξη ή και να θανατώνει τους μικροοργανισμούς στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας. Απότομα φορτία φαινόλης χειροτερεύουν τα απόβλητα, μειώνουν τη συγκέντρωση βιομάζας και μπορεί να προκαλέσουν αποβολή των μικροοργανισμών (washout) από την εγκατάσταση. Πολλές προσπάθειες έχουν γίνει μέχρι τώρα για την ανάπτυξη μικροοργανισμών σε υποστρώματα παρεμπόδισης και έχουν προταθεί διάφορα μοντέλα κινητικής αύξησης των μικροοργανισμών που παρουσιάζονται από τον Edwards 1970. Στην παρούσα εργασία το μοντέλο που χρησιμοποιείται είναι του Haldane. Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό αναπτύσσονται οι παρακάτω σχέσεις με τις οποίες υπογραμμίζονται οι κυριότερες διεργασίες μιας μονάδας που επεξεργάζεται απόβλητα που περιέχουν ουσίες παρεμπόδισης. Αυτές οι σχέσεις στο τέλος εφαρμόζονται σε πρόγραμμα Η/Υ (HALDTRET), που αναπτύχθηκε για το σχεδιασμό των βασικότερων διεργασιών της μονάδας επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων. Η εργασία χωρίζεται σε έξη μέρη τα οποία είναι τα εξής : Το πρώτο μέρος, (κεφάλαιο 1), συμπεριλαμβάνει μια γενική παρουσίαση των κυριότερων διεργασιών που χρησιμοποιούνται κατά την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων. Μέσα από αυτές τις διεργασίες επιλέγονται και αυτές που θα αναπτυχθούν παρακάτω οι οποίες είναι οι εξής: α) Πρωτοβάθμια καθίζηση. β) Δεξαμενή αερισμού. γ) Δευτεροβάθμια καθίζηση. δ) Απομάκρυνση αζώτου. Στα επόμενα τέσσερα μέρη (κεφάλαιο 2, 3, 4, 5), γίνεται λεπτομερής παρουσίαση των αντίστοιχων διεργασιών που αναφέρθηκαν παραπάνω. Στην αρχή του κάθε κεφαλαίου γίνεται θεωρητική ανάλυση των διαφόρων μοντέλων των διεργασιών, ενώ στο τέλος (εκτός από το 5ο κεφάλαιο), ακολουθεί παρουσίαση του μέρους εκείνου του προγράμματος που υπολογίζει τις μεταβλητές σχεδίασης της συγκεκριμένης διεργασίας. Στο τέλος ακολουθεί ένα κεφάλαιο που παρουσιάζει την ανάλυση ευαισθησίας του μοντέλου (HALDTRET).