Chiqindilarni tozalash inshootlarida nozik{0}}g'ovak diffuzerining ifloslanish xarakteristikasi va aeratsiya unumdorligini tiklash
Shahar oqava suvlarini tozalash inshootlarining (OAT) faollashtirilgan loy jarayonining muhim bosqichi sifatida kislorod bilan ta'minlash uchun shamollatish nafaqat mikroorganizmlarning asosiy hayotiy faoliyatini ta'minlash uchun etarli kislorodni ta'minlabgina qolmay, balki ifloslantiruvchi moddalarning adsorbsiyasi va olib tashlanishini osonlashtiradigan loyni to'xtatib turadi. Shamollatish, shuningdek, stansiyaning jami energiya iste'molining 45% dan 75% gacha bo'lgan ulushiga WWTPlarda eng ko'p energiya sarflaydigan-birlikdir. Shu sababli, aeratsiya tizimining ishlashi tozalash samaradorligiga va WWTPning operatsion xarajatlariga bevosita ta'sir qiladi. Shamollatish uskunalari aeratsiya tizimining asosiy komponenti bo'lib, yuqori kislorod uzatish samaradorligi (OTE) tufayli shahar OATlarda eng ko'p qo'llaniladigan nozik pufakchali aeratorlar. Biroq, uzoq muddat ishlaganda, ifloslantiruvchi moddalar muqarrar ravishda aeratorlar yuzasida va teshiklarida to'planadi. Chiqindilarni sifatini ta'minlash uchun shamollatgichlardan qo'shimcha havo etkazib berish talab qilinadi, bu esa energiya sarfini oshirishga olib keladi. Bundan tashqari, ifloslanish gözeneklerin tiqilib qolishini kuchaytiradi va aerator materialini o'zgartiradi. Aerator komponentlarining bosim yo'qolishi (dinamik nam bosim, DWP) uzoq vaqt ishlaganda ortadi, bu esa puflagichning chiqish havosi bosimini oshiradi va energiyaning ko'proq isrof qilinishiga olib keladi.
Nozik pufakchali aeratorlarning yuzasida va teshiklarida to'plangan ifloslantiruvchi moddalarga biologik, organik va noorganik ifloslanish kiradi. Organik ifloslanish organik moddalarning adsorbsiyasi va cho'kishi va mikrob sekretsiyasining cho'kishi natijasida yuzaga keladi. Noorganik ifloslanish odatda ko'p valentli kationlar, masalan, metall oksidlari tomonidan hosil bo'lgan kimyoviy cho'kmalardan iborat. Ularni jismoniy tozalash yo'li bilan olib tashlash mumkinligiga qarab, ifloslantiruvchi moddalar fizik jihatdan qaytariladigan yoki fizik jihatdan qaytarilmaydigan ifloslanishlarga bo'linadi. Jismoniy jihatdan qayta tiklanadigan ifloslanishni mexanik tozalash kabi oddiy jismoniy usullar bilan olib tashlash mumkin, chunki bu ifloslantiruvchi moddalar aerator yuzasiga erkin biriktirilgan. Jismoniy tuzatib bo'lmaydigan ifloslanishni jismoniy tozalash yo'li bilan bartaraf etib bo'lmaydi va chuqurroq kimyoviy tozalashni talab qiladi. Jismoniy qayta tiklanmaydigan ifloslanishlar ichida kimyoviy tozalash yo'li bilan olib tashlanishi mumkin bo'lgan ifloslantiruvchi moddalar kimyoviy jihatdan qaytariladigan ifloslanish deb ataladi, hatto kimyoviy tozalash bilan ham olib tashlanishi mumkin bo'lmaganlar esa tiklanmaydigan ifloslanish hisoblanadi.
Hozirgi vaqtda mahalliy ishlab chiqarishda ishlatiladigan nozik pufakchali aeratorlar etilen propilen dien monomer (EPDM) kabi an'anaviy kauchuk materiallar va yuqori zichlikdagi polietilen (HDPE) kabi yangiroq materiallarni o'z ichiga oladi. HDPE aeratorlarining gaz taqsimlash qatlami ichki havo etkazib berish trubkasini taxminan (4,0 ± 0,5) mm teshik diametrlari bilan eritilgan polimer bilan qoplash orqali hosil bo'ladi. HDPE yaxshi kimyoviy, mexanik va zarbalarga chidamlilik xususiyatlarini va uzoq xizmat muddatini taklif qiladi. Biroq, uning g'ovak o'lchamlari mos kelmaydigan va notekis taqsimlanadi, bu ularni ifloslantiruvchi moddalarning cho'kishiga moyil qiladi. EPDM materiali juda moslashuvchan, teshiklari mexanik kesish natijasida hosil bo'ladi. EPDM aeratorlari maydon birligida ko'proq teshiklarga ega bo'lib, kichikroq pufakchalar hosil qiladi (minimal 0,5 mm). Kauchuk membrananing hidrofilik tabiati ham pufak hosil bo'lishiga yordam beradi. Shu bilan birga, mikroorganizmlar plastifikatorlarni substrat sifatida ishlatib, EPDM sirtlarida biriktiriladi va o'sadi. Shu bilan birga, plastifikatorlarni iste'mol qilish aerator materialining qattiqlashishiga olib keladi, natijada charchoqning shikastlanishiga va xizmat muddatining qisqarishiga olib keladi. Shuning uchun, bu ikki materialda ifloslantiruvchi moddalarni to'plash naqshlarini va natijada kislorod uzatish samaradorligi va bosimning yo'qolishidagi o'zgarishlarni o'rganish kerak.
Ushbu tadqiqot tadqiqot ob'ektlariga o'xshash jarayon sharoitlariga ega bo'lgan ikkita shahar WWTPlaridan yillar davomida ishlagandan so'ng almashtirilgan nozik pufakchali aeratorlarni oldi. Aeratorlardagi ifloslantiruvchi moddalar ajratib olingan va ularning asosiy tarkibiy qismlarini aniqlash uchun qatlamma-qatlam xarakterlangan. Bunga asoslanib, aeratorlarning kislorod uzatish samaradorligini tiklashda tozalash usullarining samaradorligi baholandi, bu nozik pufakchali aeratsiya tizimlarining uzoq muddatli optimallashtirilgan va barqaror ishlashi uchun asosiy ma'lumotlar va texnik ma'lumotlar bilan ta'minlashga qaratilgan.
1 Materiallar va usullar
1.1 Oqava suvlarni tozalash inshootlari bilan tanishtirish
Ikkala WWTP ham Shanxayda joylashgan va asosiy tozalash sifatida Anaerob{0}}Anoksik-Oksik (AAO) jarayonidan foydalanadi. WWTP A vorteks grit kamerasi + an'anaviy AAO + yuqori-samarador tola filtri + UV dezinfeksiya jarayonidan foydalanadi. WWTP B gazlangan qum kamerasi + an'anaviy AAO + yuqori-samarador cho'kma tanki + UV dezinfeksiya jarayonidan foydalanadi. Ikkala zavod ham "Mahalliy oqava suvlarni tozalash inshootlari uchun ifloslantiruvchi moddalarni chiqarish standarti" (GB 18918-2002) ning A darajasiga barqaror javob beradi. Maxsus dizayn va operatsion parametrlar ko'rsatilgan1-jadval.
1.2 Aerator ifloslantiruvchi moddalarni ajratib olish va tavsiflash
Tajribalarda foydalanilgan nozik pufakchali aeratorlar A zavodidan olingan quvur shaklidagi HDPE aerator (Ecopolemer, Ukraina) va B zavodidan yig‘ilgan quvur shaklidagi EPDM aerator (EDI-FlexAir, AQSH) edi. Har ikkisining suratlari quyida keltirilgan.1-rasm. Qadimgi HDPE trubkasi 10 yil davomida ishlagan, o'lchamlari D × L=120 mm × 1000 mm va teshik diametri (4 ± 0,50) mm, 2 ~ 5 mm gacha nozik pufakchalarni ishlab chiqarishga qodir. Qadimgi EPDM trubkasi 3 yil davomida ishlagan, o'lchamlari D×L=91 mm×1003 mm, 1,0~1,2 mm gacha bo'lgan nozik pufakchalar hosil qilgan, pufakchaning minimal diametri 0,5 mm.
Qadimgi HDPE va EPDM quvurlari aerobik tanklardan olingan, oziq-ovqat plyonkasiga joylashtirilgan va deionizatsiyalangan suv bilan yuvilgan. Mexanik tozalash aerator yuzasiga biriktirilgan ifloslantiruvchi moddalarni tozalash uchun olovda sterillangan{1}}pichoq yordamida amalga oshirildi.
Kirlanishning kislorod uzatish ko'rsatkichlariga ta'sirini qo'shimcha o'rganish uchun HDPE trubkasida kimyoviy tozalash amalga oshirildi. Mexanik tozalashdan so'ng, HDPE trubkasi mos ravishda 5% HCl va 5% NaClO eritmalarida 24 soat davomida namlangan. Qadimgi quvurlar, mexanik tozalangan quvurlar va kimyoviy tozalangan quvurlar 60 graduslik pechda (XMTS-6000 modeli) 60 soat davomida quritilgan. Keyin ularning sirtlari skanerlovchi elektron mikroskop (SEM, JSM-7800F modeli, Yaponiya), energiya-dispersiv rentgen spektroskopiyasi (EDX, Oxford Instruments, Buyuk Britaniya) va konfokal lazerli skanerlash mikroskopi (CLSM, TCS SP8 modeli, Germaniya) yordamida tekshirildi. HCl tozalash eritmasi 0,45 mkm membranadan filtrlangan va polivalent kationlarning miqdoriy tahlili (shu jumladan Ca, Mg, Al, Fe ionlari va boshqalar) induktiv bog'langan plazma optik emissiya spektrometriyasi (ICP, ICPS-7510 modeli, Yaponiya) yordamida amalga oshirildi. HCl va NaClO EPDM membranasining denatüratsiyasi va qarishiga olib kelishi mumkinligi sababli, EPDM trubkasida kimyoviy tozalash amalga oshirilmadi. EPDM trubkasi 5 sm × 5 sm membrana bo'laklariga kesilgan va eritmadagi polivalent kationlarni miqdoriy tahlil qilish uchun HCl ga namlangan.
1.3 Aerator kislorod o'tkazuvchanligini tekshirish apparati va usuli
Nozik pufakchali aeratorlarning kislorod o'tkazish ko'rsatkichlari "Yupqa pufakchali aeratorlarning toza suv kislorod o'tkazuvchanligini aniqlash" (CJ/T 475-2015) bo'yicha sinovdan o'tkazildi. Sinov sozlamalari bo'limda ko'rsatilgan2-rasm.
Qurilma 1,2 m × 0,3 m × 1,4 m o‘lchamdagi zanglamaydigan{0}}po‘lat konstruksiya bo‘lib, har ikki tomonida organik oynani ko‘rish oynalari mavjud. Aerator markaziy pastki qismida metall tayanch yordamida o'rnatildi, suv osti chuqurligi 1,0 m. Koʻp parametrli suv sifati analizatori (Hach HQ30D, AQSH) real vaqtda erigan kislorod (DO) kontsentratsiyasini- kuzatish uchun ishlatilgan. Deoksigenatsiya qiluvchi vosita sifatida suvsiz natriy sulfit va katalizator sifatida kobalt xlorid ishlatilgan. Bosim o'lchagich ko'rsatkichi aeratorning dinamik nam bosimini (DWP, kPa) ifodalaydi. O'lchov natijalari harorat, sho'rlanish va DO uchun tuzatildi. Baholash indeksi sifatida standartlashtirilgan kislorod uzatish samaradorligi (SOTE, %) ishlatilgan.
Puflagichning energiya sarfi mos ravishda aeratorning SOTE va DWP ta'sirida bo'lgan havo etkazib berish oqimi tezligiga va chiqish havosi bosimiga bog'liq. Shuning uchun, aeratorning ishlashini baholash uchun SOTE va DWP ning birgalikdagi ta'sirini ifodalovchi aeratsiya energiyasini iste'mol qilish indeksi J (kPa·h/g) ishlatilgan. Bu aerator o'tkazilgan kislorodning birlik massasi uchun engib o'tishi kerak bo'lgan bosimning yo'qolishi sifatida aniqlanadi. J quyidagi tenglamada ko'rsatilganidek, DWP/SOTE va havo oqimi tezligi (AFR) o'rtasidagi chiziqli regressiyaning qiyaligidan hisoblanadi:
Qayerda:
AFRhavo oqimi tezligi, m³/soat;
ρhavo- havo zichligi, 20 gradusda 1,29 × 10³ g / m³ sifatida qabul qilinadi;
yO20,23 g O₂/g havo sifatida qabul qilingan havodagi kislorod miqdori.
2 Natijalar va tahlillar
2.1 Yangi, eski va tozalangan aeratorlarning kislorod uzatish ko'rsatkichlari
3-rasmturli havo oqimi tezligida aeratorlarning SOTE va DWP ni ko'rsatadi.
Shakl 3(a) va (b) dan yangi HDPE va yangi EPDM quvurlari uchun SOTE qiymatlari mos ravishda (7,36±0,53)% va (9,68±1,84)% edi. EPDM trubkasi kattaroq o'ziga xos sirt maydoniga ega bo'lgan kichikroq pufakchalarni ishlab chiqaradi, bu esa gaz{6}}suyuqlik bilan aloqa qilish maydoni va yashash vaqtini oshiradi, bu esa yuqori SOTEga olib keladi. Ikkala aeratorning SOTE darajasi AFR ortishi bilan kamaydi, chunki yuqori AFR pufakchalar soni va boshlang'ich tezligini oshiradi, bu esa ko'proq pufakchalar to'qnashuviga va kattaroq pufakchalarning paydo bo'lishiga olib keladi, bu esa kislorodning gazdan suyuqlik fazasiga o'tishiga to'sqinlik qiladi. EPDM trubasining SOTE darajasi HDPE trubkasi bilan solishtirganda AFR ortishi bilan yanada aniq pasayish tendentsiyasini ko'rsatdi. Buning sababi, HDPE aeratorining teshiklari qattiq va AFR bilan o'zgarmaydi, EPDM aeratorining teshiklari esa moslashuvchan va AFR ortishi bilan kengroq ochilib, kattaroq pufakchalarni hosil qiladi va SOTEni yanada kamaytiradi.
Uzoq{0}}muddatli ishlagandan so'ng, HDPE trubasining SOTE darajasi (5,39±0,62)% ga kamaydi, bu 26,7% ga kamaydi, bu asosan ifloslantiruvchi moddalar to'planishi ko'zalarni yopib qo'yishi va pufak hosil bo'lishi uchun samarali teshiklar sonining kamayishi tufayli. Mexanik tozalash HDPE trubasining SOTE darajasini (5,59±0,66)% ga oshirdi, ammo tiklanish sezilarli bo'lmadi, chunki HDPE trubkasidagi ifloslantiruvchi moddalar nafaqat sirtga biriktirilgan, balki teshiklar ichida ham to'plangan, bu ularni mexanik tozalash orqali olib tashlashni qiyinlashtirgan. Jiang va boshqalar. NaClO HDPE quvurlaridan ifloslantiruvchi moddalarni samarali ravishda olib tashlashi va ularning aeratsiya ko'rsatkichlarini tiklashi mumkinligini aniqladi. NaClO ni tozalashdan so'ng HDPE trubasining SOTE darajasi (6,14±0,63)% gacha tiklandi, bu yangi trubka darajasining 83,4% ni tashkil etadi, lekin hali ham to'liq tiklana olmaydi. Buning sababi shundaki, uzoq vaqt davomida ishlaganda ifloslantiruvchi moddalar zich biriktirilib, g'ovak tuzilishini o'zgartiradi, havo oqimiga to'sqinlik qiladi, qabariqning birlashishini oshiradi, qabariqning o'ziga xos sirtini va yashash vaqtini kamaytiradi va shu bilan kislorod o'tkazilishiga to'sqinlik qiladi. Shu bilan birga, ifloslanish havoning notekis taqsimlanishiga olib keladi va umumiy ish faoliyatini yomonlashtiradi.
Eski EPDM trubasining SOTE darajasi (9,06 ± 1,75)% ga tushib, 6,4% ga kamaydi. Ifloslantiruvchi moddalar to'planishi natijasida teshiklarning tiqilib qolishi bilan bir qatorda, biologik ifloslanish materialdagi plastifikatorlarni iste'mol qiladi, aeratorni qattiqlashtiradi va teshiklarni deformatsiya qiladi. Deformatsiyalangan teshiklar asl holatiga qayta olmaydi, kattaroq pufakchalar hosil qiladi va SOTEni pasaytiradi. Mexanik tozalash EPDM trubasining SOTE darajasini (9,47±1,87)% ga oshirib, uni deyarli yangi trubka darajasiga qaytardi, bu EPDM trubkasidagi ifloslantiruvchi moddalar sirtga erkin biriktirilganligini va asosan mexanik tozalash orqali olib tashlanishi mumkinligini ko'rsatadi.
Shakl 3 (c) va (d) dan yangi EPDM trubasining DWP (6,47 ± 0,66) kPa, yangi HDPE trubkasidan sezilarli darajada yuqori edi [(1,47 ± 0,49) kPa]. Buning sababi shundaki, EPDM trubasining teshik diametri HDPE trubkasidan kichikroq bo'lib, pufakchalar siqib chiqarilganda katta qarshilikka olib keladi. Uzoq muddatli operatsiyadan so'ng, eski HDPE trubasining DWP (4,36±0,56) kPa ga oshdi, bu yangi trubkadan 2,97 baravar ko'p. DWPning oshishi ham gözeneklerin tiqilib qolish darajasiga, ham materialning o'zgarishiga bog'liq. Mexanik tozalash HDPE trubasining DWP ni yangi trubkadan 2,25 baravar kamaytirdi. NaClO ni tozalash uni (2,04±0,45) kPa ga qisqartirdi, bu yangi naychadan 1,39 marta. Bu yana shuni ko'rsatadiki, HDPE trubkasidagi ko'pchilik ifloslantiruvchi moddalar teshiklar ichida to'plangan va ularni mexanik tozalash orqali samarali olib tashlash mumkin emas, natijada ishlashni tiklash uchun NaClO tozalash kerak. Qadimgi EPDM trubasining DWP (8,10 ± 0,94) kPa ga oshdi, yangi trubkadan 1,25 marta va mexanik tozalashdan keyin 1,10 marta kamaydi.
4-rasmaeratorlar uchun AFR bilan DWP/SOTE (DWP' deb belgilangan) o'zgarishini ko'rsatadi.
Chiziqli regressiya tenglamasi DWP' va AFR ga mos kelish uchun ishlatilgan va energiya sarfi parametri J nishabdan olingan. Yangi HDPE va yangi EPDM quvurlari uchun J qiymatlari mos ravishda 0,064 va 0,204 kPa·soat/g ni tashkil etdi, bu o'tkazilgan kislorodning birlik massasi uchun EPDM trubkasi katta bosim yo'qotilishini engish kerakligini ko'rsatadi. O'zgartirish vaqtida HDPE va EPDM quvurlari uchun J qiymatlari mos ravishda 0,251 va 0,274 kPa · soat / g ga oshdi. Bosimning oshishiga olib keladigan aeratorning ifloslanishi shamollatgichning xavfsiz ishlashiga ta'sir qilishi mumkin. Mexanik tozalashdan so'ng, HDPE va EPDM quvurlari uchun J qiymatlari mos ravishda 0,184 va 0,237 kPa · soat / g ga kamaydi. J dagi o'zgarishlar aerator ifloslantiruvchi moddalarni miqdoriy tahlil qilish uchun ishlatilishi mumkin. Qadimgi trubka va mexanik tozalangan trubka o'rtasidagi J farqi fizik jihatdan qaytariladigan ifloslanishdan kelib chiqadi. Mexanik tozalangan trubka va yangi trubka o'rtasidagi farq jismoniy qaytarilmas ifloslanish tufayli yuzaga keladi. Mexanik tozalangan trubka va kimyoviy tozalangan trubka o'rtasidagi farq kimyoviy jihatdan qaytariladigan ifloslanishdan kelib chiqadi, kimyoviy tozalangan trubka va yangi naycha o'rtasidagi farq esa tiklanmaydigan ifloslanishdan kelib chiqadi. 5-rasmda aeratorlar uchun energiya sarfi J parametridagi o'zgarishlar ko'rsatilgan.
Kimdan5-rasm, HDPE trubkasi uchun jismonan qaytariladigan va jismoniy qaytarilmaydigan ifloslanish mos ravishda umumiy ifloslanishning 35,8% va 64,2% ni tashkil etdi. Jismoniy jihatdan qaytarilmaydigan ifloslanishlar ichida kimyoviy jihatdan qaytariladigan va tiklanmaydigan ifloslanishlar mos ravishda 42,8% va 21,4% ni tashkil etdi. EPDM trubkasi uchun jismoniy jihatdan qaytariladigan va jismoniy jihatdan qaytarilmaydigan ifloslanish mos ravishda 52,9% va 47,1% ni tashkil etdi. Qayta tiklanmaydigan ifloslanish dastlab paydo bo'lmaydi, lekin vaqt o'tishi bilan to'planadi va oxir-oqibat aeratorning ishlash muddatini belgilaydi. Shu sababli, qayta tiklanadigan ifloslanishdan qaytarilmas ifloslanishga o'tishni sekinlashtirish va tiklanmaydigan ifloslanishning to'planishini minimallashtirish uchun oqilona tozalash jadvallarini tuzish kerak.
2.2 Yangi, eski va tozalangan aeratorlarning SEM kuzatuvi
6-rasmyangi, eski va mexanik tozalangan aeratorlarning sirtlarining SEM tasvirlarini ko'rsatadi. Yangi HDPE trubasining g'ovakli tuzilishi aniq ko'rinadi, yangi EPDM trubkasi esa silliq-kesilgan toza teshiklari bilan. Bir necha yillik ishlagandan so'ng, ikkala aeratorning sirt morfologiyasi sezilarli darajada o'zgardi. Noto'g'ri tayoqcha{4}}sifatli va bloklangan ifloslantiruvchi moddalar sirtni to'liq qoplagan, ifloslantiruvchi agregatlar teshiklar atrofida va ichida bo'lib, kislorod o'tishiga to'sqinlik qiladi va bosimning yo'qolishini oshiradi. Mexanik tozalashdan so'ng, EPDM trubkasi yuzasidagi ko'pchilik ifloslantiruvchi moddalar olib tashlandi, ammo teshiklar tiqilib qoldi. HDPE trubkasi uchun ifloslantiruvchi qatlam qalinligi kamaydi, ammo teshiklar hali ham qoplangan.
2.3 Yangi, eski va tozalangan aeratorlarning noorganik ifloslanish tahlili
EDX aerator yuzalarining asosiy elementar tarkibini qo'shimcha tahlil qilish uchun ishlatilgan, natijalar ko'rsatilgan2-jadval. HDPE va EPDM sirtlarida uglerod, kislorod, temir, kremniy va kaltsiy aniqlangan. HDPE trubkasida magniy, EPDM trubkasida esa alyuminiy bor edi. HDPE trubkasidagi noorganik ifloslantiruvchi moddalar kremniy dioksidi, kaltsiy karbonat, magniy karbonat va temir fosfat, EPDM trubkasidagilar esa kremniy dioksidi va alyuminiy oksidi ekanligi taxmin qilinadi. Ushbu noorganik cho'kmalar shahar oqava suvlari va faol loydan noorganik ionlarning kontsentratsiyasi aerator yuzasida to'yinganlik darajasiga yetganda hosil bo'ladi. Mexanik tozalashdan so'ng, aerator yuzalarida noorganik elementlar eski quvurlar bilan solishtirganda kam farq ko'rsatdi, bu mexanik tozalash noorganik ifloslantiruvchi moddalarni samarali ravishda olib tashlay olmasligini ko'rsatadi. Kim va boshqalar. uzoq{7}}muddatli ishlagandan so‘ng noorganik ifloslantiruvchi moddalar organik ifloslantiruvchi moddalar bilan qoplanib, yuza va teshiklar ichiga mahkam yopishib qolishini aniqladi va bu ularni mexanik tozalash orqali olib tashlashni qiyinlashtiradi.
HCl tozalashdan so'ng, aerator yuzalarida metall ionlari butunlay olib tashlandi. HCl sirtni qoplaydigan organik qatlamning korroziyaga uchragan qismini, unga kirib, metall ionlari bilan reaksiyaga kirishib, neytrallash va parchalanish orqali noorganik cho'kmalarni olib tashladi. Aeratorlarni namlash uchun ishlatiladigan HCl tozalash eritmasi noorganik ifloslantiruvchi moddalar miqdorini hisoblash uchun ICP tomonidan tahlil qilindi. HDPE trubkasi uchun Ca, Mg va Fe tarkibi mos ravishda 18.00, 1.62 va 13.90 mg / sm², EPDM trubkasi uchun Ca, Al va Fe tarkibi mos ravishda 9.55, 1.61 va 3.38 mg / sm² edi.
2.4 Yangi, eski va tozalangan aeratorlarning organik ifloslanishini tahlil qilish
Organik ifloslantiruvchi moddalarning tarqalishini miqdoriy jihatdan o'rganish uchun Image J dasturi CLSM mikrografiklaridan jami hujayralar, polisakkaridlar va oqsillarning biovolume va substrat qoplama nisbatlarini hisoblash uchun ishlatilgan, yakuniy natijalar sifatida o'rtacha ko'rsatkichlar olingan (7-rasm).
Shakl 7(a) dan oqsillar va jami hujayralar mos ravishda HDPE va EPDM quvurlaridagi organik ifloslantiruvchi moddalarning asosiy komponentlari bo'lib, maksimal umumiy hajmi 7,66 × 10⁵ va 7,02 × 10⁵ mk³ ga yetdi. EPDM trubkasidagi umumiy hujayra hajmi HDPE trubkasidagidan 2,5 baravar ko'p edi, bu Garrido-Baserba va boshq.ning topilmalariga mos keladi, ular eski EPDM aeratorlarida boshqa materiallarga nisbatan yuqori umumiy DNK kontsentratsiyasini qayd etgan. Vanger va boshqalar. Mikroorganizmlar EPDM naychalariga biriktirilganda, agar atrofdagi muhitda etarli organik substrat bo'lmasa, ular EPDM membrana plastifikatorlaridan foydalanishga o'tishgan. Mikroorganizmlar plastifikatorlardan uglerod manbai sifatida foydalanishi mumkin, bu o'sish va ko'payishni tezlashtiradi va shu bilan EPDM yuzasida biologik ifloslanishni kuchaytiradi. EPDM trubkasidagi polisakkarid va oqsil miqdori HDPE trubkasidagiga qaraganda ancha past edi, bu A o'simlikiga nisbatan B o'simlikidagi loy yoshi yuqori bo'lganligi sababli, hujayradan tashqari polimer moddasi (EPS) kontsentratsiyasining pasayishiga olib keldi. EPS ning asosiy komponentlari sifatida mikroorganizmlar tomonidan ajratilgan oqsillar va polisaxaridlar A zavodida HDPE trubkasi yuzasida organik ifloslantiruvchi moddalarning muhim manbalariga aylandi.
Mexanik tozalashdan so'ng, HDPE trubkasidagi jami hujayralar, polisakkaridlar va oqsillar miqdori mos ravishda 1,49 × 10⁵, 0,13 × 10⁵ va 1,33 × 10⁵ m³ ga kamaydi. EPDM trubkasida mos keladigan pasayishlar mos ravishda 2,20 × 10⁵, 1,88 × 10⁵ va 2,38 × 10⁵ m³ ni tashkil etdi. Bu shuni ko'rsatadiki, mexanik tozalash organik ifloslanishni ma'lum darajada kamaytirishi mumkin.
Biroq, HDPE trubkasi uchun polisakkaridlar va oqsillarning substrat qoplama maydoni mexanik tozalashdan so'ng-mos ravishda 2,75% va 6,28% dan 4,67% va 7,09% gacha oshdi [7(b)-rasm]. Bu hujayradan tashqari polimerik moddalar (EPS) yuqori yopishqoqlikka ega bo'lganligi sababli sodir bo'ldi. Binobarin, mexanik tozalash oqsillarni, polisakkaridlarni va noorganik ifloslantiruvchi moddalarni HDPE trubkasi yuzasi bo'ylab kengroq tarqalishiga teskari ta'sir ko'rsatdi, bu esa kengroq hududni qoplashga olib keldi. Bu, ehtimol, nima uchun mexanik tozalash HDPE trubasining shamollatish samaradorligini sezilarli darajada tiklay olmaganini tushuntiradi.
NaClO ni tozalashdan so'ng, HDPE trubkasidagi jami hujayralar, polisakkaridlar va oqsillar mos ravishda 2,34 × 10⁵, 3,42 × 10⁵ va 4,53 × 10⁵ m³ ga kamaydi, bu mexanik tozalashga qaraganda ancha yuqori olib tashlash samaradorligini ko'rsatdi. NaClO organik ifloslantiruvchi moddalarning funktsional guruhlarini ketonlar, aldegidlar va karboksilik kislotalarga oksidlaydi, asosiy birikmalarning gidrofilligini oshiradi va ifloslantiruvchi moddalarning aeratorga yopishishini kamaytiradi. Bundan tashqari, loy qatlamlari va kolloidlar oksidlovchilar tomonidan mayda zarrachalarga va erigan organik moddalarga parchalanishi mumkin.
3 Xulosa
①Yangi HDPE va yangi EPDM quvurlari uchun SOTE qiymatlari mos ravishda (7,36±0,53)% va (9,68±1,84)% edi. EPDM trubasining SOTE darajasi HDPE trubkasi bilan solishtirganda AFR ortishi bilan yanada aniq pasayish tendentsiyasini ko'rsatdi. Buning sababi, HDPE aeratorining teshiklari qattiq va AFR bilan o'zgarmaydi, EPDM aeratorining teshiklari esa moslashuvchan va AFR ortishi bilan kengroq ochilib, kattaroq pufakchalarni hosil qiladi va SOTEni yanada kamaytiradi.
②Sirtda va ichki teshiklarda ifloslantiruvchi moddalar to'planishi tufayli HDPE trubasining kislorod uzatish samaradorligi 26,7% ga kamaydi va uning bosimining yo'qolishi yangi trubkadan 2,97 baravar oshdi. HDPE trubkasidagi ko'pgina ifloslantiruvchi moddalar teshiklar ichiga to'planganligi sababli, mexanik tozalash samarali emas edi. Kimyoviy tozalashdan so'ng, HDPE trubasining SOTE darajasi yangi trubka darajasining 83,4% ga tiklandi va DWP yangi trubkadan 1,39 baravargacha pasayib, unumdorlikning sezilarli yaxshilanishini ko'rsatdi. Biroq, ifloslantiruvchi yotqizilganligi sababli, u asl holatiga to'liq tiklana olmadi. HDPE trubkasi uchun jismoniy jihatdan qaytariladigan, kimyoviy jihatdan qaytariladigan va tiklanmaydigan ifloslanish mos ravishda 35,8%, 42,8% va 21,4% ni tashkil etdi.
③Uzoq{0}}muddatli ishlagandan so'ng, EPDM trubasining kislorod uzatish samaradorligi 6,4% ga kamaydi va uning bosimining yo'qolishi yangi trubkadan 1,25 baravar oshdi. Mexanik tozalashdan so'ng, EPDM trubasining aeratsiya ko'rsatkichi deyarli yangi trubka darajasiga tiklandi, bu EPDM trubkasidagi ifloslantiruvchi moddalar sirtga erkin biriktirilganligini va mexanik tozalash orqali katta darajada olib tashlanishi mumkinligini ko'rsatadi. EPDM trubkasi uchun jismoniy jihatdan qaytariladigan va jismoniy jihatdan qaytarilmaydigan ifloslanish mos ravishda 52,9% va 47,1% ni tashkil etdi.
④Proteinlar HDPE trubkasidagi organik ifloslantiruvchi moddalarning asosiy komponenti edi, umumiy hujayralar esa EPDM trubkasidagi asosiy komponent edi. Buning sababi shundaki, mikroorganizmlar EPDM materialidagi plastifikatorlarni uglerod manbai sifatida ishlatib, ularning o'sishi va ko'payishini tezlashtiradi va shu bilan EPDM materiali aeratorlarida biologik ifloslanishni kuchaytiradi.