Pencirian Kekotoran dan Prestasi Pengudaraan Pemulihan Penyerap-liang Halus dalam Loji Rawatan Air Sisa
Sebagai langkah kritikal dalam proses enap cemar teraktif loji rawatan air sisa perbandaran (WWTP), pengudaraan untuk bekalan oksigen bukan sahaja menyediakan oksigen yang mencukupi untuk mengekalkan aktiviti asas kehidupan mikroorganisma tetapi juga mengekalkan enap cemar terampai, memudahkan penjerapan dan penyingkiran bahan pencemar. Pengudaraan juga merupakan unit-yang paling banyak menggunakan tenaga dalam WWTP, menyumbang 45% hingga 75% daripada jumlah penggunaan tenaga loji. Oleh itu, prestasi sistem pengudaraan secara langsung mempengaruhi kecekapan rawatan dan kos operasi WWTP. Peralatan pengudaraan ialah komponen utama sistem pengudaraan, dengan pengudara gelembung halus merupakan yang paling biasa digunakan dalam WWTP perbandaran kerana kecekapan pemindahan oksigen (OTE) yang tinggi. Walau bagaimanapun, semasa operasi-panjang, bahan pencemar pasti terkumpul di permukaan dan di dalam liang pengudaraan. Untuk memastikan kualiti efluen, bekalan udara tambahan daripada blower diperlukan, yang membawa kepada peningkatan penggunaan tenaga. Tambahan pula, pencemaran memburukkan lagi penyumbatan liang dan mengubah bahan pengudaraan. Kehilangan tekanan (tekanan basah dinamik, DWP) komponen pengudara meningkat sepanjang operasi lanjutan, meningkatkan tekanan udara alur keluar blower dan menyebabkan pembaziran tenaga selanjutnya.
Bahan pencemar yang terkumpul di permukaan dan di dalam liang pengudaraan gelembung halus termasuk kekotoran biologi, organik dan bukan organik. Pengotoran organik terhasil daripada penjerapan dan pemendakan bahan organik dan pemendapan rembesan mikrob. Pengotoran tak organik biasanya terdiri daripada mendakan kimia yang dibentuk oleh kation polivalen, seperti oksida logam. Berdasarkan sama ada ia boleh disingkirkan melalui pembersihan fizikal, bahan pencemar boleh dikategorikan sebagai pengotor boleh balik secara fizikal atau tidak boleh pulih secara fizikal. Pengotoran yang boleh diterbalikkan secara fizikal boleh disingkirkan dengan kaedah fizikal mudah seperti menyental mekanikal, kerana bahan pencemar ini melekat dengan longgar pada permukaan pengudaraan. Pengotoran yang tidak dapat dipulihkan secara fizikal tidak boleh dihapuskan dengan pembersihan fizikal dan memerlukan pembersihan kimia yang lebih teliti. Dalam pengotoran yang tidak boleh dipulihkan secara fizikal, bahan pencemar yang boleh disingkirkan melalui pembersihan kimia dipanggil pengotoran boleh diterbalikkan secara kimia, manakala bahan pencemar yang tidak boleh disingkirkan walaupun dengan pembersihan kimia dianggap pengotoran yang tidak boleh dipulihkan.
Pada masa ini, pengudara gelembung halus yang digunakan di dalam negara termasuk bahan getah tradisional seperti monomer etilena propilena diena (EPDM) dan bahan baharu seperti-polietilena berketumpatan tinggi (HDPE). Lapisan pengedaran gas pengudara HDPE dibentuk dengan menyalut paip penghantaran udara dalam dengan polimer cair, dengan diameter liang lebih kurang (4.0 ± 0.5) mm. HDPE menawarkan sifat rintangan kimia, mekanikal dan hentaman yang baik serta hayat perkhidmatan yang panjang. Walau bagaimanapun, saiz liangnya tidak konsisten dan tidak sekata, menjadikannya terdedah kepada pemendapan pencemar. Bahan EPDM sangat fleksibel, dengan liang-liang yang dihasilkan oleh pemotongan mekanikal. Pengudara EPDM mempunyai bilangan liang yang lebih tinggi bagi setiap unit luas, menghasilkan buih yang lebih kecil (minimum 0.5 mm). Sifat hidrofilik membran getah juga menyokong pembentukan gelembung. Walau bagaimanapun, mikroorganisma cenderung untuk melekat dan tumbuh pada permukaan EPDM, menggunakan plasticizer sebagai substrat. Pada masa yang sama, penggunaan plasticizer menyebabkan bahan aerator mengeras, akhirnya membawa kepada kerosakan keletihan dan hayat perkhidmatan yang dipendekkan. Oleh itu, adalah perlu untuk menyiasat corak pengumpulan bahan pencemar pada kedua-dua bahan ini dan perubahan akibat dalam kecekapan pemindahan oksigen dan kehilangan tekanan.
Kajian ini mengambil pengudaraan gelembung halus diganti selepas bertahun-tahun beroperasi daripada dua LPA perbandaran dengan keadaan proses yang sama seperti subjek penyelidikan. Bahan pencemar pada aerator telah diekstrak dan dicirikan lapisan demi lapisan untuk mengenal pasti komponen utamanya. Berdasarkan ini, keberkesanan kaedah pembersihan dalam memulihkan kecekapan pemindahan oksigen alat pengudara telah dinilai, bertujuan untuk menyediakan data asas dan rujukan teknikal untuk-pengoperasian jangka panjang yang dioptimumkan dan stabil bagi sistem pengudaraan gelembung halus.
1 Bahan dan Kaedah
1.1 Pengenalan kepada Loji Rawatan Air Sisa
Kedua-dua WWTP terletak di Shanghai dan menggunakan proses Anaerobik-Anoxic-Oxic (AAO) sebagai rawatan teras. WWTP A menggunakan kebuk pasir pusaran + AAO konvensional + penapis gentian berkecekapan- tinggi + proses nyah kuman UV. WWTP B menggunakan kebuk pasir berudara + AAO konvensional + tangki pemendapan berkecekapan tinggi- tinggi + proses pembasmian kuman UV. Kedua-dua loji secara stabil memenuhi piawaian Gred A "Standard Pelepasan Bahan Pencemar untuk Loji Rawatan Air Sisa Perbandaran" (GB 18918-2002). Reka bentuk khusus dan parameter operasi ditunjukkan dalamJadual 1.
1.2 Pengekstrakan dan Pencirian Bahan Pencemar Aerator
Pengudara gelembung halus yang digunakan dalam eksperimen ialah pengudara HDPE tiub (Ecopolemer, Ukraine) yang dikumpulkan dari Loji A dan pengudara EPDM tiub (EDI-FlexAir, Amerika Syarikat) yang dikumpul dari Loji B. Foto kedua-duanya ditunjukkan dalamRajah 1. Tiub HDPE lama telah beroperasi selama 10 tahun, dengan dimensi D×L=120 mm×1000 mm dan diameter liang (4±0.50) mm, mampu menghasilkan buih halus 2~5 mm. Tiub EPDM lama telah beroperasi selama 3 tahun, dengan dimensi D×L=91 mm×1003 mm, menghasilkan buih halus 1.0~1.2 mm, dengan diameter gelembung minimum 0.5 mm.
Tiub HDPE dan EPDM lama telah diambil dari tangki aerobik, diletakkan pada filem berpaut, dan dibilas dengan air ternyahion. Penyentalan mekanikal dilakukan menggunakan pisau{1}}nyalaan yang disterilkan untuk mengikis bahan pencemar yang melekat pada permukaan pengudaraan.
Untuk mengkaji lebih lanjut kesan kekotoran pada prestasi pemindahan oksigen, pembersihan kimia dilakukan pada tiub HDPE. Selepas menyental mekanikal, tiub HDPE direndam dalam larutan 5% HCl dan 5% NaClO selama 24 jam masing-masing. Tiub lama, tiub yang digosok secara mekanikal dan tiub yang dibersihkan secara kimia telah dikeringkan dalam ketuhar 60 darjah (model XMTS-6000) selama 60 jam. Permukaan mereka kemudiannya diperiksa menggunakan mikroskop elektron pengimbasan (SEM, model JSM-7800F, Jepun), spektroskopi sinar-X penyebaran tenaga (EDX, Oxford Instruments, UK) dan mikroskopi pengimbasan laser confocal (CLSM, model TCS SP8, Jerman). Penyelesaian pembersihan HCl ditapis melalui membran 0.45 μm, dan analisis kuantitatif kation polivalen (termasuk Ca, Mg, Al, ion Fe, dll.) Dilakukan menggunakan spektrometri pelepasan optik plasma yang digabungkan secara induktif (ICP, model ICPS-7510, Jepun). Oleh kerana HCl dan NaClO boleh menyebabkan denaturasi dan penuaan membran EPDM, pembersihan kimia tidak dilakukan pada tiub EPDM. Tiub EPDM dipotong menjadi kepingan membran 5 cm × 5 cm dan direndam dalam HCl untuk analisis kuantitatif kation polivalen dalam larutan.
1.3 Radas dan Kaedah Pengujian untuk Prestasi Pemindahan Oksigen Aerator
Prestasi pemindahan oksigen bagi aerator gelembung halus telah diuji mengikut "Penentuan Prestasi Pemindahan Oksigen Air Bersih bagi Pengudara Buih Halus" (CJ/T 475-2015). Persediaan ujian ditunjukkan dalamRajah 2.
Radas ialah struktur keluli tahan karat-berukuran 1.2 m × 0.3 m × 1.4 m, dengan tingkap paparan kaca organik pada kedua-dua sisi. Aerator dipasang di bahagian bawah tengah menggunakan sokongan logam, dengan kedalaman tenggelam 1.0 m. Penganalisis kualiti air berbilang-parameter (Hach HQ30D, USA) telah digunakan untuk memantau kepekatan oksigen terlarut (DO) dalam masa-sebenar. Sodium sulfit anhydrous digunakan sebagai agen penyahoksigenan, dan kobalt klorida sebagai pemangkin. Bacaan tolok tekanan mewakili tekanan basah dinamik pengudaraan (DWP, kPa). Keputusan pengukuran telah diperbetulkan untuk suhu, kemasinan, dan DO. Kecekapan pemindahan oksigen piawai (SOTE, %) digunakan sebagai indeks penilaian.
Penggunaan tenaga blower adalah berkaitan dengan kedua-dua kadar aliran bekalan udara dan tekanan udara keluar, yang masing-masing dipengaruhi oleh SOTE dan DWP pengudara. Oleh itu, indeks penggunaan tenaga pengudaraan J (kPa·h/g), yang mewakili kesan gabungan SOTE dan DWP, telah digunakan untuk menilai prestasi pengudaraan. Ia ditakrifkan sebagai kehilangan tekanan yang mesti diatasi oleh pengudara per unit jisim oksigen yang dipindahkan. J dikira daripada kecerunan padanan regresi linear antara DWP/SOTE dan kadar aliran udara (AFR), seperti ditunjukkan dalam persamaan berikut:
di mana:
AFRialah kadar aliran udara, m³/j;
ρudaraialah ketumpatan udara, diambil sebagai 1.29 × 10³ g/m³ pada 20 darjah ;
yO2ialah kandungan oksigen dalam udara, diambil sebagai 0.23 g O₂/g udara.
2 Keputusan dan Analisis
2.1 Prestasi Pemindahan Oksigen Pengudara Baharu, Lama dan Dibersihkan
Rajah 3menunjukkan SOTE dan DWP pengudara pada kadar aliran udara yang berbeza.
Daripada Rajah 3(a) dan (b), nilai SOTE bagi HDPE baharu dan tiub EPDM baharu ialah (7.36±0.53)% dan (9.68±1.84)%, masing-masing. Tiub EPDM menghasilkan buih yang lebih kecil dengan luas permukaan khusus yang lebih besar, meningkatkan-kawasan sentuhan cecair gas dan masa kediaman, sekali gus menghasilkan SOTE yang lebih tinggi. SOTE kedua-dua aerator berkurangan dengan peningkatan AFR kerana AFR yang lebih tinggi meningkatkan bilangan gelembung dan halaju awal, membawa kepada lebih banyak perlanggaran gelembung dan pembentukan gelembung yang lebih besar, yang menghalang pemindahan oksigen daripada gas ke fasa cecair. SOTE tiub EPDM menunjukkan arah aliran menurun yang lebih ketara dengan peningkatan AFR berbanding tiub HDPE. Ini kerana liang pengudara HDPE adalah tegar dan tidak berubah dengan AFR, manakala liang pengudara EPDM adalah fleksibel dan terbuka lebih luas dengan peningkatan AFR, membentuk buih yang lebih besar dan seterusnya mengurangkan SOTE.
Selepas-pengoperasian jangka panjang, SOTE tiub HDPE menurun kepada (5.39±0.62)%, pengurangan sebanyak 26.7%, terutamanya disebabkan oleh pengumpulan bahan pencemar yang menyumbat liang dan mengurangkan bilangan liang berkesan untuk penjanaan gelembung. Penyentalan mekanikal meningkatkan SOTE tiub HDPE kepada (5.59±0.66)%, tetapi pemulihannya tidak ketara, mungkin kerana bahan pencemar pada tiub HDPE bukan sahaja melekat pada permukaan tetapi juga termendap di dalam liang, menjadikannya sukar untuk dibuang melalui penyental mekanikal. Jiang et al. mendapati bahawa NaClO boleh membuang bahan pencemar dari tiub HDPE dengan berkesan dan memulihkan prestasi pengudaraannya. Selepas pembersihan NaClO, SOTE tiub HDPE pulih kepada (6.14±0.63)%, iaitu 83.4% daripada paras tiub baharu, masih tidak dapat pulih sepenuhnya. Ini kerana, dalam operasi yang berpanjangan, bahan pencemar menjadi melekat kuat, mengubah struktur liang, menghalang aliran udara, meningkatkan gabungan gelembung, mengurangkan kawasan permukaan khusus gelembung dan masa kediaman, dan dengan itu menghalang pemindahan oksigen. Pada masa yang sama, kekotoran menyebabkan pengagihan udara tidak sekata, merendahkan prestasi keseluruhan.
SOTE tiub EPDM lama turun kepada (9.06±1.75)%, pengurangan sebanyak 6.4%. Selain penyumbatan liang akibat pengumpulan bahan pencemar, pengotoran biologi menggunakan pemplastis dalam bahan, mengeraskan pengudaraan dan mengubah bentuk liang. Liang-liang yang cacat tidak boleh kembali kepada keadaan asalnya, menghasilkan buih yang lebih besar dan menurunkan SOTE. Penyentalan mekanikal meningkatkan SOTE tiub EPDM kepada (9.47±1.87)%, hampir memulihkannya ke paras tiub baharu, menunjukkan bahawa bahan pencemar pada tiub EPDM telah dilekatkan dengan longgar pada permukaan dan kebanyakannya boleh dikeluarkan dengan menyental mekanikal.
Daripada Rajah 3(c) dan (d), DWP tiub EPDM baharu ialah (6.47±0.66) kPa, jauh lebih tinggi daripada tiub HDPE baharu [(1.47±0.49) kPa]. Ini kerana diameter liang tiub EPDM adalah lebih kecil daripada tiub HDPE, menghasilkan rintangan yang lebih besar apabila gelembung terhimpit. Selepas operasi-panjang, DWP tiub HDPE lama meningkat kepada (4.36±0.56) kPa, 2.97 kali ganda daripada tiub baharu. Peningkatan dalam DWP adalah berkaitan dengan kedua-dua tahap penyumbatan liang dan perubahan bahan. Penyentalan mekanikal mengurangkan DWP tiub HDPE kepada 2.25 kali ganda daripada tiub baru. Pembersihan NaClO seterusnya mengurangkannya kepada (2.04±0.45) kPa, 1.39 kali ganda daripada tiub baru. Ini sekali lagi menunjukkan bahawa kebanyakan bahan pencemar pada tiub HDPE telah dimendapkan di dalam liang dan tidak dapat disingkirkan secara berkesan dengan menyental mekanikal, memerlukan pembersihan NaClO untuk memulihkan prestasi. DWP tiub EPDM lama meningkat kepada (8.10 ± 0.94) kPa, 1.25 kali ganda daripada tiub baharu, dan menurun kepada 1.10 kali ganda selepas menyental mekanikal.
Rajah 4menunjukkan perubahan DWP/SOTE (ditandakan sebagai DWP') dengan AFR untuk aerator.
Persamaan regresi linear telah digunakan untuk menyesuaikan DWP' berbanding AFR, dan parameter penggunaan tenaga J diperoleh daripada cerun. Nilai J untuk HDPE baharu dan tiub EPDM baharu ialah 0.064 dan 0.204 kPa·h/g, masing-masing, menunjukkan bahawa per unit jisim oksigen yang dipindahkan, tiub EPDM mesti mengatasi kehilangan tekanan yang lebih besar. Pada masa penggantian, nilai J untuk tiub HDPE dan EPDM meningkat kepada 0.251 dan 0.274 kPa·h/g, masing-masing. Kekotoran aerator yang membawa kepada peningkatan kehilangan tekanan boleh menjejaskan operasi selamat blower. Selepas menyental mekanikal, nilai J untuk tiub HDPE dan EPDM menurun kepada 0.184 dan 0.237 kPa·h/g, masing-masing. Perubahan dalam J boleh digunakan untuk analisis kuantitatif bahan pencemar aerator. Perbezaan dalam J antara tiub lama dan tiub yang digosok secara mekanikal disebabkan oleh fouling yang boleh diterbalikkan secara fizikal. Perbezaan antara tiub yang digosok secara mekanikal dan tiub baru adalah disebabkan oleh fouling yang tidak dapat dipulihkan secara fizikal. Perbezaan antara tiub yang digosok secara mekanikal dan tiub yang dibersihkan secara kimia adalah disebabkan oleh kekotoran yang boleh diterbalikkan secara kimia, manakala perbezaan antara tiub yang dibersihkan secara kimia dan tiub baru disebabkan oleh kekotoran yang tidak boleh dipulihkan. Rajah 5 menunjukkan perubahan dalam parameter penggunaan tenaga J untuk pengudara.
daripadaRajah 5, bagi tiub HDPE, fouling boleh balik secara fizikal dan tidak boleh balik secara fizikal menyumbang 35.8% dan 64.2% daripada jumlah fouling, masing-masing. Dalam kekotoran yang tidak dapat dipulihkan secara fizikal, pengotoran yang boleh diterbalikkan secara kimia dan yang tidak boleh dipulihkan masing-masing menyumbang 42.8% dan 21.4%. Bagi tiub EPDM, fouling boleh balik secara fizikal dan tidak boleh balik secara fizikal menyumbang 52.9% dan 47.1%, masing-masing. Kekotoran yang tidak dapat dipulihkan tidak muncul pada mulanya tetapi terkumpul dari semasa ke semasa, akhirnya menentukan hayat perkhidmatan aerator. Oleh itu, jadual pembersihan yang munasabah harus diwujudkan untuk memperlahankan peralihan daripada fouling boleh balik kepada tidak boleh balik dan meminimumkan pengumpulan fouling tidak boleh pulih.
2.2 Pemerhatian SEM terhadap Pengudara Baru, Lama dan Dibersihkan
Rajah 6menunjukkan imej SEM bagi permukaan pengudaraan baharu, lama dan digosok secara mekanikal. Struktur berliang tiub HDPE baharu jelas kelihatan, manakala permukaan tiub EPDM baharu licin dengan-liang yang dipotong bersih. Selepas beberapa tahun beroperasi, morfologi permukaan kedua-dua aerator berubah dengan ketara. Bahan pencemar seperti rod-yang tidak rata dan berhalangan menutupi permukaan sepenuhnya, dengan agregat pencemar di sekeliling dan di dalam liang, menghalang pemindahan oksigen dan meningkatkan kehilangan tekanan. Selepas menyental mekanikal, kebanyakan bahan pencemar pada permukaan tiub EPDM telah dikeluarkan, tetapi liang-liang tetap tersumbat. Untuk tiub HDPE, ketebalan lapisan pencemar berkurangan, tetapi liang masih ditutup.
2.3 Analisis Pengotoran Tak Organik Pengudara Baru, Lama dan Dibersihkan
EDX digunakan untuk menganalisis lebih lanjut komposisi unsur utama permukaan pengudaraan, dengan keputusan ditunjukkan dalamJadual 2. Karbon, oksigen, besi, silikon dan kalsium dikesan pada kedua-dua permukaan HDPE dan EPDM. Tiub HDPE juga mengandungi magnesium, manakala tiub EPDM mengandungi aluminium. Disimpulkan bahawa bahan pencemar tak organik pada tiub HDPE ialah silikon dioksida, kalsium karbonat, magnesium karbonat, dan fosfat besi, manakala bahan pencemar pada tiub EPDM ialah silikon dioksida dan aluminium oksida. Mendakan tak organik ini terbentuk apabila kepekatan ion tak organik daripada air sisa perbandaran dan enap cemar teraktif mencapai ketepuan pada permukaan pengudaraan. Selepas penyentalan mekanikal, unsur-unsur tak organik pada permukaan pengudaraan menunjukkan sedikit perbezaan berbanding tiub lama, menunjukkan bahawa penyentalan mekanikal tidak dapat menghilangkan bahan pencemar bukan organik dengan berkesan. Kim et al. mendapati bahawa selepas-pengoperasian jangka panjang, bahan pencemar bukan organik diselaputi oleh bahan pencemar organik, melekat rapat pada permukaan dan di dalam liang, menjadikannya sukar untuk dialih keluar dengan menyental mekanikal.
Selepas pembersihan HCl, ion logam pada permukaan pengudara telah dikeluarkan sepenuhnya. HCl menghakis bahagian lapisan organik yang meliputi permukaan, menembusinya, dan bertindak balas dengan ion logam, menghilangkan mendakan tak organik melalui peneutralan dan penguraian. Larutan pembersihan HCl yang digunakan untuk merendam pengudara telah dianalisis oleh ICP untuk mengira kandungan bahan pencemar bukan organik. Kandungan Ca, Mg, dan Fe bagi tiub HDPE ialah 18.00, 1.62, dan 13.90 mg/cm², manakala bagi tiub EPDM, kandungan Ca, Al, dan Fe ialah 9.55, 1.61, dan 3.38 mg/cm².
2.4 Analisis Pengotoran Organik Pengudara Baru, Lama dan Dibersihkan
Untuk mengkaji secara kuantitatif taburan bahan pencemar organik, perisian Image J digunakan untuk mengira nisbah liputan biovolume dan substrat bagi jumlah sel, polisakarida, dan protein daripada mikrograf CLSM, dengan purata diambil sebagai hasil akhir (Rajah 7).
Daripada Rajah 7(a), protein dan jumlah sel adalah komponen utama bahan pencemar organik pada tiub HDPE dan EPDM, masing-masing, dengan jumlah volum maksimum mencapai 7.66×10⁵ dan 7.02×10⁵ μm³. Jumlah isipadu sel pada tiub EPDM adalah 2.5 kali ganda berbanding tiub HDPE, konsisten dengan penemuan oleh Garrido-Baserba et al., yang melaporkan jumlah kepekatan DNA yang lebih tinggi pada pengudara EPDM lama berbanding bahan lain. Wanger et al. mendapati bahawa apabila mikroorganisma melekat pada tiub EPDM, jika persekitaran sekeliling kekurangan substrat organik yang mencukupi, mereka beralih kepada menggunakan pemplastis membran EPDM. Mikroorganisma boleh menggunakan pemplastik sebagai sumber karbon, mempercepatkan pertumbuhan dan pembiakan, dengan itu mempergiatkan kekotoran biologi pada permukaan EPDM. Kandungan polisakarida dan protein pada tiub EPDM adalah jauh lebih rendah daripada pada tiub HDPE, mungkin disebabkan oleh umur enapcemar yang lebih tinggi dalam Loji B berbanding Loji A, yang membawa kepada kepekatan bahan polimer ekstraselular (EPS) yang lebih rendah. Sebagai komponen utama EPS, protein dan polisakarida yang dirembeskan oleh mikroorganisma menjadi sumber penting pencemar organik pada permukaan tiub HDPE di Loji A.
Selepas penyentalan mekanikal, kuantiti jumlah sel, polisakarida dan protein pada tiub HDPE menurun sebanyak 1.49×10⁵, 0.13×10⁵ dan 1.33×10⁵ μm³, masing-masing. Pada tiub EPDM, penurunan yang sepadan ialah 2.20×10⁵, 1.88×10⁵, dan 2.38×10⁵ μm³, masing-masing. Ini menunjukkan bahawa penyentalan mekanikal boleh mengurangkan kekotoran organik sedikit sebanyak.
Walau bagaimanapun, bagi tiub HDPE, kawasan liputan substrat polisakarida dan protein meningkat selepas penyentalan mekanikal-daripada 2.75% dan 6.28% kepada 4.67% dan 7.09%, masing-masing [Rajah 7(b)]. Ini berlaku kerana bahan polimer ekstraselular (EPS) mempunyai kelikatan yang tinggi. Akibatnya, penyentalan mekanikal mempunyai kesan tidak produktif penyebaran protein, polisakarida dan bahan pencemar bukan organik dengan lebih meluas merentasi permukaan tiub HDPE, yang membawa kepada liputan kawasan yang lebih luas. Ini mungkin menjelaskan mengapa penyental mekanikal gagal memulihkan kecekapan pengudaraan tiub HDPE dengan ketara.
Selepas pembersihan NaClO, jumlah sel, polisakarida dan protein pada tiub HDPE menurun sebanyak 2.34×10⁵, 3.42×10⁵, dan 4.53×10⁵ μm³, masing-masing, menunjukkan kecekapan penyingkiran yang jauh lebih tinggi daripada penyentalan mekanikal. NaClO mengoksidakan kumpulan berfungsi bahan pencemar organik kepada keton, aldehid, dan asid karboksilik, meningkatkan hidrofilik sebatian induk dan mengurangkan lekatan bahan pencemar pada aerator. Tambahan pula, flok dan koloid enap cemar boleh diuraikan oleh oksidan kepada zarah halus dan bahan organik terlarut.
3 Kesimpulan
①Nilai SOTE untuk tiub HDPE baharu dan tiub EPDM baharu ialah (7.36±0.53)% dan (9.68±1.84)%, masing-masing. SOTE tiub EPDM menunjukkan arah aliran menurun yang lebih ketara dengan peningkatan AFR berbanding tiub HDPE. Ini kerana liang pengudara HDPE adalah tegar dan tidak berubah dengan AFR, manakala liang pengudara EPDM adalah fleksibel dan terbuka lebih luas dengan peningkatan AFR, membentuk buih yang lebih besar dan seterusnya mengurangkan SOTE.
②Disebabkan oleh pengumpulan bahan pencemar pada permukaan dan dalam liang, kecekapan pemindahan oksigen tiub HDPE menurun sebanyak 26.7%, dan kehilangan tekanannya meningkat kepada 2.97 kali ganda daripada tiub baru. Oleh kerana kebanyakan bahan pencemar pada tiub HDPE dimendapkan di dalam liang, penyental mekanikal tidak berkesan. Selepas pembersihan kimia, SOTE tiub HDPE pulih kepada 83.4% daripada paras tiub baharu, dan DWP menurun kepada 1.39 kali ganda daripada tiub baharu, menunjukkan peningkatan prestasi yang ketara. Walau bagaimanapun, disebabkan pemendapan pencemar, ia tidak dapat pulih sepenuhnya kepada keadaan asalnya. Bagi tiub HDPE, kekotoran yang boleh diterbalikkan secara fizikal, boleh diterbalikkan secara kimia dan tidak boleh dipulihkan masing-masing menyumbang 35.8%, 42.8% dan 21.4%.
③Selepas operasi-panjang, kecekapan pemindahan oksigen tiub EPDM berkurangan sebanyak 6.4% dan kehilangan tekanannya meningkat kepada 1.25 kali ganda daripada tiub baharu. Selepas menyental mekanikal, prestasi pengudaraan tiub EPDM hampir dipulihkan kepada paras tiub baharu, menunjukkan bahawa bahan pencemar pada tiub EPDM telah dilekatkan dengan longgar pada permukaan dan sebahagian besarnya boleh disingkirkan dengan menyental mekanikal. Bagi tiub EPDM, fouling boleh balik secara fizikal dan tidak boleh balik secara fizikal menyumbang 52.9% dan 47.1%, masing-masing.
④Protein adalah komponen utama bahan pencemar organik pada tiub HDPE, manakala jumlah sel adalah komponen utama pada tiub EPDM. Ini kerana mikroorganisma menggunakan pemplastik dalam bahan EPDM sebagai sumber karbon, mempercepatkan pertumbuhan dan pembiakan mereka, dengan itu mempergiatkan kekotoran biologi pada pengudara bahan EPDM.