Cos’è il tempo di ritenzione idraulica e come ottimizzarlo per una migliore efficienza
By: Tom Frankel
Post Date: Aprile 26th 2022
Gli impianti di trattamento delle acque reflue sono una parte essenziale delle comunità e delle imprese di tutto il mondo. Le città con una popolazione elevata e le industrie che generano grandi quantità di acque reflue possono danneggiare l’ambiente senza trattare adeguatamente le acque reflue che producono. Solo dopo aver ricevuto il trattamento presso un impianto di acque reflue, quest’acqua può essere reimmessa nell’ambiente in modo sicuro.
Una buona qualità dell’acqua effluente è sicura per il rilascio in natura, ma come fanno le acque reflue ad arrivare a quel punto? Entrano in gioco molti processi di trattamento biologico, tra cui il processo a fanghi attivi e la digestione anaerobica.
Continua a leggere per rispondere alla domanda su cosa sia il tempo di ritenzione nel trattamento delle acque reflue e scopri come puoi sperimentare l’ottimizzazione del tempo di ritenzione idraulica (HRT) nella tua struttura.
Sommario
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- Qual è il tempo di ritenzione idraulica?
- Formula e calcoli per il tempo di ritenzione idraulica
- Qual è l’importanza del tempo di ritenzione idraulica?
- In che modo il tempo di ritenzione idraulica influisce su un sistema di trattamento delle acque reflue?
- Qual è la differenza tra tempo di conservazione e tempo di detenzione?
- Come ottimizzare il tempo di ritenzione idraulica per una migliore efficienza
Qual è il tempo di ritenzione idraulica?
È fondamentale comprendere l’importanza della terapia ormonale sostitutiva e il suo rapporto con i processi della struttura. Si noti che anche il tempo di ritenzione idraulica è diverso dal tempo di ritenzione solido. Nella sua definizione più semplice, HRT è la quantità media di tempo in cui un litro di acque reflue rimarrà in un particolare bacino durante il processo di trattamento delle acque reflue.
Per una definizione più tecnica, si pensi all’HRT come alla misura del tempo medio di un composto solubile rimanente in un reattore di biogas costruito o in un serbatoio di aerazione. Questo processo ha altri nomi, incluso il tempo di permanenza idraulica, e ha un enorme impatto sulla qualità dell’acqua effluente.
Ecco un modo per immaginare il tempo di ritenzione idraulica. Le acque reflue entrano in un serbatoio confinato, che consente la sedimentazione. La sedimentazione è il processo della materia di scarto nell’acqua che si deposita sul fondo del serbatoio. Alla fine, l’acqua sopra le particelle depositate si sposterà in un altro serbatoio nel processo di gestione delle acque reflue, consentendo a più acque reflue di prendere il suo posto. Il tempo necessario all’acqua in superficie per lasciare il serbatoio è il tempo di ritenzione idraulica di quel serbatoio.
Conoscere l’esatto tempo di ritenzione idraulica dei serbatoi delle acque reflue di una struttura è importante per le operazioni e l’efficienza. Questo è il motivo per cui i facility manager cercano di saperne di più su di esso, compresi i suoi diversi tipi, come si confronta con termini simili e come possono calcolare la loro esatta TOS.
Formula e calcoli per il tempo di ritenzione idraulica
Poiché il tempo di ritenzione idraulica si riferisce al tempo medio in cui i composti solubili e liquidi si trovano in uno specifico serbatoio di acque reflue, gli operatori devono conoscere la formula del tempo di ritenzione idraulica che possono utilizzare per calcolare tale media.
Ogni struttura sarà diversa in termini di dimensioni dei suoi serbatoi e dell’efficienza del suo sistema, e avrà quantità variabili di acque reflue in entrata che devono essere processate per essere rilasciate nell’ambiente in modo sicuro. Pertanto, conoscere l’esclusiva HRT della propria struttura è fondamentale per raggiungere la massima efficienza.
Formula HRT
Quando impari a calcolare il tempo di ritenzione nei serbatoi di aerazione, identifica il volume del serbatoio di aerazione in questione. Rappresenta questo valore come “V”. Il volume del serbatoio di aerazione può essere indicato sul serbatoio stesso o su documenti o documenti corrispondenti. Se necessario, contattare il produttore del serbatoio di aerazione per l’identificazione del volume specifico.
Il prossimo valore da determinare è la portata dell’influente, un valore che puoi identificare come “Q”. L’affluente è l’acqua di scarico che necessita di trattamento che entra nella vasca di aerazione. Pertanto, la portata dell’affluente è la velocità con cui le nuove acque reflue entrano nel serbatoio di aerazione, e poiché il serbatoio ha una dimensione specifica, la velocità con cui l’affluente entra è anche la velocità con cui l’effluente esce.
Quindi, per un calcolo accurato della HRT, utilizzare la formula del tempo di ritenzione idraulica “HRT = V/Q”. Qui, si sta dividendo il volume del serbatoio di aerazione, che è un valore in metri cubi, per la portata influente. Si noti che il valore della portata influente può essere in metri cubi all’ora o al giorno, a seconda delle informazioni specifiche che si desidera scoprire.
Inoltre, considera l’utilizzo di litri o altri identificatori volumetrici nella formula. Ad esempio, quando si utilizzano i litri, la formula sarebbe “HRT = V in litri/portata in litri all’ora”. Alcuni potrebbero preferire questa formula, in quanto consente loro di saltare i metri cubi nei loro calcoli e concentrarsi invece sul volume liquido in litri che passa attraverso il loro sistema di trattamento delle acque reflue.
Usa la formula che ha più senso per la tua comprensione e avvantaggia maggiormente le operazioni della tua struttura.
Qual è l’importanza del tempo di ritenzione idraulica?
La terapia ormonale sostitutiva è importante perché influenza l’efficienza del trattamento delle acque reflue. Questo lo rende un parametro critico di progettazione per gli impianti di produzione di acque reflue. In altre parole, la terapia ormonale sostitutiva è più di una statistica o di una semplice lettura dello stato di funzionamento di una struttura. HRT fornisce informazioni sull’efficienza complessiva delle operazioni di trattamento delle acque reflue. Con il controllo sulla terapia ormonale sostitutiva di una struttura, gli operatori hanno anche il controllo sulla sua efficienza.
Un altro motivo per cui la terapia ormonale sostitutiva è curcial è che ha una connessione forte e diretta con la produzione di biogas e biomassa. La scomposizione dei solidi organici nelle acque reflue produce energia da biomassa, che può essere utilizzata per la distribuzione e l’utilizzo di energia elettrica. Tuttavia, è fondamentale rendersi conto che la terapia ormonale sostitutiva è correlata alla quantità di biogas prodotta da un sistema. La terapia ormonale sostitutiva ti informa quando la produttività può iniziare a diminuire poiché i solidi organici rimangono nel serbatoio di digestione anaerobica.
Quando si calcola l’HRT di un impianto di trattamento delle acque reflue, gli operatori compiono il primo passo verso una maggiore produttività ed efficienza. Possono avere un maggiore controllo su come raggiungere gli obiettivi come struttura, garantendo che le operazioni rimangano al passo con la traiettoria. È intelligente ricordarlo per garantire che il tuo impianto di trattamento delle acque reflue stia facendo tutto il possibile per ottenere i risultati più efficienti e di alta qualità possibili.
In che modo il tempo di ritenzione idraulica influisce su un sistema di trattamento delle acque reflue?
Come accennato in precedenza, la terapia ormonale sostitutiva è essenziale perché ha un effetto sui sistemi di trattamento delle acque reflue. L’HRT di una struttura può cambiare a seconda che abbia un alto tasso di affluenza, ma può anche cambiare se gli operatori cercano risultati diversi nei loro effluenti. Ci sono due concetti separati qui: TOS breve e TOS lunga.
HRT breve e HRT lunga sono i termini usati per descrivere i due modi principali in cui una struttura può avvicinarsi al tempo di ritenzione idraulica. La terapia ormonale sostitutiva breve ha a che fare con periodi di tempo medi più brevi che le acque reflue trascorrono in un serbatoio di contenimento, mentre la terapia ormonale sostitutiva lunga descrive il mantenimento delle acque reflue nel serbatoio per un periodo medio più lungo.
HRT breve
Una breve terapia ormonale sostitutiva in un impianto di trattamento delle acque reflue può inizialmente sembrare un risparmio di tempo, ma i risultati potrebbero non essere ideali. Gli acidi grassi volatili (VFA) hanno la tendenza ad accumularsi nei sistemi di digestione anaerobica negli impianti di trattamento delle acque reflue. Questo porta ad una diminuzione del pH delle acque reflue da trattare, facendole diventare più acide.
Chiaramente, le condizioni acide possono essere dannose per un sistema, portando a prestazioni instabili di un’operazione di trattamento delle acque reflue. Alla fine, ciò potrebbe creare una scarsa produzione di biogas o biomassa. Le acque reflue possono viaggiare attraverso il sistema a una velocità maggiore a causa della HRT più breve, ma l’efficienza diminuirà effettivamente perché il prodotto finale è di bassa qualità.
HRT lunga
Dopo aver scoperto i motivi per evitare una HRT troppo breve, gli operatori potrebbero pensare che una HRT lunga risolverà tutte le loro risposte. Sebbene tu possa avere successo con una quantità maggiore di lunghezza nella terapia ormonale sostitutiva, anche un tempo di ritenzione idraulica troppo lungo porterà a scarsi risultati.
Se il tempo di ritenzione idraulica di un sistema è troppo lungo, le strutture potrebbero subire anche una diminuzione della produzione di biogas. Anche se all’inizio questo può sembrare sorprendente, c’è il motivo per cui ciò accade. Una terapia ormonale sostitutiva lunga comporta un utilizzo inefficace dei componenti del biogas all’interno del serbatoio. È come se si perdesse l’occasione d’oro per la massima efficienza di produzione di biogas perché le acque reflue hanno trascorso troppo tempo nel serbatoio prima di uscire e consentire l’ingresso di più acque reflue.
Qual è la differenza tra tempo di conservazione e tempo di detenzione?
Tempo di detenzione e tempo di detenzione possono sembrare termini simili, ma le loro definizioni sono molto diverse. È importante comprendere la differenza tra loro, in quanto entrambi possono avere un impatto sulle operazioni di trattamento delle acque reflue. Detto questo, i processi che definiscono sono abbastanza opposti l’uno dall’altro, portando a diversi approcci alla gestione e al trattamento dell’acqua.
Tempo di ritenzione
Per ribadire, HRT si riferisce al tempo medio in cui una certa quantità di acque reflue rimane in un serbatoio di raccolta prima di uscire dal serbatoio. Da dove deriva gran parte della confusione tra ritenzione e detenzione è che questi termini possono descrivere diversi tipi di stagni che immagazzinano l’acqua prima che l’acqua passi alla fase successiva del suo viaggio. Conoscere le definizioni di questi termini in relazione agli stagni può aiutare gli operatori a comprenderli in un contesto più ampio.
Uno stagno di ritenzione può anche essere chiamato “stagno umido” perché è una pozza d’acqua permanente e trattiene l’acqua indipendentemente dalle precipitazioni o dallo scioglimento della neve. Potrebbe esserci un ruscello nelle vicinanze che alimenta lo stagno di ritenzione. Lo scopo di uno stagno di ritenzione è trattenere l’acqua per un periodo di tempo – il tempo di ritenzione – prima che si sposti. Il tempo di ritenzione consente ai sedimenti e ad altri materiali di separarsi dall’acqua e di affondare sul fondo, riducendo la risospensione e il tracimamento dei sedimenti.
In un certo senso, il tempo di ritenzione in uno stagno è simile al tempo di ritenzione idraulica in un impianto di trattamento delle acque reflue. In entrambi i casi è presente uno specchio d’acqua che funge da dimora temporanea per l’acqua nel suo viaggio. Mentre si trovano in una vasca di aerazione o in uno stagno umido, i materiali possono separarsi dall’acqua e affondare sul fondo. L’acqua trattata può quindi proseguire verso la sua destinazione successiva con una qualità superiore rispetto a prima che entrasse nel corpo idrico.
Tempo di detenzione
Il tempo di detenzione è più strettamente associato agli stagni di detenzione, noti anche come stagni asciutti. Il termine “stagno secco” dovrebbe rivelare come sono questi stagni: non hanno acqua fino a quando l’acqua non scorre dall’esterno. Questi stagni sono comuni nelle aree con climi secchi e forniscono protezione dalle inondazioni in caso di tempesta o scioglimento estremo della neve.
Gli stagni di detenzione tratterranno l’acqua per un certo periodo di tempo, a seconda delle loro dimensioni, pendenza e posizione. Il tempo che l’acqua trascorre nello stagno asciutto è il suo tempo di detenzione. Grazie al tempo di detenzione di uno stagno asciutto, le comunità e le città possono subire meno inondazioni e meno deflusso di particelle. Durante il periodo di detenzione dello stagno, i sedimenti si depositeranno sul fondo, come negli stagni di ritenzione. Tuttavia, poiché lo stagno inizia vuoto, può evitare allagamenti in aree in cui l’acqua in eccesso non è desiderata.
Come ottimizzare il tempo di ritenzione idraulica per una migliore efficienza
Esistono diversi modi per ottimizzare il tempo di ritenzione idraulica per un impianto di trattamento delle acque reflue. Ogni struttura avrà statistiche e obiettivi operativi unici, rendendo impossibile determinare un tipo di approccio all’ottimizzazione valido per tutti.
Tuttavia, gli operatori possono trovare molti esempi di ottimizzazione della terapia ormonale sostitutiva, inclusa la ricerca su come l’ottimizzazione della terapia ormonale sostitutiva può migliorare le operazioni degli impianti di trattamento delle acque reflue a impatto energetico neutro. Si noti che questo particolare studio si concentra sui test su scala pilota di un sistema cellulare di desalinizzazione microbica.
Comprendi gli obiettivi della tua struttura e raccogli i dati necessari per misurare la produttività. Dopo aver trovato questi indicatori chiave di prestazione, puoi conoscere meglio le aree in cui stai avendo successo e le aree che possono essere migliorate.
Da lì, aumenta o abbassa la HRT della tua struttura o acquista serbatoi di contenimento che si adattano meglio alle esigenze della tua struttura di trattamento delle acque reflue. Usa le formule in questo articolo per determinare un calcolo teorico della dimensione del serbatoio richiesta che ti aiuterà a raggiungere i tuoi obiettivi HRT.
Ulteriori informazioni sulle nostre soluzioni per il trattamento delle acque reflue
In SSI Aeration, Inc., comprendiamo il trattamento delle acque reflue. Siamo un leader globale nella produzione e progettazione di apparecchiature per impianti di trattamento delle acque reflue, inclusi diffusori a membrana innovativi ed efficienti dal punto di vista energetico. Tutti i nostri prodotti sono di alta qualità e sicuri di soddisfare le esigenze degli impianti di trattamento delle acque reflue in tutti i settori.
Offriamo inoltre una gamma completa di servizi, tra cui servizi sul campo, servizi di laboratorio essenziali e servizi di progettazione e produzione. Vi invitiamo a contattarci oggi se avete domande sulle nostre soluzioni per il trattamento delle acque reflue e su come possiamo aiutarvi a raggiungere l’ottimizzazione dei picchi.
Mr. Frankel co-founded SSI in 1995 with experience in design and distribution of engineered systems. He is in charge of sales, marketing and operations in the company. Mr. Frankel holds multiple US patents related to diffusers. He is a graduate of Washington University in St. Louis.