Пре-Анаеробни микро-Јарак за оксидацију пора аерацијом: напредна технологија уклањања хранљивих материја

Технологија пречишћавања отпадних вода пре-анаеробних микро-пора за аерацију и оксидацију јарка

Увод

Анализа наконвенционални процес оксидационог јаркаоткрива да се подешавањем и оптимизацијом интензитета аерације и образаца протока, отпадна вода третира узастопно кроз анаеробне, аноксичне и аеробне реакционе резервоаре, обезбеђујући ефикасно уклањање органске материје. Међутим, питања као што сувисока укупна инвестицијаиниска ефикасност преноса кисеоникасу уобичајени, што доводи досубоптимално уклањање азота и фосфора. Да би се решила ова ограничења, спроведено је-дубинско истраживање технологије пречишћавања отпадних вода пре-аноксичне микропорозне аерације оксидацијом у каналу, са циљем да се побољша оперативна ефикасност постројења за пречишћавање градских отпадних вода и побољша коришћење водних ресурса.

1. Преглед пројекта

Постројење за пречишћавање отпадних вода у граду Кс првенствено третира кућну канализацију и индустријске отпадне воде, са значајном количином индустријских отпадних вода.Пројектовани капацитет третмана је 10×10⁴ м³/д. Стандарди квалитета за довод и ефлуент су приказани уТабела 1. Тренутно се 30% пречишћених отпадних вода поново користи као регенерисана вода за термоелектране, док се преосталих 70% испушта у реке. На основу функционалне класификације површинских вода и Стандарда за испуштање загађујућих материја за постројења за пречишћавање градских отпадних вода, постројење мора испунити стандард за испуштање степена 1Б. Са текућим урбаним економским развојем и повећањем испуштања отпадних вода, фабрика је имплементирала интерцептивну обраду отпадних вода за домаћинство, проширила канализациону мрежу и усвојила процес пре-аноксичног микропорозног аерационог оксидационог канала како би се смањило загађење урбаних површинских извора воде.

2. Ток процеса пре-аноксичног микропорозног аерационог оксидационог канала

Срж овог процеса је комбинација пре-аноксичног резервоара и микропорозног аерационог оксидационог канала. Редослед третмана је следећи:отпадна вода → грубо сито → улазна пумпа → фино сито → комора са вртложним песком → анаеробни резервоар → аноксичне/аеробне зоне → секундарни резервоар за таложење → резервоар за дезинфекцију → ефлуент. Део муља из секундарног таложника се испушта у постројење за одводњавање муља пре коначног одлагања. Процес се фокусира на ослобађање фосфора, биолошко уклањање азота и уклањање фосфора.

2.1 Ослобађање фосфора

У анаеробном резервоару, ферментативне бактерије претварају биоразградиве макромолекуле у мање молекуларне интермедијере, првенствено у испарљиве масне киселине (ВФА). У продуженим анаеробним условима, организми који-акумулирају полифосфате (ПАО) расту споро и ослобађају фосфат из својих ћелија у раствор разлагањем полифосфата. Овај процес обезбеђује енергију за узимање и конверзију ниско-молекуларних масних киселина у грануле полихидроксибутирата (ПХБ).

2.2 Биолошко уклањање азота

Амонијачни азот се претвара у нитрит и нитрат нитрификујућим бактеријама у аеробним условима. У аноксичној зони, денитрификујуће бактерије редукују нитрат у гас азота, који се ослобађа у атмосферу. Овај процес ефикасно смањује нивое азота у отпадној води.

2.3 Уклањање фосфора

У аеробним условима, ПАО користе изворе угљеника и ПХБ да апсорбују ортофосфат, синтетизујући полифосфате у својим ћелијама. Акумулирани фосфор се накнадно уклања из система са отпадним муљем, чиме се постиже ефикасно уклањање фосфора.

У поређењу са конвенционалним процесима,пре-аноксични микропорозни аерациони канал за оксидацију поједностављује операције елиминисањем примарне седиментације или смањењем њеног трајања. Ово омогућава већим органским честицама из коморе за пијесак да уђу у биолошки систем, решавајући недостатке извора угљеника. Наизменични анаеробни-аноксични-аеробни услови инхибирају раст филаментозних бактерија, побољшавају таложеност муља и интегришу уклањање азота, уклањање фосфора и органску деградацију. Анаеробна и аноксична зона стварају повољно окружење за уклањање азота и фосфора, док аеробна зона подржава истовремено ослобађање и нитрификацију фосфора. Запремина аеробне зоне мора бити пажљиво израчуната како би се осигурала ефикасност:

где:

• X: Концентрација микробног муља (мг/Л)
• Y: Коефицијент издашности муља (кгМЛСС/кгБОД)
• S_e​: Концентрација ефлуента (мг/Л)
• S₀​: Концентрација утицаја (мг/Л)
• θ_C0: хидраулично време задржавања (с)
• Q: Утицајни проток (Л/с)
• V₀: Ефективна запремина аеробног реактора (Л)

3. Кључни аспекти технологије пре-аноксичног микропорозног аерационог оксидационог канала

3.1 Технологија пре-аноксичних резервоара

Пре{0}}аноксични резервоар садржи анаеробне микроорганизме који прелиминарно разлажу и трансформишу органску материју, смањујући производњу муља и ублажавајући оптерећење у наредним фазама третмана.

3.1.1 Ток процеса

3.1.1.1 Предтретман утицаја

Скрининг уклања суспендоване чврсте материје попут пластике, косе и кухињског отпада помоћу напредних биолошких екрана. Регулација протока и квалитета обезбеђује хомогеност, док седиментација (природна или хемијска-потпомогнута) уклања суспендоване чврсте материје и органске/неорганске материје.

3.1.1.2 Анаеробна реакција

Контролисана температура, пХ и време задржавања олакшавају темељно мешање анаеробног муља и отпадне воде, побољшавајући уклањање органске материје. Анаеробни реактори користе мешање или циркулацију да би подстакли ферментацију, производећи ЦО₂, ЦХ₄ и трагове Х₂С. Следи одвајање гаса-течности- и третман отпадног гаса.

3.1.1.3 Пост-третман и ефлуент

Отпорни неоргански и органски загађивачи се третирају аеробним процесима или адсорпцијом активног угља. Онлајн праћење прати микробну активност и индикаторе квалитета воде (нпр. Ф/М однос, растворени кисеоник). Однос Ф/М би требало да буде у просеку 0,06; растворени кисеоник у анаеробним зонама треба да буде 0,5–1 мг/Л.

3.1.2 Контрола процеса

Кључне мере укључују:

Узгој анаеробног муља са високим капацитетом разградње и одржавањем оптималних односа хранљивих материја (Ц:Н:П ≈ 100:5:1).

Контролисање органског оптерећења, температуре (30–35 степени) и пХ (6,5–7,5). Органско оптерећење треба да буде 3–6 кгБОД₅/(м³·д).

Спровођење рециклаже муља ради одржавања концентрације и активности микроба. Исушени муљ се може поново користити као ђубриво или храна.

3.2 Технологија рова за микропорозну аерацију и оксидацију

Избочење муља, често узроковано филаментозним бактеријама или експанзијом зооглоеје, смањује способност таложења. Следеће једначине описују раст микроба:

где:

• K_d: Коефицијент микробног распада (д^-1)
• С: Концентрација супстрата (мг/Л)
• K_s​: Коефицијент засићења упола- (мг/Л)
• И: Коефицијент приноса (кгМЛСС/кгЦОД)
• μ_мак: Максимална специфична стопа раста (д^-1)
• μ: Стопа раста микроба (д^-1)
•  

где:

• S_мин: Минимална концентрација супстрата у стабилном стању (мг/Л)
• K_d: Коефицијент микробног распада (д^-1)
• Кс: Половични-коефицијент засићења, тј. концентрација супстрата када је μ=μмак/2μ=μмак​/2 (мг/Л)
• И: Коефицијент приноса (кгМЛСС/кгЦОД)
• μ_мак: Максимална специфична стопа раста (д^-1)

3.2.1 Пројектни параметри процеса

Отпадне воде пролазе кроз сита, коморе за пијесак и анаеробне резервоаре (са мешалицама) пре него што уђу у оксидациони јарак. Микропорозни аератори и потопљени пропелери стварају наизменичне аеробне/аноксичне услове. Систем укључује два анаеробна резервоара (2,8х ХРТ) и четири оксидациона канала (8,64х ХРТ). Старост муља је 11,3 дана.

3.2.2 Пилот-Дизајн уређаја

Пилот систем укључује комору са газираним песком, пумпе, анаеробни селектор, оксидациони јарак, пумпу за рефлукс муља, секундарни таложник и пумпу за ефлуент. Анаеробни селектор (2,35 м³) има три одељка са миксерима и мониторима (ОРП, пХ). Оксидациони канал (26,3 м³) има више улаза/излаза и микропорозне дифузоре. Тестирање је показало просеке утицаја: СС 160 мг/Л, ЦОД 448 мг/Л, ТП 4 мг/Л.

Закључак

Интеграција технологије пре-аноксичне и микропорозне аерационе оксидационе технологије значајно побољшава уклањање азота и фосфора. Будући напори би требало да се фокусирају на оптимизацију старости муља, раствореног кисеоника и односа рефлукса муља како би се додатно побољшала ефикасност третмана.