Analiżi tal-Effiċjenza tat-Tneħħija tal-Inkwinanti fl-Ilma Mormi bl-użu ta' Sistema AAO Modifikata
Ħarsa ġenerali
Il-Anaerobiku-Anossiku-Ossiku (AAO jew A²/O)proċess huwa teknoloġija bijoloġika tat-trattament tad-drenaġġ adottata b'mod wiesa 'disinjata għat-tneħħija simultanja ta' karbonju organiku, nitroġenu u fosfru. Tikkonsisti fi tliet żoni interkonnessi:
- Żona Anaerobika: In-nuqqas ta 'ossiġnu u nitrat, batterji fakultattivi jkissru l-komposti organiċi, u jirrilaxxaw il-fosfru.
- Żona Anossika: Il-batterji denitrifikanti jużaw karbonju organiku bħala donatur ta 'elettroni biex inaqqsu n-nitrati/nitriti (rritornati miż-żona ossika) f'gass tan-nitroġenu, u jiksbu t-tneħħija tan-nitroġenu.
- Żona Ossika: Il-mikro-organiżmi aerobiċi jossidaw il-materja organika li jifdal u jiffaċilitaw in-nitrifikazzjoni (ammonja għal nitrat), filwaqt li l-organiżmi li jakkumulaw il-fosfru-jagħmlu l-fosfati.
Fil-qasam tat-trattament tad-drenaġġ, filwaqt li s-sistema AAO konvenzjonali tista 'tneħħi s-sustanzi li jniġġsu mid-drenaġġ, il-kompożizzjoni dejjem aktar kumplessa tal-ilma tad-drenaġġ wasslet għal ċertu tnaqqis fl-effiċjenza tat-trattament tal-proċess AAO. Biex tiżgura l-livell ta' applikazzjoni u l-effettività tal-proċess AAO,huwa meħtieġ li ssir riċerka speċifika dwar sistemi modifikati, li għandha importanza prattika sinifikanti għall-intrapriżi u d-dipartimenti rilevanti fit-titjib tal-kwalità operattiva tagħhom.
Sistema AAO modifikata
1. Prinċipji Bażiċi tas-Sistema AAO
Meta tieħu s-sistema tat-trattament tad-drenaġġ AAO f'impjant speċifiku tat-trattament tad-drenaġġ bħala eżempju, is-sistema eżistenti hijaproċess AAO konvenzjonali, li jikkonsisti primarjament f'erba' komponenti:tank anerobiku, tank aerobiku, tank anosiku, u tank tas-sedimentazzjoni sekondarju, kif iddettaljat fiFigura 1.
Fis-sistema AAO konvenzjonali, mikro-organiżmi jikbru u jimmetabolizzaw taħt kundizzjonijiet ambjentali varji. Permezz ta 'interazzjonijiet fost komunitajiet mikrobjali differenti, it-tneħħija effettiva tas-sustanzi li jniġġsu tinkiseb permezz ta' reazzjonijiet kimiċi bħal ammonifikazzjoni, nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni, li jeliminaw b'mod sinifikanti l-inkwinanti organiċi.
Is-sistema AAO konvenzjonali toffri vantaġġi bħal spejjeż tekniċi baxxi, tħaddim sempliċi, u ħin qasir ta 'żamma idrawlika (HRT). Madankollu, ibati wkoll minn żvantaġġi inklużieffiċjenza fqira tat-tneħħija tal-fosfruurekwiżiti stretti għall-età tal-ħama u d-disinn tas-sors tal-karbonju, li jagħmilha diffiċli biex jintlaħqu l-istandards mistennija f'xi proġetti ta 'tneħħija ta' sustanzi li jniġġsu l-ilma mormi.
2. Analiżi tad-Disinn tas-Sistema AAO Modifikata
Ibbażat fuq riċerka preċedenti, sar titjib fis-sistema AAO konvenzjonali, li primarjament jiffoka fuq it-tank anerobiku. Il-sistema ta' tank anerobiku modifikatajikkonsisti fi tliet partijiet:żona ta' taħlit ta' ħama-ilma, żona ta' separazzjoni ta' ħama-ilma, u żona tal-midja, kif muri fiFigura 2.
Fil-sistema AAO modifikata (Figura 3), iż-żona tat-taħlit tal-ħama -ilma u ż-żona tal-midja huma ddisinjati b'dimensjonijiet identiċi (15 ċm tul × 20 ċm wisa × 60 ċm għoli), kull wieħed b'volum effettiv ta '9 L. Il-ħin ta' ritenzjoni idrawlika (HRT) kemm għaż-żona tal-ħama kif ukoll għaż-żona tal-midja huwa ta 'sagħtejn.
3. Analiżi tal-Effiċjenza tat-Tneħħija tas-COD fis-Sistema AAO Modifikata
Ġiet analizzata l-effiċjenza tat-tneħħija tad-domanda tal-ossiġnu kimiku (COD) tas-sistema AAO modifikata. Meta l-COD influwent kien 447 mg/L, il-COD tal-effluwent mill-istadju anerobiku kien bejn wieħed u ieħor 147 mg/L, u l-COD finali tal-effluwent kien 42 mg/L, li jilħaq l-istandard tal-iskariku tal-Klassi A. L-effiċjenza tat-tneħħija tas-COD fl-istadju anerobiku bikri kienet instabbli, b'varjazzjonijiet sinifikanti u livelli relattivament baxxi ta 'solidi sospiżi ta' likur imħallat (MLSS). Madankollu,wara 7 ijiem, ir-rata ta 'tneħħija stabbilizzat għal 94%. L-istadju anerobiku primarjament ineħħi s-sustanzi li jniġġsu permezz tad-degradazzjoni tal-mikrobi u d-dilwizzjoni bir-rifluss, u juri t-tneħħija effettiva tal-inkwinanti.
Bl-użu tas-softwer Minitab, il-prestazzjoni tat-tneħħija tas-sistemi AAO modifikati u konvenzjonali tqabbel permezz ta' analiżi indipendenti tat-test tal-kampjun t-, bir-riżultati murija f'Figura 4.
F'intervall ta' kunfidenza ta' 95%, il-valur t-kien 0.26, u l-valur p-kien 0.605. L-analiżi tad-dejta ma indikat l-ebda differenza sinifikanti fir-rati medji ta' tneħħija bejn iż-żewġ sistemi. Is-sistema AAO modifikata wriet varjabbiltà relattivament għolja fl-effiċjenza tat-tneħħija tas-COD, primarjament minħabba differenzi fid-dejta tal--stadju bikri, inkluża l-fażi ta' akklimazzjoni.B'mod ġenerali, is-sistema AAO modifikata wriet tneħħija effettiva tas-COD.
4. Analiżi tal-Effiċjenza tat-Tneħħija tan-Nitroġenu tal-Ammonja fis-Sistema AAO Modifikata
Ġiet analizzata l-effiċjenza tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja (NH₃-N). Meta l-konċentrazzjoni influwenti NH₃-N kienet 36 mg/L, l-effluwent NH₃-N mill-istadju anerobiku kien madwar 19 mg/L. Fl-istadju bikri, il-konċentrazzjoni tal-effluwent kienet relattivament għolja, u l-effiċjenza tat-tneħħija varjat b'mod sinifikanti. Madankollu,wara 12-il jum ta 'akklimazzjoni, ir-rata ta' tneħħija żdiedet għal madwar 81%, b'batterji nitrifikanti fil-fażi tat-tkabbir logaritmiku.Sussegwentement, ir-rata tat-tneħħija stabbilizzat, laħqet medja ta '93%, b'konċentrazzjoni effluwent ta' NH₃-N ta' 4 mg/L, li tilħaq l-istandard ta' skariku tal-Klassi A.
F'intervall ta' kunfidenza ta' 95%, il-valur t-kien 3.41, u l-valur p-kien 0.998. L-analiżi tad-dejta ma indikat l-ebda differenza sinifikanti fir-rati medji ta' tneħħija bejn iż-żewġ sistemi. Is-sistema AAO modifikata wriet varjabbiltà relattivament għolja fl-effiċjenza tat-tneħħija ta' NH₃-N, primarjament minħabba differenzi fid-dejta tal--stadju bikri, inkluża l-fażi ta' akklimazzjoni.B'mod ġenerali, is-sistema AAO modifikata wriet tneħħija effettiva ta' NH₃-N.
5. Analiżi tal-Effiċjenza tat-Tneħħija Totali tal-Fosfru u Nitroġenu Totali fis-Sistema AAO Modifikata
5.1 Effiċjenza Totali tat-Tneħħija tal-Fosfru
L-effiċjenza totali tat-tneħħija tal-fosfru (TP) ġiet analizzata. Meta l-konċentrazzjoni TP influwenti kienet ta '3.6 mg/L, kien meħtieġ perjodu ta' akklimazzjoni ta '11-il jum. Il-konċentrazzjoni tal-effluwent TP mis-sistema kollha laħqet 2.8 mg/L, filwaqt li l-konċentrazzjoni TP tal-effluwent tal-istadju anerobiku kienet 4.2 mg/L, li tindika rilaxx sinifikanti tal-fosfru. Wara l-akklimazzjoni, il-prestazzjoni tat-tneħħija tat-TP tjiebet b'mod notevoli, bil-konċentrazzjoni TP tal-effluwent tal-istadju anerobiku tonqos għal 2.7 mg/L u l-effiċjenza tat-tneħħija tilħaq 17%.Fl-istadju aktar tard, ir-rata tat-tneħħija tat-TP stabbilizzat 'il fuq minn 60%, u l-konċentrazzjoni TP tal-effluwent avviċinat 0.5 mg/L, li jilħqu l-istandard ta 'kwittanza tal-Klassi B.
It-tqabbil taż-żewġ sistemi wera li s-sistema AAO modifikata kienet teħtieġ perjodu inizjali ta 'akklimazzjoni b'effiċjenza ta' tneħħija relattivament baxxa. Madankollu, wara l-akklimazzjoni,il-prestazzjoni tat-tneħħija tat-TP tagħha tjiebet b'mod sinifikanti, u wriet effiċjenza mtejba meta mqabbla mas-sistema AAO konvenzjonali.
5.2 Effiċjenza tat-Tneħħija Totali tan-Nitroġenu
L-effiċjenza totali tat-tneħħija tan-nitroġenu (TN) ġiet analizzata. Meta l-konċentrazzjoni TN influwenti kienet 34 mg/L, il-konċentrazzjoni TN tal-effluwent tal-istadju anerobiku kienet bejn wieħed u ieħor 18 mg/L. Fl-istadju bikri, il-konċentrazzjoni tal-effluwent kienet relattivament għolja, u l-effiċjenza tat-tneħħija varjat b'mod sinifikanti.Wara 10 ijiem ta 'akklimazzjoni, ir-rata ta' tneħħija TN żdiedet għal 68%, b'konċentrazzjoni ta 'effluwent ta' 9 mg/L, li jilħaq l-istandard ta' kwittanza tal-Klassi A.
F'intervall ta' kunfidenza ta' 95%, il-valur t-kien 0.72, u l-valur p-kien 0.753. L-analiżi tad-dejta ma indikat l-ebda differenza sinifikanti fir-rati medji ta' tneħħija bejn iż-żewġ sistemi. Is-sistema AAO modifikata wriet varjabbiltà relattivament għolja fl-effiċjenza tat-tneħħija tat-TN, primarjament minħabba differenzi fid-dejta tal--stadju bikri, inkluża l-fażi tal-akklimazzjoni.B'mod ġenerali, is-sistema AAO modifikata wriet tneħħija effettiva tat-TN.
Konklużjoni
Fil-qosor, is-sistema AAO modifikata turi prestazzjoni robusta fit-tneħħija ta' inkwinanti ewlenin tal-ilma mormi-COD, nitroġenu tal-ammonja, nitroġenu totali, u fosfru totali-li jilħqu l-istandards ta' rimi tal-Klassi A jew B wara perjodu qasir ta' akklimazzjoni.
Filwaqt li l-analiżi statistika (t-test, p-valur) ma wriet l-ebda differenza sinifikanti fl-effiċjenza medja tat-tneħħija meta mqabbla mas-sistema konvenzjonali, id-disinn modifikat wera stabbiltà ogħla u riżultati ta’ trattament imtejba maż-żmien, minkejja varjabilità akbar tad-dejta waqt l-operazzjoni inizjali. It-titjib, partikolarment fiż-żona anerobika b'żoni ta 'taħlit, separazzjoni u midja ottimizzati, jikkontribwixxu għal żieda fir-reżistenza u l-effiċjenza tal-proċess.
Dawn is-sejbiet jenfasizzawil-potenzjal ta' sistemi AAO modifikati biex jindirizzaw kompożizzjonijiet kumplessi ta' ilma mormi b'mod effettiv, jappoġġaw l-applikazzjoni prattika tagħhom għall-aġġornament tal-infrastruttura eżistenti tat-trattament.