Pre-Mikro-Anaerobiku Foss ta' Ossidazzjoni ta' Arjazzjoni tal-Pori: Teknoloġija Avvanzata għat-Tneħħija ta' Nutrijenti

Teknoloġija tat-Trattament tad-Drenaġġ tal-Foss tal-Ossidazzjoni tal-Arjazzjoni tal-Pori Pre-anaerobiku Mikro-

Introduzzjoni

Analiżi tal-proċess konvenzjonali foss ossidazzjonijuri li bl-aġġustament u l-ottimizzazzjoni tal-intensità tal-arjazzjoni u l-mudelli tal-fluss, l-ilma tad-drenaġġ jiġi ttrattat b'mod sekwenzjali permezz ta 'tankijiet ta' reazzjoni anerobiċi, anosiċi u aerobiċi, u jiżguraw tneħħija effettiva tal-materja organika. Madankollu, kwistjonijiet bħalinvestiment globali għoliueffiċjenza baxxa tat-trasferiment tal-ossiġnuhuma komuni, li jwasslu għaltneħħija subottimali tan-nitroġenu u l-fosfru. Biex tindirizza dawn il-limitazzjonijiet, saret riċerka fil--fond dwar it-teknoloġija tat-trattament tal-ilma tad-drenaġġ tal-foss tal-ossidazzjoni ta' arjazzjoni mikroporuża pre{-anossika, bil-għan li ttejjeb l-effiċjenza operattiva tal-impjanti tat-trattament tal-ilma urban mormi u ttejjeb l-utilizzazzjoni tar-riżorsi tal-ilma.

1. Ħarsa ġenerali tal-proġett

L-impjant tat-trattament tad-drenaġġ f'X City jittratta primarjament drenaġġ domestiku u ilma tad-drenaġġ industrijali, b'volum sinifikanti ta 'effluwent industrijali.Il-kapaċità ta 'trattament iddisinjata hija 10 × 10⁴ m³/d. L-istandards tal-kwalità għall-influwenti u l-effluwent huma murija fiTabella 1. Bħalissa, 30% tal-effluwent ittrattat jerġa' jintuża bħala ilma reklamat għall-impjanti tal-enerġija termali, filwaqt li s-70% li jifdal jiġi mormi fix-xmajjar. Ibbażat fuq klassifikazzjonijiet funzjonali tal-ilma tal-wiċċ u l-Istandards ta 'Skariku ta' Pollutant għal Impjanti ta 'Trattament ta' Ilma Urban Mormi, l-impjant għandu jilħaq l-istandard ta 'skariku ta' Grad 1B. Bl-iżvilupp ekonomiku urban kontinwu u ż-żieda fir-rimi tad-drenaġġ, l-impjant implimenta trattament interċettiv tad-drenaġġ għall-ilma tad-drenaġġ domestiku, espandiet in-netwerk tad-drenaġġ, u adotta l-proċess tal-foss ta 'ossidazzjoni ta' arjazzjoni mikroporuża pre-anossika biex inaqqas it-tniġġis tas-sorsi tal-ilma tal-wiċċ urban.

2. Fluss tal-Proċess tal-Foss tal-Ossidazzjoni tal-Arjazzjoni Mikroporuża Pre-Anossiku

Il-qalba ta' dan il-proċess hija l-kombinazzjoni ta' tank pre-anossiku u foss ta' ossidazzjoni ta' arjazzjoni mikroporuża. Is-sekwenza tat-trattament hija kif ġej:ilma tad-drenaġġ → skrin oħxon → dar tal-pompa tad-daħla → skrin fin → kamra taż-żerriegħa vortiċi → tank anerobiku → żoni anosiċi/aerobiċi → tank tas-sedimentazzjoni sekondarju → tank tad-diżinfezzjoni → effluwent. Porzjon tal-ħama mit-tank tas-sedimentazzjoni sekondarju jiġi mormi fil-faċilità tat-tneħħija tal-ilma tal-ħama qabel ir-rimi finali. Il-proċess jiffoka fuq ir-rilaxx tal-fosfru, it-tneħħija tan-nitroġenu bijoloġiku, u t-tneħħija tal-fosfru.

2.1 Rilaxx tal-Fosfru

Fit-tank anerobiku, batterji fermentattivi jikkonvertu makromolekuli bijodegradabbli f'intermedji molekulari iżgħar, primarjament aċidi grassi volatili (VFAs). Taħt kundizzjonijiet anerobiċi fit-tul, organiżmi li jakkumulaw il-polifosfat-(PAOs) jikbru bil-mod u jirrilaxxaw il-fosfat miċ-ċelloli tagħhom fis-soluzzjoni billi jkissru l-polifosfati. Dan il-proċess jipprovdi enerġija għall-assorbiment u l-konverżjoni ta' aċidi grassi-molekulari baxxi fi granuli ta' polyhydroxybutyrate (PHB).

2.2 Tneħħija Bijoloġika tan-Nitroġenu

In-nitroġenu ta 'l-ammonja huwa kkonvertit f'nitrit u nitrat permezz ta' batterji nitrifikanti taħt kondizzjonijiet aerobiċi. Fiż-żona anosika, batterji denitrifikanti jnaqqsu n-nitrat għal gass tan-nitroġenu, li jiġi rilaxxat fl-atmosfera. Dan il-proċess inaqqas b'mod effettiv il-livelli tan-nitroġenu fl-ilma tad-drenaġġ.

2.3 Tneħħija tal-Fosfru

Taħt kundizzjonijiet aerobiċi, PAOs jutilizzaw sorsi tal-karbonju u PHB biex jassorbu l-ortofosfat, u jissintetizzaw polifosfati fiċ-ċelloli tagħhom. Il-fosfru akkumulat sussegwentement jitneħħa mis-sistema bil-ħama tal-iskart, u tinkiseb tneħħija effiċjenti tal-fosfru.

Meta mqabbel ma 'proċessi konvenzjonali,il-foss ta' ossidazzjoni ta' arjazzjoni mikroporuża pre{{0}anossika jissimplifika l-operazzjonijiet billi jelimina s-sedimentazzjoni primarja jew inaqqas it-tul tagħha. Dan jippermetti li partiċelli organiċi akbar mill-kamra taż-żrar jidħlu fis-sistema bijoloġika, u jindirizzaw in-nuqqasijiet tas-sors tal-karbonju. Il-kundizzjonijiet -anossiċi-aerobiċi li jalternaw jinibixxu t-tkabbir tal-batterji filamentożi, itejbu s-settleability tal-ħama, u jintegraw it-tneħħija tan-nitroġenu, it-tneħħija tal-fosfru u d-degradazzjoni organika. Iż-żoni anerobiċi u anosiċi joħolqu ambjenti favorevoli għat-tneħħija tan-nitroġenu u l-fosfru, filwaqt li ż-żona aerobika tappoġġja rilaxx u nitrifikazzjoni simultanja tal-fosfru. Il-volum taż-żona aerobika għandu jiġi kkalkulat bir-reqqa biex tiġi żgurata l-effiċjenza:

Fejn:

• X: Konċentrazzjoni tal-ħama mikrobjali (mg/L)
• Y: Koeffiċjent tar-rendiment tal-ħama (kgMLSS/kgBOD)
• S_e​: Konċentrazzjoni tal-effluwent (mg/L)
• S₀​: Konċentrazzjoni influwenti (mg/L)
• θ_C0: Ħin (i) ta' żamma idrawlika
• Q: Rata tal-fluss influwenti (L/s)
• V₀: Volum effettiv tar-reattur aerobiku (L)

3. Aspetti Ewlenin tat-Teknoloġija tal-Foss tal-Ossidazzjoni tal-Arjazzjoni Mikroporuża Pre-anossika

3.1 Teknoloġija ta' Tank Pre-Anoxic

It-tank pre-anossiku jospita mikro-organiżmi anerobiċi li preliminarjament jiddekomponu u jittrasformaw il-materja organika, inaqqsu l-produzzjoni tal-ħama u jtaffu t-tagħbija fuq l-istadji ta 'trattament sussegwenti.

3.1.1 Fluss tal-Proċess

3.1.1.1 Influwent Pretrattament

L-iskrinjar ineħħi s-solidi sospiżi bħall-plastik, ix-xagħar u l-iskart tal-kċina bl-użu ta’ skrins bijoloġiċi avvanzati. Ir-regolazzjoni tal-fluss u tal-kwalità tiżgura l-omoġeneità, filwaqt li s-sedimentazzjoni (naturali jew kimiċi-megħjuna) tneħħi solidi sospiżi u materja organika/inorganika.

3.1.1.2 Reazzjoni Anaerobika

It-temperatura kkontrollata, il-pH, u l-ħin ta 'żamma jiffaċilitaw it-taħlit bir-reqqa ta' ħama anerobika u ilma mormi, u jtejjeb it-tneħħija tal-materja organika. Reatturi anerobiċi jużaw taħlit jew ċirkolazzjoni biex jippromwovu l-fermentazzjoni, li jipproduċu CO₂, CH₄, u traċċi ta 'H₂S. Isegwu s-separazzjoni tal-gass-likwidu-solidu u t-trattament tal-gass denb.

3.1.1.3 Post-Trattament u Effluwent

Pollutanti inorganiċi u organiċi reżistenti huma ttrattati permezz ta 'proċessi aerobiċi jew assorbiment ta' karbonju attivat. Il-monitoraġġ onlajn isegwi l-attività mikrobjali u l-indikaturi tal-kwalità tal-ilma (eż., proporzjon F/M, ossiġnu maħlul). Il-proporzjon F/M għandu medja ta '0.06; ossiġnu maħlul f'żoni anerobiċi għandu jkun 0.5-1 mg/L.

3.1.2 Kontroll tal-Proċess

Miżuri ewlenin jinkludu:

Il-kultivazzjoni tal-ħama anerobika b'kapaċità ta 'degradazzjoni għolja u ż-żamma ta' proporzjonijiet ta 'nutrijenti ottimali (C:N:P ≈ 100:5:1).

Kontroll ta 'tagħbija organika, temperatura (30-35 grad), u pH (6.5-7.5). It-tagħbija organika għandha tkun 3–6 kgBOD₅/(m³·d).

L-implimentazzjoni tar-riċiklaġġ tal-ħama biex tinżamm il-konċentrazzjoni u l-attività tal-mikrobi. Ħama mneħħija mill-ilma jista 'jiġi repurposed bħala fertilizzant jew għalf.

3.2 Teknoloġija tal-foss tal-ossidazzjoni tal-arjazzjoni mikroporuża

It-tidwir tal-ħama, spiss ikkawżat minn batterji filamentożi jew espansjoni taż-żoogloea, ifixkel is-settleability. L-ekwazzjonijiet li ġejjin jiddeskrivu t-tkabbir tal-mikrobi:

Fejn:

• K_d: Koeffiċjent tat-tħassir mikrobjali (d^-1)
• S: Konċentrazzjoni tas-sottostrat (mg/L)
• K_s​: Nofs-koeffiċjent ta' saturazzjoni (mg/L)
• Y: Koeffiċjent tar-rendiment (kgMLSS/kgCOD)
• μ_max: Rata massima ta' tkabbir speċifiku (d^-1)
• μ: Rata ta' tkabbir mikrobjali (d^-1)
•  

Fejn:

• S_min: Konċentrazzjoni minima tas-sottostrat fi stat fiss (mg/L)
• K_d: Koeffiċjent tat-tħassir mikrobjali (d^-1)
• Ks: Nofs-koeffiċjent ta' saturazzjoni, jiġifieri, il-konċentrazzjoni tas-sottostrat meta μ=μmax/2μ=μmax​/2 (mg/L)
• Y: Koeffiċjent tar-rendiment (kgMLSS/kgCOD)
• μ_max: Rata massima ta' tkabbir speċifiku (d^-1)

3.2.1 Parametri tad-Disinn tal-Proċess

L-ilma mormi jgħaddi minn skrins, kmamar taż-żrar, u tankijiet anerobiċi (bil-miksers) qabel ma jidħol fil-foss ta 'ossidazzjoni. Aeraturi mikroporużi u skrejjen mgħaddsa joħolqu kundizzjonijiet aerobiċi/anossiċi alternanti. Is-sistema tinkludi żewġ tankijiet anerobiċi (2.8h HRT) u erba' fosos ta' ossidazzjoni (8.64h HRT). L-età tal-ħama hija 11.3 ijiem.

3.2.2 Disinn ta' Apparat ta' Skala-pilota

Is-sistema pilota tinkludi kamra taż-żrar bil-arja, pompi, selettur anerobiku, foss ta 'ossidazzjoni, pompa ta' Rifluss tal-ħama, settler sekondarju, u pompa tal-effluwent. Is-selettur anerobiku (2.35 m³) għandu tliet kompartimenti b'miksers u moniters (ORP, pH). Il-foss ta 'ossidazzjoni (26.3 m³) fih daħliet/iżbokki multipli u diffużuri mikroporużi. L-ittestjar wera medji influwenti: SS 160 mg/L, COD 448 mg/L, TP 4 mg/L.

Konklużjoni

L-integrazzjoni ta' teknoloġiji ta' foss ta' ossidazzjoni ta' arjazzjoni pre-anossika u mikroporuża ttejjeb b'mod sinifikanti t-tneħħija tan-nitroġenu u l-fosfru. L-isforzi futuri għandhom jiffokaw l-ottimizzazzjoni tal-età tal-ħama, l-ossiġnu maħlul, u l-proporzjon ta 'rifluss tal-ħama biex ikomplu jtejbu l-effiċjenza tat-trattament.