Atburðarásin „hátt COD, lágt TP og hátt TN“ táknar klassískt tilvik um alvarlegt kolefnis-köfnunarefnis-fosfórójafnvægi. Þessi grein útlistar í stuttu máli hvernig á að greina og taka á þessu vandamáli (innihaldið og tölurnar endurspegla persónulegar skoðanir byggðar á hagnýtri reynslu og eru aðeins til viðmiðunar).
Kjarnamarkmið ferliaðlögunar má draga saman sem hér segir:
1. Leysið strax „fosfórtakmörkunina“-flöskuhálsinn fyrir útbreiðslu örvera;
2. Nýta á áhrifaríkan hátt umfram kolefnisuppsprettu-breyta há-þéttni COD í drifkraftinn fyrir denitrification;
3. Náðu djúpri fjarlægingu köfnunarefnis-gættu þess að há-TN frárennsli uppfylli stöðugt losunarstaðla.
Sértækar aðlögunarráðstafanir eru lýstar hér að neðan, sundurliðaðar í samræmi við rökfræði verkfræðilegrar útfærslu.
I. „Lífs-bjargandi“ aðlögunar þarf strax: Nákvæm fosfóruppbót
Þetta er forsenda allra annarra aðgerða. Við fosfór-skort, jafnvel með miklu kolefni og súrefni, getur virk seyra ekki myndað heilbrigða flokka; í staðinn hefur það tilhneigingu til að sundrast og skolast út.
Staðfestu og reiknaðu út skammtinn
Ákvarðu viðbótarmagnið út frá hlutfallinu sem er um það bil BOD₅:P=100:1. Ef aðeins COD gögn eru tiltæk, notaðu BOD₅/COD hlutfallið til umreiknings (td ef BOD₅/COD ≈ 0,5, mat byggt á COD:P ≈ 200:1). Vertu viss um að reikna skammtinn á breytilegan hátt út frá raunverulegum innflæðishraða og fosfórstyrk.
Veldu fosfórgjafa og skammtapunkt
Fosfórgjafi: Forgangsraða auðgleypanleg ortófosföt eins og ammóníum tvívetnisfosfat eða natríum tvívetnisfosfat. Þó að hægt væri að nota díammoníumvetnisfosfat ef köfnunarefni væri einnig skortur, felur núverandi atburðarás í sér hátt köfnunarefnismagn; því er mælt með fosfórsýru eða natríum tvívetnisfosfati til að forðast að bæta við auka köfnunarefni.
Skammtapunktur: Staðsetjið skammtapunktinn í lok anoxíska svæðisins eða upphaf loftháða svæðisins í líffræðilega tankinum, sem gerir örverum kleift að taka upp fosfórinn beint þegar þeir fara inn í loftháða svæðið. Forðastu að losa allan skammtinn á loftfirrta svæðið, þar sem það gæti leitt til óhóflegrar upptöku fosfórs-uppsöfnunar lífvera (þar sem fjarlæging fosfórs er ekki markmiðið hér) eða myndun óvirkrar útfellingar.
Eftirlit á aðlögunartímabilinu
Innan 2–3 daga frá fosfóruppbót, mun seyrusetthlutfallið (SV) í upphafi minnka eftir því sem hraðgæði batna og síðan hækkar smám saman eftir því sem örverustofninum fjölgar. Fylgstu samstillt með heildarfosfór í frárennsli til að tryggja að magnið haldist innan marka eftir viðbót (helst stjórnað við 0,3–0,5 mg/L til að mæta örveruþörfum á sama tíma og öryggismörk er viðhaldið).
II. Umbreyta „High COD“ í „Denitrification Asset“: For-staðsetning og stigs skammtur kolefnisgjafa
Þar sem kolefnisuppsprettan er ríkuleg ætti að nýta hann að fullu til afrennslis frekar en að flæða yfir loftháða svæðið og sóa sér með súrefnisnotkun.
Innleiða fjöl-áhrifaflæði eða kolefnisgjafa
Beindu hluta af hrávatninu (mikið COD)-framhjá aðal setgeyminum-beint inn í súrefnislausa svæðið til að þjóna sem kolefnisuppspretta fyrir denitrification. Eftir skimun og grusfjarlægingu getur hrávatnið "hoppað" beint í súrefnislausan tankinn og komið í veg fyrir að kolefnisgjafinn oxist og sóist í aðal botnfallsgeyminn eða loftháð svæði. Stjórna magni af auðbrjótanlegum COD sem fer inn í súrefnislausa svæðið byggt á heildarmarkmiðum til að fjarlægja köfnunarefni.
Auktu vatnsrofs-sýringu til að bæta gæði kolefnisgjafa
Ef COD er hátt en BOD₅/COD hlutfallið er lágt, gefur það til kynna yfirgnæfandi eldföstum (-að-niðurbrjóta) lífrænum efnum. Hægt er að setja vatnsrofs-sýringargeymi á for-meðferðarstigi til að brjóta niður stórar, eldfastar lífrænar sameindir í auðveldlega niðurbrjótanlegar VFAs (rokgjarnar fitusýrur) og bæta þannig skilvirkni kolefnisuppsprettunýtingar til afnítrunar.
Nýttu loftháða svæðið til að neyta afgangs kolefnis
Óhjákvæmilega mun einhver kolefnisgjafi fara inn á loftháð svæði; í þessu tilviki skal tryggja að uppleyst súrefni (DO) í lok loftháðs stigs sé að minnsta kosti 2 mg/L til að oxa algjörlega afgangs BOD og koma í veg fyrir að COD frárennslis fari yfir mörk. Þar að auki, þar sem umfram kolefnisuppsprettur geta leitt til ofvaxtar heterotrophic baktería-sem hugsanlega þröngvar út nítrandi bakteríur- verður að hafa vandlega stjórn á seyruöld og lífrænni hleðslu.
III. Að miða á „Hátt heildarnitrogen“ áskorunina: Hámarka nítrunar-möguleika til nítrunar
Hátt heildarmagn köfnunarefnis krefst þess að hámarka bæði nítrunar- og denitrification stigin til fulls.
Nitrunarstig: Skapar pláss og tíma fyrir nítrunargerla
Aldursstýring seyru: Nítrandi bakteríur hafa langan kynslóðartíma; Halda þarf aldri seyru í að minnsta kosti 15 daga (yfir 20 daga á veturna) til að koma í veg fyrir að hún „þröngist út“ með því að fjölga sér með hröðum fjölbreytilegum bakteríum. DO viðhald: Haltu DO á loftháða svæðinu við stöðuga 2–3 mg/L; ekki lækka það óhóflega til að reyna að spara orku.
Vöktun á basa og viðbót: Nitrification eyðir basa (um það bil 7,14 g af CaCO₃ sem neytt er á hvert gramm af NH₄⁺‑N oxuðu). Nitrunarhraði lækkar verulega þegar pH fer niður fyrir 7,0; því ætti að gefa Na₂CO₃ eða fljótandi basa til að viðhalda sýrustigi blandaðs vökvans á milli 7,5 og 8,0.
Denitrification Zone: Hámarka nýtingu bæði innri og ytri kolefnisgjafa.
Fínstilling á innra endurhringrásarhlutfalli: Tryggðu nægilega endurhringingu á há-nítratblönduðu vökvanum frá enda loftháða svæðisins aftur til anoxíska svæðisins; innri endurrásarhlutfallið er venjulega stillt á milli 200% og 400%. Óhófleg endurhringrás kynnir of mikið DO, truflar anoxískt umhverfið. Viðhalda súrefnislausum aðstæðum: DO á súrefnislausu svæði verður að vera stranglega stjórnað undir 0,5 mg/L; notaðu vélræna blöndun til að tryggja að seyru-snerti vatn á meðan forðast yfirborðsloftun.
Tímabundin stjórnun á kolefnisgjöfum: Ef ytri kolefnisgjafinn (innstreymi COD) er nægjanlegur getur denitrification hlutfallið orðið 0,03–0,06 kg NO₃⁻‑N/(kg MLVSS·d). Ef merki um kolefnisskort koma fram (td hækkandi frárennslisnítrat-köfnunarefni) skaltu íhuga kolefnisgjafa í neyðartilvikum eins og natríumasetati, þó að þetta sé ekki fyrsti kosturinn; setja fulla nýtingu á kolefnisinnihaldi hrávatnsins í forgang.
Íhugaðu að hluta nitrification-denitrification eða Anammox (hentar fyrir mjög lágt C/N hlutföll; á meðan þessi atburðarás hefur mikið kolefni-sem gerir hlutaleiðir óþarfar-þessi tækni getur þjónað sem tæknilegir valkostir í framtíðinni).
Ef heildarnitur er afar mikið og kolefnisuppsprettur-þrátt fyrir að vera í miklu magni-uppfyllir enn ekki kröfur um nítrunarefni (öfgatilvik), gæti reynt að hluta nítrít (nítrítsöfnun) ásamt Anammox til að fjarlægja nitur. Hins vegar er erfitt að innleiða þetta í reynd, krefst eftirlits á netinu og nákvæmrar stjórnunar, og ætti að líta á það sem langtíma hagræðingarstefnu.
IV. Að taka á sérstöku tilviki "Hátt COD en lélegt lífbrjótanleika"
Ef vöktun sýnir BOD₅/COD hlutfall < 0,2, er erfitt að nýta háan COD beint í gegnum líffræðilega ferla og fyrrnefndar nýtingaraðferðir kolefnisgjafa munu skila verulega minni árangri. Á þessu stigi þarf eftirfarandi ráðstafanir:
1. Eðlisefnafræðileg formeðferð til að draga úr álagi: Settu upp storku-seti, efnaoxun (Fenton, O₃) eða aðsogseiningar fyrir virka kolefni fyrir ofan líffræðilega kerfið til að draga úr þrjóskastandi COD um 30%–50% í upphafi og bæta þannig hlutfall BOD₅/COD í kjölfarið.
2. Líf-aukning: Skammtu sérhæfðum bakteríustofnum eða líffræðilegum ensímum í vatnsrofs-sýringartankinn, eða notaðu PACT-ferlið (Powdered Activated Carbon-Activated Sludge) til að gleypa þrjósk efni og lengja dvalartíma þeirra.
3. Himnuaðskilnaður sem lokavörn: Notaðu MBR eða NF/RO kerfi í lok lífefnafræðilegs stigs til að fanga afgangs COD, tryggja að þykknið sem myndast sé meðhöndlað sérstaklega.
V. „Öryggisnet“ fyrir rekstrarstjórnun
Stöðugt eftirlit með fosfórjafnvægi: Prófa heildarmagn fosfórs (TP) í innstreymi, við lok loftfirrta svæðisins og við lok loftháðra svæðis á hverri vakt; þetta kemur í veg fyrir upplausn seyru vegna ófullnægjandi bætiefna og forðast brot á frárennslismörkum af völdum of mikillar fosfórskammta.
Ammoníak köfnunarefni/nítrat köfnunarefnispróf á netinu: Metið lokapunkt nítrunar og viðeigandi innra endurvinnsluhlutfalls með því að fylgjast með breytingum á styrk ammoníaks köfnunarefnis og nítratköfnunarefnis meðfram loftháða svæðinu.
Smásjárskoðun á eiginleikum seyru: Rannsakaðu tafarlaust hugsanlegar truflanir í fosfórgjafanum eða ófullnægjandi skömmtun ef kornagnir verða fínar, þráðbakteríur fjölga sér eða bakteríur í sundi fjölga sér.
Undirbúningur varaefna í neyðartilvikum: Haldið nægilegum forða fosfórsýru, kolefnisgjafa (natríumasetati) og basavirkni (fljótandi basa) til að koma í veg fyrir truflun á aðfangakeðjunni.
Áhrif klóríðjóna á þessar breytur:
I. Kjarnafylgni: Hvernig klóríðjónir valda því að magn ammoníaks köfnunarefnis hækkar (nitrunarkerfishrun)
Þetta er beinasta og mikilvægasta hlekkurinn. Hátt heildarmagn köfnunarefnis inniheldur oft umtalsvert hlutfall af ammoníak köfnunarefni. Hár styrkur klóríðjóna getur einmitt „drepið“ örverurnar sem bera ábyrgð á vinnslu ammoníak köfnunarefnis.
Osmótískt lost: Nitrandi bakteríur eru þær fyrstu sem útrýmast
Nítrunarbakteríur (sérstaklega ammoníak-oxandi bakteríur) eru afar næmar fyrir breytingum á osmótískum þrýstingi-mun meira en misleitar bakteríur sem brjóta niður COD. Þegar styrkur klóríðjóna hækkar verulega (td yfir 5.000–10.000 mg/L), missa frumur þeirra vatn, sem veldur því að efnaskiptavirkni hættir eða leiðir jafnvel til frumudauða. Tafarlaus afleiðing: Nitrification í loftháða svæði stalls; ammoníak köfnunarefni er ekki hægt að breyta í nítrít og nítrat, sem veldur því að magn ammoníaks í frárennsli hækkar. Þú munt fylgjast með þessu gagnamynstri: ammoníak með miklu innstreymi, þar sem ammoníak í frárennsli losnar í magni sem er næstum eins og innstreymi.
Rangt mat vegna „gervi-COD“ truflana: Eins og áður hefur komið fram trufla klóríðjónir COD mælingar. Ef „hái COD“ sem þú sérð er blekking-sem þýðir að raunverulegur COD er lágt-og þú eykur endurrás eða loftun byggt á þessari fölsku lestri, muntu aðeins auka óstöðugleika kerfisins. Engu að síður hamlar hátt klóríðmagn nítrandi bakteríur óháð því hvort COD-lestur er nákvæmur.
II. Uppsöfnuð áhrif: „Dauðaspírallinn“ af völdum mikils ammoníak-, klóríð- og fosfórskorts
Samvirkni milli eituráhrifa á ammoníak og eituráhrifa á seltu:
Hár styrkur ammoníak köfnunarefnis (sérstaklega frítt ammoníak, eða FA) er í eðli sínu hamlandi fyrir örverur. Á sama tíma truflar mikil selta (klóríðjónir) jafnvægið milli innra og ytra frumunnar. Þessir tvíþættu streituvaldar skerða virkni örvera verulega.
Lykilatriði: Örverur undir streitu verða að neyta gríðarlegrar orku (ATP) til að viðhalda jónajafnvægi með því að dæla natríum- og klóríðjónum út úr frumunni. Þetta-orkufreka ferli byggir að miklu leyti á fosfór. Hins vegar, þar sem kerfið þitt er mjög skortur á fosfór-, skortir örverurnar fjármagn til að standast samanlagt eituráhrif af mikilli seltu og miklu ammoníaki, sem leiðir til hraðari frumudauða og sjálfrofs.
Niðurbrot seyru losar meira ammoníak köfnunarefni:
Þegar örverufrumur deyja og springa í massavís, losna innanfrumu lífræn köfnunarefnissambönd -eins og prótein og kjarnsýrur- út í vatnið og umbreytast í ammoníak köfnunarefni með ammonifying bakteríum. Þetta skapar hörmulegan vítahring:
Fosfórskortur → Örverur deyja og sundrast, þola ekki mikla seltu/ammoníakseitrun → Meira ammoníak köfnunarefni losnar → Ammoníak eitrun magnast → Fleiri örverur deyja.
Á þessu stigi gætirðu komist að því að-jafnvel án innstreymis ammoníaksjokks-er ammoníakstyrkurinn við enda loftháðs tanksins meiri en innstreymisins; þetta fyrirbæri er þekkt sem innræn ammoníaklosun.
III. Úrræðaleit ferli: Greining vandamála með ammoníakgagnagreiningu
Með hliðsjón af háum-klóríðbakgrunni geta vísbendingar um mismunandi köfnunarefnisform gefið skýrar greiningarvísbendingar. Mjög mikið ammoníak-köfnunarefni; nítrat-magn köfnunarefnis nálægt núlli
Fyrirbæri: Ammoníak-köfnunarefnisgildi við úttak loftháðs tanksins haldast jafn hátt og í innstreymi, en samt er varla hægt að greina nítrat-köfnunarefni.
Greining: Nitrunarvirkni hefur alveg glatast. Miðað við háan klóríðjóna bakgrunn er seltuhömlun aðal grunur.
Neyðarráðstafanir: Uppsprettu klóríðjóna verður að bera kennsl á og skera strax af. Ef um er að ræða tímabundið áfall (svo sem átroðning sjós) skaltu draga úr innstreymi og skipta yfir í "lokaða-lykkjuloftun" (loftun án innstreymis) til að leyfa seltuþynningu áður en þú byrjar hægt og rólega í eðlilegri notkun. Staðlaðar breytingar-eins og að breyta aldri seyru eða auka loftunarstyrk- verða algjörlega árangurslausar.
Mikið ammoníak-köfnunarefni og mikið nítrat-köfnunarefni
Fyrirbæri: Nitrification er að hluta til virk, en ammoníakbreyting er ófullkomin.
Greining: Styrkur klóríðjóna getur verið á mikilvægum þröskuldi (2.000–5.000 mg/L), sem hindrar verulega nítrunarhraða; Að öðrum kosti getur fosfórskortur verið að takmarka nítrunargerlastofninn. Langsniðsgreining er nauðsynleg til að ákvarða hvar ammoníakmagn hættir að lækka; þetta ætti að sameina við OUR (Oxygen Uptake Rate) gögn til að meta hversu hömlun er.
"Mismunurinn" á milli ammoníakssöfnunar og pH
Þetta er auðvelt að gleymast snemma viðvörunarmerki. Nitrification er sýru-framleiðandi ferli (eyðir basagildi) sem venjulega veldur því að pH lækkar. Ef styrkur ammóníaks helst hátt í loftháða tankinum á meðan pH hækkar eða fellur ekki, bendir það til þess að nítrification sé mjög veik eða hafi hætt alveg. Þetta fyrirbæri þjónar sem snemmbúin viðvörun-sem veitir fyrirvara, allt frá mínútum upp í næstum klukkutíma-af yfirvofandi nítrunarkerfishrun, sem gefur meira forspárgildi en ammoníakgögn ein og sér.
