Helstu hönnunarsjónarmið og rekstur A²O ferlisins

Á sviði vatnshreinsunar er A²O (loftfirrt-Anoxic-loftháð ferli, með yfirburða getu þess til að fjarlægja köfnunarefni og fosfór samtímis, orðið aðalvalkosturinn fyrir skólphreinsistöðvar sveitarfélaga og iðnaðar skólphreinsistöðvar. Hins vegar er ekki auðvelt verkefni að ná tökum á þessu ferli og ná besta jafnvægi í „þríhyrningsleiknum“ kolefnis, köfnunarefnis og fosfórs.

Þessi grein mun byrja frá kjarna ferlisins, fara kerfisbundið yfir lykilbreytur fyrir hönnunarútreikninga og veita hagnýtar lausnir á algengum rekstrarvandamálum til viðmiðunar og skiptast á meðal samstarfsmanna.

Kjarninn í A²O ferlinu er að búa til þrjú mismunandi umhverfi, sem gerir örverum með sérstakar aðgerðir kleift að "sinna hlutverki sínu," og að lokum ná fram samverkandi fjarlægingu mengunarefna. Kjarni drifkraftur þess kemur frá tveimur helstu skilakerfum:
Seyruskil: Samþjappað eðja frá aukasetlagstankinum er flutt aftur í framenda loftfirrta svæðisins, sem er grundvallaratriði til að tryggja nægjanlegan "hermenn" (lífmassa) fyrir kerfið.

Endurhringrás nítrunarvökva: Nítratríkri blöndunni- frá loftháða svæðinu er dælt að framan á súrefnislausu svæði, sem útvegar "skotfæri" fyrir denitrification hvarfið.

Á þessu sviði hafa þrjár tegundir örvera skýrt skilgreind hlutverk:
Loftfirrt svæði-"Phosphorus Release Pioneers": Við stranglega loftfirrðar aðstæður (DO < 0,2 mg/L), neyðast fjölfosfat-uppsöfnunarbakteríur (PAOs) til að brjóta niður fjölfosföt í líkama sínum til að fá orku og gleypa mikið magn af rokgjörnum fituefnum á sama tíma (VFA-releases), í vatnið. Þetta er forsenda fyrir of mikilli fosfórupptöku í kjölfarið af loftháðum bakteríum.
Anoxic Zone-"Denitrification Main Force": Ofrennandi bakteríur nýta lífrænt kolefni í hrávatninu sem rafeindagjafar til að draga úr nítratköfnunarefni í endurfluttu vökvanum í köfnunarefnisgas, sem sleppur út í andrúmsloftið og lýkur afrennsli.
Loftháð svæði-"All-Round Terminator": Þetta er síðasti vígvöllur viðbragðanna. Nítrandi bakteríur oxa ammoníak köfnunarefni í nítrat köfnunarefni; fjölfosfat-söfnunarbakteríur, aftur á móti, taka of-fosföt úr vatninu og mynda háa-fosfórseyru; samtímis brjóta loftháðar heterotrophic bakteríur algjörlega niður BOD.

1. Loftfirrt svæði: Að standa vörð um hreint „tómarúmssvæði“
Kjarnaverkefni: Tryggja skilvirka losun fosfórs með fjölfosfat-söfnunarbakteríum og byggja upp getu til að fjarlægja fosfór í kjölfarið.

HRT (vökvaviðhaldstími): Venjulega stjórnað eftir 1-2 klst. Of stuttur tími leiðir til ófullnægjandi fosfórlosunar; of langur tími leiðir auðveldlega til seyrugerjunar og gasframleiðslu, sem veldur því að seyra flýtur.

Umhverfiseftirlit: DO verður að vera undir 0,2 mg/L. Nota ætti lághraða hrærivél sem þjónar aðeins fjöðrunaraðgerð; loftun er stranglega bönnuð. Geymirinn ætti að vera þakinn eða lokaður til að koma í veg fyrir að endurnýjun yfirborðs súrefnis trufli loftfirrt umhverfið.

2. Anoxic svæði: Nákvæmlega stjórnað "denitrification reactor"
Kjarnaverkefni: Fjarlægðu nitur á skilvirkan hátt og neyttu lífrænna efna til að draga úr loftháðu álagi.

HRT og kolefnisuppspretta: Almennt hannað fyrir 2-4 klukkustundir, þarf að athuga tiltekinn tíma út frá innflæðis C/N hlutfalli (kolefnis-köfnunarefnishlutfalli) og vatnshita. Þegar innstreymandi kolefnisgjafinn er ófullnægjandi til að styðja við nítrun, er nauðsynlegt að íhuga að bæta við natríumasetati eða metanóli til að bæta við kolefnisgjafann.

Innra endurrásarhlutfall (R): Þetta er lykilbreyta sem ákvarðar skilvirkni köfnunarefnisfjarlægingar. Hönnunargildið er venjulega 100% ~ 300%, og tiltekið gildi þarf að vera nákvæmlega reiknað út frá markmiði heildarköfnunarefnis (TN) fjarlægingarhraða. Ekki elta í blindni eftir of hátt endurrásarhlutfall (annars mun það auka orkunotkun og bera of mikið DO).

3. Loftháð svæði: „Aðalvígvöllurinn“ nítrunar og fosfórupptöku

Kjarnaverkefni: Til að ljúka nítrunarviðbrögðum, brjóta niður BOD og ná súperfosfatupptöku af fjölfosfat-söfnunarbakteríum.

HRT og DO: Þetta svæði hefur lengsta dvalartímann, venjulega 4-8 klst. Halda skal uppleystu súrefni (DO) við 2,0~3,0 mg/L. Of lág DO mun hindra nítrandi bakteríur, en of hátt DO mun valda því að innri endurrásin flytur mikið magn af uppleystu súrefni, sem truflar anoxískt/loftfirrt umhverfið í framendanum.

Retention Time (SRT): Þetta er lífæð alls kerfisins. Til að tryggja auðgun nítrunargerla (langur kynslóðarlota) þarf SRT venjulega að vera 10-15 dagar eða lengur (lengja frekar við lágt hitastig). Hins vegar er mótsögnin fólgin í því að fosfórsöfnun í fjölfosfat (PAP) bakteríum byggir á því að fjarlægja seyru, sem krefst styttri varðveislutíma seyru. Ákjósanlegur jafnvægispunktur innan þessa sviðs verður að finna á hönnunarstigi.

Næringarefnahlutfall: Ákjósanlegt áhrifahlutfall BOD₅ : TN : TP ætti að vera 100 : (20-25) : (1-5). Kolefnisgjafar eru algeng "fæða" til að fjarlægja nitur og fosfór; þegar hlutfallið er í ójafnvægi munu þessir tveir ferlar keppa í harðri samkeppni.

MLSS styrkur: Hefðbundnu hönnunargildi er haldið á bilinu 2500-4000 mg/L.

Returhlutfall seyru: Venjulega stillt á 50%-100%, notað til að koma á stöðugleika í kerfisstyrk og stilla raunverulegan varðveislutíma á loftfirrta svæðinu.

Vatnshiti og pH: Nitrunar er hitastig-næmt; hraðinn lækkar verulega niður fyrir 15 gráður. Helst ætti að stjórna pH á loftháða svæðinu á milli 7,0 og 8,0. Nitrification eyðir basískleika; ef pH er of lágt þarf natríumkarbónat eða álíka aukaefni.

Áætlun um að bæta kolefnisuppsprettu: Settu í forgang að bæta kolefni við loftfirrt svæði til að tryggja losun fosfórs af fjölfosfat-uppsöfnunarlífverum (PAO). Ef heildarþrýstingur til að fjarlægja nitur er hár skaltu íhuga að bæta kolefni við súrefnislausa svæðið.

Snjöll innri endurrásarstilling: Endurhringrásarhlutfallið ætti að vera virkt stillt á grundvelli nítratstyrks við úttak á súrefnislausu svæði til að forðast óhóflega endurrás sem leiðir til orkusóunar og truflana uppleysts súrefnis (DO).

Nákvæm seyrulosun: Að losa umfram seyru er eina leiðin til að fjarlægja fosfór. Mælt er með að losunarstaður seyru sé staðsettur við enda loftháða svæðisins, þar sem innanfrumufjölfosfatinnihald PAOs er hæst. Með því að stilla nákvæmlega losunarhraða seyru er hægt að ná jafnvægi á milli langrar nítrunar (langs) og stutts fosfórfjarlægingar (stuttur) tíma þar til fosfórs (SRT) er fjarlægt.

„Deilan um seyrualdur“ milli niturs og fosfórs
Fyrirbæri: Nitrification krefst langan seyrualdurs, en fosfóreyðing byggir á stuttum seyruöld fyrir losun.
Lausn: Fínstýrðu aldur seyru innan þröngs bils sem gerir bæði kleift að framkvæma; eða draga úr beinum átökum með endurbótum á ferli (svo sem hvolfi A²O, bæta við for-anoxísku svæði).

„Hungurleikurinn“ kolefnisgjafa
Fyrirbæri: Með takmarkaða áhrifa kolefnisgjafa, keppast bakteríur sem innihalda óhreinindi og fjölfosfat-söfnunarbakteríur um „mat“ á loftfirrtu/anoxískum svæðum.
Lausn: Fínstilltu vökvasvæðisrúmmálið; samþykkja öfugt A²O ferli (forsetja súrefnislausa svæðið til að forgangsraða kolefnisuppsprettum fyrir afeitrun), eða innleiða nákvæma, markvissa viðbót utanaðkomandi kolefnisgjafa.

"Fljótandi seyrukreppan" í seinni landnámstankinum
Orsök: Ófullkomin denitrification veldur því að köfnunarefnisleifar flytur seyru upp á yfirborðið í seinni botnfallstankinum.
Lausn: Athugaðu og auktu denitrification áhrifin á súrefnislausu svæði, eða aukið afturhraða seyru á viðeigandi hátt til að stytta seyrugeymslutímann í seinni botnfallstankinum.

Lausnir á „hagkvæmni vetrar“ lágs hitastigs: Auka MLSS styrk kerfisins og lengja hormónauppbótarmeðferðina á viðeigandi hátt; á háum svæðum á -breiddargráðu er nauðsynlegt að huga að einangrunarmannvirkjum eða hita upp innstreymi. Ályktun: Að ná tökum á A²O ferlinu er í meginatriðum nákvæm stjórnun á vistkerfi örvera. Frá færibreytujafnvægi í hönnunarfasa til kraftmikillar aðlögunar meðan á notkun stendur, aðeins djúpur skilningur á lífefnafræðilegum aðferðum hvers skrefs getur tryggt stöðuga og -langtíma framfarir í átt að frárennsli í samræmi við kröfur.