Daripada makmal kepada aplikasi berskala besar-pada 300,000 m³/d, bagaimanakah teknologi ini menyelesaikan masalah penyahtindahan dalam air sisa dengan nisbah karbon-kepada-nitrogen rendah?
Bagi mereka yang bekerja dalam industri rawatan air sisa, pada masa ini terdapat dua cabaran: di satu pihak, piawaian pelepasan air sisa bandar terus diperketatkan, dengan -keperluan yang semakin meningkat untuk penyingkiran jumlah nitrogen dan jumlah fosforus, menjadikan denitrifikasi melampau sebagai keperluan bagi industri; sebaliknya, nisbah karbon rendah-kepada-nitrogen adalah lazim dalam air sisa bandar di China. Proses tradisional bergantung pada sumber karbon luaran untuk memastikan kecekapan denitrifikasi, yang bukan sahaja meningkatkan kos operasi dengan ketara tetapi juga membawa tekanan pelepasan karbon tambahan, bercanggah dengan matlamat strategik "dua-karbon".
Dalam proses AAO tradisional, kebanyakan sumber karbon organik dalam air buangan dibazirkan melalui pengudaraan dan pengoksidaan dalam peringkat aerobik, meninggalkan sumber karbon yang tidak mencukupi untuk denitrifikasi, menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan transformasi industri untuk "meningkatkan kualiti dan kecekapan + mengurangkan pencemaran dan pelepasan karbon." Proses Anaerobik-Oxic-Anoxic (AOA) yang pesat muncul, dengan kekuatan terasnya untuk mencapai penyingkiran nitrogen dan fosforus dalam tanpa sumber karbon luaran, telah beransur-ansur beralih daripada penyelidikan makmal kepada amalan kejuruteraan berskala besar-, menjadi "kuda gelap" yang fenomenal dalam industri rawatan air sisa.
Penyahsulitan Teras: Hanya Perubahan dalam Susunan Reaksi, Apakah Keajaiban AOA?
Ramai orang tertanya-tanya mengapa AOA, berbanding dengan proses AAO tradisional, hanya membalikkan susunan tindak balas "aerobik" dan "anoksik", mencapai kejayaan kualitatif. Jawapannya terletak pada "simpan pertama, kemudian gunakan" sumber karbon dalaman yang unik-mekanisme penyingkiran nitrogen dan fosforus.
Proses AAO (Anaerobik-Aerobik-Aerobik) tradisional menggunakan aliran aerobik-anoksik-anaerobik. Kebanyakan sumber karbon organik yang mudah terbiodegradasi dalam air sisa teroksida dan terurai secara sembarangan semasa pengudaraan dalam peringkat aerobik. Karbon yang sangat sedikit sebenarnya tersedia untuk denitrifikasi dalam peringkat anoksik, memaksa penambahan sumber karbon luaran seperti natrium asetat untuk mengisi jurang, mewujudkan kitaran ganas "semakin banyak sumber karbon terhad, lebih banyak ia ditambah; semakin tinggi kos, semakin tinggi pelepasan karbon."
Sebaliknya, proses AAO, dengan tiga-tahap anaerobik-aerobik-letak letak anoksik, menstruktur semula sepenuhnya laluan penggunaan sumber karbon, memastikan setiap sumber karbon digunakan dengan berkesan:
1. Peringkat Anaerobik: Sumber-Penguncian Karbon Berasaskan
COD yang mudah terbiodegradasi dalam influen lebih disukai ditukar kepada sumber karbon dalaman seperti PHA dan disimpan dalam mikroorganisma. Ini pada asasnya menyediakan "amunisi denitrifikasi" untuk mikroorganisma terlebih dahulu, menghalang sisa karbon daripada sumbernya.
2. Peringkat Aerobik: Nitrifikasi Ketepatan
Peringkat ini melengkapkan keseluruhan proses nitrifikasi untuk nitrogen ammonia. Pada masa yang sama, dengan mengawal masa pengudaraan dan kepekatan oksigen terlarut dengan tepat, ia menghalang pengoksidaan berlebihan sumber karbon dalaman yang disimpan di dalam mikroorganisma, memastikan rizab yang mencukupi untuk denitrifikasi berikutnya.
3. Selepas-Peringkat Anoksik: Denitrifikasi Endogen
Mikroorganisma menggunakan sumber karbon dalaman pra-yang telah disimpan untuk melengkapkan penyahtelan nitrogen nitrat. Keseluruhan proses tidak bergantung pada sumber karbon luaran, secara asasnya menyelesaikan titik sakit industri sumber karbon yang tidak mencukupi dalam air buangan nisbah-karbon-kepada-nitrogen rendah.
Pengesahan Tegar: Daripada 100,000 hingga 300,000 m³/h, projek ini telah dilaksanakan dan menunjukkan hasil.
Keberkesanan teknologi dibuktikan dengan amalan kejuruteraan. Pada masa ini, proses AOA telah digunakan secara besar-besaran dalam loji rawatan air sisa di beberapa bandar di seluruh China, meliputi pelbagai senario seperti projek baharu, naik taraf, kesan musim hujan dan-operasi suhu rendah, memberikan hasil operasi yang sangat meyakinkan.
Keputusan ujian pengeluaran menunjukkan bahawa walaupun dalam keadaan ekstrem dengan beban air melebihi 202%, kualiti efluen proses AOA tidak merosot dengan ketara: kadar penyingkiran nitrogen ammonia, jumlah nitrogen dan jumlah fosforus hanya mengalami turun naik kecil yang boleh dikawal, dan kepekatan efluen kekal konsisten dalam piawaian. Dengan hanya melaraskan nisbah pulangan enap cemar utama, nisbah udara-kepada-air dan kepekatan enap cemar, sistem dengan cepat boleh kembali kepada operasi yang stabil, menyesuaikan dengan sempurna kepada keadaan kompleks turun naik volum air yang ketara semasa musim hujan.
Penuh-Kebolehsuaian Senario: Serasi dengan Retrofit, Mengendalikan-Kendalian Suhu Rendah
Selain projek baharu, proses AOA juga menunjukkan keserasian yang kukuh dalam menaik taraf loji rawatan air sisa sedia ada. Selepas melengkapkan parit pengoksidaan ORBAL 1500 m³/d-pembaharuan proses AOA di loji rawatan air sisa di Chongqing, jumlah kadar penyingkiran nitrogen meningkat daripada 71.52% daripada proses AAO asal kepada 83.01% tanpa memerlukan sumber karbon luaran, dan kesan penyingkiran nitrogen, COD dan jumlah ammonia yang lebih baik adalah proses penyingkiran nitrogen, COD dan ammonia yang menyeluruh.
Menangani titik kesakitan industri akibat penurunan aktiviti pendenitrifikasi akibat suhu musim sejuk yang rendah di kawasan utara/dataran tinggi, loji rawatan air sisa proses AOA 40,000 m³/d di Guiyang, beroperasi selama 430 hari dalam keadaan suhu air serendah 11 darjah , masih mencapai sumbangan penyingkiran nitrogen sebanyak 40% pada jumlah nitrogen lepas - 4.13 mg/L. Berbanding dengan loji rawatan air sisa proses AAO dengan sumber influen yang sama, jumlah nitrogen efluen dikurangkan sebanyak 54.62%, penggunaan kuasa tangki biologi dikurangkan sebanyak 24%, penggunaan kimia sebanyak 39%, dan pengeluaran enap cemar sebanyak 7%.
Melampaui Piawaian Memenuhi: Potensi Peningkatan Masa Depan Proses AOA
Pada masa ini, proses AOA telah membentuk sistem teknikal yang agak lengkap, tetapi potensinya melampaui itu. Untuk memenuhi keperluan pembangunan industri rawatan air sisa untuk penggunaan tenaga yang lebih rendah dan pelepasan karbon yang lebih rendah, industri telah mula meneroka integrasi proses AOA dengan teknologi penyingkiran nitrogen baharu untuk meneroka potensi peningkatan teknologi.
Pelbagai kajian telah menunjukkan bahawa sistem gabungan teknologi AOA (Pengudaraan Automatik) dengan teknologi nitrifikasi-potongan pendek dan pengoksidaan ammonium anaerobik (ANAO) mempamerkan kecekapan penyingkiran nitrogen yang luar biasa dalam rawatan air sisa bandar dengan nisbah COD/TN yang rendah: Nitrifikasi-potongan pendek-ANAO yang mencapai operasi bersepadu kepekatan nitrogen yang rendah, sebagai sistem bersepadu kepekatan nitrogen yang rendah berdasarkan AOA yang rendah. 2.3 mg/L, dengan jumlah kadar penyingkiran nitrogen setinggi 95.8%; sistem aliran berterusan AOA yang diubah suai, di bawah keadaan di mana nisbah COD/TN influen adalah serendah 3.2, mencapai kesan rawatan lanjutan dengan TN efluen (4.6±1.5) mg/L dan jumlah fosforus (0.2±0.2) mg/L, dengan ANAO-gandingan penyingkiran nitrogen menyumbang lebih daripada 86%.
Penerokaan ini memberikan kemungkinan tanpa had untuk merealisasikan masa hadapan hampir-sumber karbon sifar dan hampir-sifar rawatan air sisa penggunaan tenaga menggunakan proses AOA, dan juga menyediakan sokongan teknologi teras untuk transformasi karbon-rendah dalam industri rawatan air sisa negara saya.
Kesimpulan
Daripada menyelesaikan masalah kesesakan penyingkiran nitrogen daripada air sisa dengan karbon rendah-ke-nisbah nitrogen kepada penyesuaian kepada keperluan transformasi industri bagi "peningkatan kecekapan sinergistik melalui pengurangan pencemaran dan pengurangan karbon", proses AOA telah menunjukkan nilai terasnya dalam bidang rawatan air sisa melalui hasil kejuruteraan yang ketara. Dengan lelaran teknologi berterusan dan -promosi berskala besar, proses AOA menjadi penyelesaian pilihan untuk pembinaan dan menaik taraf loji rawatan air sisa bandar di negara saya, memacu industri untuk terus beralih daripada "memenuhi piawaian pelepasan" kepada peringkat pembangunan-kualiti tinggi "hijau, rendah-karbon dan kecekapan yang dipertingkatkan."