Postopek A2O, in sicer anaerobno-anoksično-oksični postopek, je primeren za sočasno odstranjevanje organskih snovi, dušika in fosforja. Ta proces ustvari različna okolja v sistemu, tako da lahko mikroorganizmi z različnimi funkcijami sodelujejo, da dosežejo hkratno odstranjevanje dušika in fosforja. Seveda ima vsak postopek svoje prednosti, slabosti in omejitve. Danes bomo razpravljali o prednostih in slabostih delovanja postopka A2O.
Prednosti
1. Hkratno odstranjevanje dušika in fosforja: Poudarek čiščenja odplak je odstranjevanje dušika in fosforja. Proces A2O zagotavlja primerne življenjske razmere za mikroorganizme z različnimi funkcijami tako, da v enem procesu obdelave vzpostavi tri različna okolja, anaerobno, anoksično in aerobno, tako da lahko proces denitrifikacije in odstranjevanja fosforja potekata sočasno. V anaerobnem območju polifosfatne bakterije sproščajo fosfor in absorbirajo organske snovi; v anoksičnem območju denitrifikacijske bakterije denitrifikirajo z denitrifikacijo; v aerobnem območju se nitrificirajoče bakterije nitrificirajo, da pretvorijo amonijev dušik v nitratni dušik, polifosfatne bakterije pa absorbirajo presežek fosforja. Ta sinhrona metoda čiščenja lahko učinkovito odstrani dušik in fosfor iz odplak in izpolnjuje ustrezne standarde za izpust v odplake.
2. Stabilno delovanje: Postopek A2O ima dolgo zgodovino in se je po dolgotrajni praktični uporabi in nenehnem izboljševanju razvil na razmeroma zrelo raven. Njegov procesni tok je razmeroma preprost, razmeroma enostaven za upravljanje in nadzor ter od operaterjev ne zahteva visokega tehničnega znanja. Hkrati ima proces določeno pufrsko zmogljivost za nihanja kakovosti vode in količine vode. Ko se kakovost dotočne vode in količina vode spremenita do določene mere, lahko še vedno ohrani razmeroma stabilen učinek čiščenja, da ne povzroči resne kakovosti vode, ki presega standard, ali propada sistema čiščenja.
3. Odpornost proti udarnim obremenitvam: V procesu čiščenja odplak kakovost dotočne vode in količina vode pogosto močno nihata, na primer nenaden izpust industrijske odpadne vode in znatno povečanje količine vode v deževnem obdobju. Proces A2O lahko do določene mere prenese te šoke, ker ima njegova notranja mikrobna skupnost določeno sposobnost prilagajanja in samoregulacije. Z dinamičnimi spremembami mikrobne skupnosti in samodejnim prilagajanjem procesnih parametrov je mogoče v kratkem času obnoviti normalen učinek čiščenja, da se zagotovi stabilno delovanje čistilne naprave.
Slabosti
1. Kompleksen sistem pretoka: postopek A2O zahteva velike notranje in zunanje pretoke, da se doseže odstranitev dušika in fosforja. Notranje reflow je vrnitev z nitrati bogate mešane tekočine na koncu aerobne cone v anoksično cono, da se zagotovijo akceptorji elektronov za denitrifikacijo; zunanje reflow je vrnitev blata na dnu sekundarne usedalne posode v anaerobno cono za vzdrževanje zadostne mikrobne biomase v sistemu. Vendar pa ta zapleten sistem prelivanja ne samo poveča naložbe v opremo in obratovalne stroške, ampak zahteva tudi natančen nadzor in regulacijo, da zagotovita, da delež in pretok prelivanja ustrezata zahtevam procesa. Če reflow ni ustrezno nadzorovan, lahko povzroči slabe učinke denitrifikacije in odstranjevanja fosforja ter celo vpliva na stabilno delovanje celotnega čistilnega sistema.
2. Tekmovanje virov ogljika: V procesu A2O obstaja konkurenčno razmerje med procesoma denitrifikacije in odstranjevanja fosforja za vire ogljika. Postopek denitrifikacije zahteva zadostne vire ogljika kot donorjev elektronov, da se doseže zmanjšanje nitratnega dušika; in polifosfatne bakterije prav tako potrebujejo zadostne vire ogljika za zaužitje in shranjevanje organske snovi med fazo anaerobnega sproščanja fosforja. Vendar pa je v dejanskih odplakah vir ogljika pogosto omejen. Če je vir ogljika nezadosten, bo denitrifikacija nezadostna, nitratnega dušika ni mogoče učinkovito odstraniti in polifosfatne bakterije ne morejo v celoti sprostiti in absorbirati fosforja, kar vpliva na odstranjevanje dušika in fosforja.
3. Protislovje starosti blata: mikroorganizmi z različnimi funkcijami imajo različno optimalno starost blata v procesu A2O. Na primer, nitrifikacijske bakterije rastejo počasi in zahtevajo daljšo starost blata, da se zagotovi njihovo število in aktivnost v sistemu; medtem ko polifosfatne bakterije rastejo hitreje in krajša starost blata je koristna za njihov učinek odstranjevanja fosforja. Vendar pa je v enotnem sistemu čiščenja težko izpolniti zahteve glede starosti blata različnih mikroorganizmov hkrati. Če se starost blata podaljša, da se zagotovi učinek nitrifikacije, lahko pride do prekomerne rasti polifosfatnih bakterij in zmanjšanja učinka odstranjevanja fosforja; nasprotno, če se starost blata skrajša, da se izboljša učinek odstranjevanja fosforja, lahko to vpliva na število in aktivnost nitrifikacijskih bakterij, s čimer vpliva na učinek nitrifikacije.
4. Nizka učinkovitost odstranjevanja fosforja: ključni dejavnik za nizko učinkovitost odstranjevanja fosforja je, da okoljski pogoji v anaerobnem območju ne uspejo v celoti spodbuditi aktivnosti polifosfatnih bakterij. Običajni presnovni proces polifosfatnih bakterij je absorpcija lahko razgradljive organske snovi in sproščanje fosforja v anaerobnih pogojih, medtem ko se presežek fosforja vzame v aerobnih pogojih. Če pa razmere v anaerobnem območju niso idealne, na primer preveč raztopljenega kisika, premalo vira ogljika ali prekratek čas zadrževanja, bo presnovni mehanizem polifosfatnih bakterij neposredno moten. Prekomerna količina raztopljenega kisika bo zavirala anaerobni proces sproščanja fosforja polifosfatnih bakterij, nezadosten vir ogljika ne more zadovoljiti njihovih potreb po energiji, prekratek čas zadrževanja pa bo preprečil polifosfatnim bakterijam, da bi v celoti izvajale svoje funkcije, kar bo resno vplivalo na učinkovitost odstranjevanja fosforja.
5. Nabiranje blata: Nabiranje blata je običajno posledica prekomerne rasti nitastih bakterij. V določenih posebnih pogojih, kot so nizka obremenitev, nizka temperatura ali predolga starost blata, imajo nitaste bakterije konkurenčno prednost pred drugimi kosmičastimi bakterijami, zato se prekomerno razmnožujejo. Obsežna rast nitastih bakterij bo spremenila strukturo blata, zaradi česar bo ohlapno in zmanjšalo sedimentacijsko zmogljivost blata. To ne bo le otežilo ločevanja blata in vode ter vplivalo na kakovost odplak, ampak lahko povzroči tudi izgubo blata in oslabi stabilnost in učinek čiščenja celotnega sistema čiščenja.
6. Visoka poraba energije: V procesu A2O je v aerobni fazi potrebna velika količina kisika za podporo presnovnih aktivnosti mikroorganizmov, ki se običajno neprekinjeno dovaja s puhalom. Delovanje puhala pa porabi veliko električne energije. Poleg tega, da se ohrani porazdelitev in enakomernost reakcije mikroorganizmov v sistemu, proces povratka in mešanja blata prav tako porabi veliko energije. Visoka poraba energije ne le poveča stroške čiščenja odplak, temveč tudi določeno obremenitev za okolje.
7. Občutljivost na vplivne pogoje: Postopek A2O kaže visoko občutljivost na spremembe v koncentraciji organskih snovi in hranil v vplivu. Nihanja v sestavi dotoka, kot je nenadno povečanje ali zmanjšanje koncentracije organske snovi, in neravnovesje v razmerju hranil, kot sta dušik in fosfor, lahko porušijo prvotno ravnovesno stanje mikrobne skupnosti. To bo povzročilo zaviranje rasti nekaterih mikroorganizmov, medtem ko se lahko drugi prekomerno razrastejo, kar vpliva na stabilnost in učinkovitost zdravljenja celotnega sistema obdelave. Zlasti pri velikih spremembah kakovosti dotočne vode lahko traja dolgo časa, da se mikroorganizmi prilagodijo novim okoljskim razmeram, v tem času pa se lahko učinek čiščenja bistveno zmanjša.
Ukrepi za izboljšanje
1. Optimizirajte razmerje povratnega toka: z natančnim izračunom in spremljanjem v realnem času določite optimalno razmerje notranjega in zunanjega povratnega toka glede na kakovost vode, količino vode in zahteve glede čiščenja. Hkrati uporabite napredne tehnologije krmiljenja, kot je regulacija hitrosti s spremenljivo frekvenco, inteligentni nadzorni sistem itd., da dosežete natančno nastavitev pretoka reflowa. Pod predpostavko zagotavljanja učinka odstranjevanja dušika in fosforja zmanjšajte porabo energije pri reflowu in izboljšajte učinkovitost delovanja sistema. Poleg tega je mogoče strategijo reflowa nenehno optimizirati s simulacijskimi poskusi in analizo dejanskih podatkov o delovanju, da se prilagodijo različnim delovnim pogojem in zahtevam obdelave.
2. Dodatni vir ogljika: Ko je vir ogljika v odplakah nezadosten, se lahko učinek denitrifikacije in odstranjevanja fosforja izboljša z dodajanjem zunanjega vira ogljika. Običajno uporabljeni viri ogljika vključujejo metanol, natrijev acetat, glukozo itd. Pri izbiri vira ogljika je treba upoštevati njegovo ceno, biorazgradljivost in vpliv na mikrobno skupnost sistema. Hkrati je treba tudi natančno nadzorovati količino in čas dodajanja vira ogljika, da se izognemo odpadkom in sekundarnemu onesnaženju, ki ga povzroči prekomerno dodajanje vira ogljika ali nezadostno dodajanje, ki vpliva na učinek obdelave. Z optimizacijo strategije dodajanja virov ogljika je mogoče učinkovito ublažiti problem konkurence virov ogljika in izboljšati učinkovitost odstranjevanja dušika in fosforja.
3. Segmentiran dovod vode: razdelitev dovodne vode na več točk in vstop v različna reakcijska območja lahko razumneje porazdelita vir ogljika in raztopljeni kisik ter ublažita težave s tekmovanjem virov ogljika in neenakomerno porazdelitvijo raztopljenega kisika. Na primer, del dovodne vode se lahko neposredno vnese v anoksično cono, da se zagotovi zadosten vir ogljika za denitrifikacijo; drugi del dovodne vode se lahko vnese v anaerobno cono, da zadosti potrebam polifosfatnih bakterij. S segmentiranim dovodom vode je mogoče izboljšati učinkovitost izkoriščanja virov ogljika v sistemu in izboljšati učinek odstranjevanja dušika in fosforja. Hkrati ga je mogoče kombinirati tudi s spremljanjem v realnem času in tehnologijo samodejnega krmiljenja za dinamično prilagajanje deleža in pretoka segmentiranega dovoda vode glede na spremembe v kakovosti dovodne vode in količini vode, da se doseže natančnejši nadzor in optimizacija.
4. Izboljšana konfiguracija postopka: Na primer, invertni postopek A2O se uporablja za postavitev anoksične cone na sprednji del procesa, dajanje prednosti izpolnjevanju povpraševanja po viru ogljika pri denitrifikaciji in izboljšanje učinkovitosti denitrifikacije. Ali pa se postopek UCT (Univerza v Cape Townu) uporablja za dodajanje anoksične posode in notranje recirkulacije za dodatno optimizacijo učinka odstranjevanja dušika in fosforja. Poleg tega je mogoče kombinirati nove tehnologije, kot je membranski bioreaktor (MBR), za izboljšanje koncentracije blata in učinkovitosti obdelave ter zmanjšanje talne površine. Z izboljšanjem konfiguracije procesa se lahko bolje prilagodi različnim pogojem kakovosti vode in zahtevam po čiščenju ter izboljša učinkovitost in konkurenčnost procesa A2O.
5. Izvedite varovalni pas: Oblikujte prilagodljiv varovalni pas, ki bo kos nihanjem v dotočni sestavi. Okrepite spremljanje in zgodnje opozarjanje na kakovost dotočne vode ter se vnaprej pripravite na prilagoditve procesa. Nastavite regulacijske rezervoarje za homogeno in enakomerno obdelavo dotočne vode, da zmanjšate nihanja kakovosti vode. Gojite mikrobne skupnosti z močnejšo udomačenostjo in prilagodljivostjo. Izboljšajte spremljanje in nadzor Uporabite spletne senzorje in napredne strategije nadzora procesov za dinamično prilagajanje parametrov procesa.
6. Izboljšajte učinkovitost odstranjevanja fosforja: optimizirajte zasnovo anaerobnega območja, da zagotovite strogo anaerobno okolje, in uporabite tesnilne ukrepe za zmanjšanje vstopa kisika. Razumno prilagodite vrsto in koncentracijo vtočnega vira ogljika, da zagotovite, da imajo polifosfatne bakterije zadosten vir ogljika. Ustrezno podaljšajte hidravlični zadrževalni čas anaerobne cone, da zagotovite popolno reakcijo polifosfatnih bakterij
7. Izboljšajte stopnjo zbiranja blata: nadzorujte ustrezno obremenitev blata, da se izognete dolgotrajnemu delovanju z nizko obremenitvijo. Izvedite izolacijske ukrepe ali prilagodite delovne parametre, da se prilagodijo okolju z nizko temperaturo. Razumno nadzirajte starost blata in redno odvajajte del staranega blata.
8. Izboljšajte visoko porabo energije: uporabite več opreme za prezračevanje, ki varčuje z energijo, kot so mikroporozni aeratorji, da izboljšate izkoristek kisika. Optimizirajte sistem za nadzor prezračevanja in prilagodite količino prezračevanja glede na kakovost vode v realnem času in potrebo po raztopljenem kisiku.
Povzetek
Postopek A2O se pogosto uporablja pri čiščenju odplak in njegova praktičnost je očitna. Lahko doseže sinhrono odstranjevanje dušika in fosforja z nastavitvijo različnih okolij, procesni tok pa je zrel, nadzor delovanja je relativno preprost, tehnične zahteve za operaterje niso visoke in obstaja določena pufrska zmogljivost, ko kakovost vode in prostornina vode nihata. . Notranja mikrobna skupnost se lahko tudi samoregulira, da se do določene mere prilagodi udarnim obremenitvam. Seveda so očitne tudi slabosti, kot so zapleten sistem reflowa, konkurenca virov ogljika, protislovje glede starosti blata, nizka učinkovitost odstranjevanja fosforja, nabrekanje blata, visoka poraba energije in občutljivost na vplivne pogoje. Za te pomanjkljivosti lahko najdemo načine, kako jih nadzorovati. Na primer optimizacija razmerja pretoka, dopolnjevanje vira ogljika, postopni dotok vode, izboljšanje konfiguracije procesa, izvajanje strategije vmesnega pasu itd. Ključno je, kako ga upravljamo. Seveda se tu odraža tudi vrednost proizvodnega osebja na prvi liniji.