Kako ta tehnologija rešuje problem denitrifikacije v odpadni vodi z nizkim razmerjem med ogljikom-in-dušikom, od laboratorijske-aplikacije v velikem obsegu pri 300.000 m³/d?
Za tiste, ki delajo v industriji čiščenja odpadne vode, je trenutno dvojni izziv: na eni strani se standardi odvajanja mestne odpadne vode nenehno zaostrujejo, z vedno-naraščajočimi zahtevami po odstranitvi skupnega dušika in fosforja, zaradi česar je ekstremna denitrifikacija nujna za industrijo; po drugi strani pa v mestni odpadni vodi na Kitajskem prevladuje nizko razmerje med-ogljikom in-dušikom. Tradicionalni procesi se zanašajo na zunanje vire ogljika, da zagotovijo učinkovitost denitrifikacije, kar ne le znatno poveča operativne stroške, ampak prinaša tudi dodaten pritisk na emisije ogljika, kar je v nasprotju s strateškim ciljem »dvojnega-ogljika«.
Pri tradicionalnih postopkih AAO se večina virov organskega ogljika v odpadni vodi izgubi zaradi prezračevanja in oksidacije v aerobni fazi, pri čemer ostane premalo virov ogljika za denitrifikacijo, zaradi česar je težko izpolniti potrebe industrije po preoblikovanju "izboljšanja kakovosti in učinkovitosti + zmanjšanja onesnaževanja in emisij ogljika." Hitro razvijajoči se anaerobni-oksični-anoksični (AOA) postopek, katerega glavna moč je doseganje globoke odstranitve dušika in fosforja brez zunanjih virov ogljika, se je postopoma premaknil iz laboratorijskih raziskav v -inženirsko prakso velikega obsega in postal fenomenalen »temni konj« v industriji čiščenja odpadne vode.
Osnovno dešifriranje: samo sprememba vrstnega reda reakcij, v čem je čar AOA?
Mnogi ljudje se sprašujejo, zakaj AOA v primerjavi s tradicionalnim postopkom AAO le obrne vrstni red reakcij "aerobnih" in "anoksičnih", s čimer doseže kvalitativni preboj. Odgovor je v njegovem edinstvenem mehanizmu za odstranjevanje dušika in fosforja, ki ga poganja-najprej shrani, nato uporabi.
Tradicionalni AAO (anaerobno-anaerobni-aerobni) postopki uporabljajo anaerobni-anoksični-aerobni tok. Večina lahko biološko razgradljivih virov organskega ogljika v odpadnih vodah se neselektivno oksidira in razgradi med prezračevanjem v aerobni fazi. Zelo malo ogljika je dejansko na voljo za denitrifikacijo v anoksični fazi, kar prisili dodajanje zunanjih virov ogljika, kot je natrijev acetat, da zapolni vrzel, kar ustvarja začaran krog "več ko je virov ogljika redkih, več jih je dodanih; višji kot so stroški, večje so emisije ogljika."
Nasprotno pa postopek AAO s svojo tri-anaerobno-aerobno-anoksično postavitvijo popolnoma prestrukturira pot izkoriščanja vira ogljika in zagotavlja učinkovito uporabo vsakega vira ogljika:
1. Anaerobna stopnja: zapiranje ogljika na podlagi-vira
Zlahka biološko razgradljiva COD v dotoku se prednostno pretvori v notranje vire ogljika, kot je PHA, in shrani v mikroorganizmih. To v bistvu vnaprej pripravi "denitrifikacijsko strelivo" za mikroorganizme in prepreči nastajanje ogljikovih odpadkov iz vira.
2. Aerobna stopnja: natančna nitrifikacija
Ta stopnja zaključi celoten postopek nitrifikacije dušika iz amoniaka. Hkrati z natančnim nadzorom časa prezračevanja in koncentracije raztopljenega kisika preprečuje prekomerno oksidacijo notranjega vira ogljika, shranjenega v mikroorganizmih, in zagotavlja zadostne rezerve za kasnejšo denitrifikacijo.
3. Post-anoksična stopnja: endogena denitrifikacija
Mikroorganizmi izkoristijo svoj vnaprej-shranjeni notranji vir ogljika za dokončanje denitrifikacije nitratnega dušika. Celoten postopek ni odvisen od zunanjih virov ogljika, kar bistveno rešuje težavo industrije zaradi nezadostnega vira ogljika v odpadnih vodah z nizkim razmerjem-ogljik-in-dušik.
Trdno preverjanje: Ti projekti so bili izvedeni od 100.000 do 300.000 m³/d in kažejo rezultate.
Učinkovitost tehnologije dokazuje inženirska praksa. Trenutno je bil postopek AOA v velikem obsegu uporabljen v čistilnih napravah za odpadne vode v več mestih po vsej Kitajski in zajema različne scenarije, kot so novi projekti, nadgradnje, vplivi deževne sezone in delovanje pri nizkih-temperaturah, kar zagotavlja zelo prepričljive operativne rezultate.
Rezultati proizvodnih preskusov kažejo, da se tudi v ekstremnih pogojih z obremenitvijo vode, ki presega 202 %, kakovost iztoka procesa AOA ni bistveno poslabšala: stopnje odstranitve dušika iz amonijaka, skupnega dušika in skupnega fosforja so imele le manjša, nadzorovana nihanja, koncentracije iztoka pa so ostale dosledno znotraj standardov. S preprosto nastavitvijo primarnega povratnega razmerja blata, razmerja med -zrak-vodo in koncentracije blata se lahko sistem hitro vrne v stabilno delovanje in se popolnoma prilagodi kompleksnim pogojem znatnih nihanj volumna vode v deževnem obdobju.
Popolna-prilagodljivost scenariju: združljivo z naknadnimi vgradnjami, obravnava nizko{1}}temperaturne operacije
Poleg novih projektov proces AOA izkazuje močno združljivost tudi pri nadgradnji obstoječih čistilnih naprav. Po dokončanju 1500 m³/d oksidacijskega jarka ORBAL-AOA v čistilni napravi za odpadne vode v Chongqingu se je stopnja skupne odstranitve dušika povečala z 71,52 % prvotnega postopka AAO na 83,01 % brez potrebe po zunanjem viru ogljika, učinki odstranitve COD, dušika v amoniaku in skupnega fosforja pa so bili popolnoma boljši od tradicionalnih postopkov.
Pri obravnavanju boleče točke industrije zaradi zmanjšane denitrifikacijske dejavnosti zaradi nizkih zimskih temperatur v severnih/planotnih regijah je procesna čistilna naprava za odpadne vode s 40.000 m³/d AOA v Guiyangu, ki je delovala 430 dni pri temperaturah vode do 11 stopinj, še vedno dosegla 40-odstotni prispevek k odstranitvi dušika v svojem post-anoksičnem območju, s skupnim iztokom dušik ostaja stabilen pri 4,13 mg/L. V primerjavi s procesnimi čistilnimi napravami AAO z enakim virom dotoka se je skupni dušik v iztoku zmanjšal za 54,62 %, poraba energije biološkega rezervoarja za 24 %, poraba kemikalij za 39 % in proizvodnja blata za 7 %.
Onkraj izpolnjevanja standardov: potencial za prihodnjo nadgradnjo procesa AOA
Trenutno je proces AOA oblikoval relativno popoln tehnični sistem, vendar njegov potencial sega daleč preko tega. Da bi izpolnili razvojne potrebe industrije za čiščenje odpadne vode po nižji porabi energije in nižjih emisijah ogljika, je industrija začela raziskovati integracijo procesa AOA z novimi tehnologijami za odstranjevanje dušika, da bi nadalje raziskala možnosti tehnološke nadgradnje.
Številne študije so pokazale, da povezani sistem tehnologije AOA (samodejno prezračevanje) s kratko{0}}nitrifikacijo in tehnologijama anaerobne amonijeve oksidacije (ANAO) izkazuje izjemno učinkovitost odstranjevanja dušika pri čiščenju komunalne odpadne vode z nizkimi razmerji COD/TN: Kratki-nitrifikacijski-integrirani sistem ANAO, ki temelji na procesu AOA, po stabilnem delovanju doseže skupna koncentracija dušika v iztoku tako nizka kot 2,3 mg/L, s skupno stopnjo odstranitve dušika do 95,8 %; spremenjeni sistem neprekinjenega pretoka AOA pod pogoji, kjer je vtočno razmerje KPK/TN tako nizko kot 3,2, doseže napredne učinke čiščenja s TN iztoka (4,6±1,5) mg/L in skupnim fosforjem (0,2±0,2) mg/L, pri čemer ANAO-spojena odstranitev dušika predstavlja več kot 86%.
Ta raziskovanja zagotavljajo neomejene možnosti za prihodnjo uresničitev čiščenja odpadne vode s skoraj-ničnim virom ogljika in skoraj-nično porabo energije s postopkom AOA ter zagotavljajo tudi osnovno tehnološko podporo za nizko{2}}ogljično preoblikovanje industrije čiščenja odpadne vode v moji državi.
Zaključek
Od reševanja problema ozkega grla odstranjevanja dušika iz odpadne vode z nizkimi razmerji ogljika-:-dušik do prilagajanja potrebam industrije po preoblikovanju "sinergijskega izboljšanja učinkovitosti z zmanjšanjem onesnaževanja in zmanjšanjem ogljika," je postopek AOA pokazal svojo temeljno vrednost na področju čiščenja odpadne vode z oprijemljivimi inženirskimi rezultati. Z nenehnim tehnološkim ponavljanjem in-promocijo v velikem obsegu postaja postopek AOA prednostna rešitev za gradnjo in nadgradnjo mestnih čistilnih naprav v moji državi, kar spodbuja industrijo k stalnemu prehodu iz »izpolnjevanja emisijskih standardov« na visoko-kakovostno razvojno stopnjo »zelene, nizko-ogljične in izboljšane učinkovitosti«.