Nizko vplivno razmerje C/N je ozko grlo; zmanjšati stroške in izboljšati učinkovitost; izpolnjeni morajo biti standardi onesnaževanja in zmanjševanja ogljika; in se je treba izogibati -naknadnemu opremljanju na mestu. Ko se te osnovne zahteve združijo, postane postopek AOA optimalna rešitev, ki se ji čistilne naprave ne morejo izogniti.
Postopek AOA je primeren za razmere z nizkimi vplivnimi razmerji C/N, ne zahteva dodatnega vira ogljika, njegovi učinki odstranjevanja dušika in fosforja pa daleč presegajo tradicionalne postopke.
Postopek AOA ni le »črna tehnologija« pri čiščenju odpadne vode, ki jo je izumil akademik Peng Yongzhen, ampak ima tudi vlogo »orodja za nadgradnjo« pri prenovi številnih starih čistilnih naprav.
1. Kakšna je razlika med AOA in AAO?
Ko gre za čiščenje odpadne vode, marsikdo takoj pomisli na klasičen postopek AAO (anaerobni-anoksičen-aerobni), medtem ko postopek AOA (anaerobni-aerobni-anoksičen) površno prilagodi vrstni red reakcijskih območij, vendar je njegova osnovna logika popolnoma drugačna.
Oba postopka AAO in AOA sta si podobna v hidravličnem zadrževalnem času, vrsti konstrukcije in elektromehanski opremi, kar je ključnega pomena za to, zakaj se lahko številne čistilne naprave neposredno spremenijo iz AAO v AOA-ni potrebna dodatna zemlja, kar ima za posledico nizke stroške pretvorbe.
Bistvene razlike so v dveh točkah: prvič, krajši retencijski čas v enem odseku in daljši retenzijski čas v drugih dveh odsekih; in drugič, sprememba povratka blata iz enega v dva procesa.
"Ena krajša, dva daljša" se nanaša na daljše zadrževalne čase v anaerobnem in anoksičnem odseku procesa AOA, medtem ko je aerobni odsek krajši. "Dovolj časa v anaerobnem delu omogoča denitrifikacijskim polisaharidnim bakterijam (DGAO), da v celoti porabijo organsko snov v odpadni vodi, zmanjša KPK in shrani notranje vire ogljika. Daljši anoksični del je zato, ker je hitrost notranje denitrifikacije počasnejša od zunanje denitrifikacije, kar zahteva dovolj časa, da DGAO dokončajo notranji proces denitrifikacije," je pojasnil g. Chen. Krajši aerobni odsek zmanjša neučinkovito porabo notranjih virov ogljika, kar zagotavlja učinkovito porabo energije.
Še pomembneje je, da se je postopek premaknil z enega na dva – tradicionalni AAO ima samo eno povratno pot blata, medtem ko AAO doda povratno pot iz sekundarnega usedalnika na sprednji del anoksične cone (R2 v diagramu poteka). "Ta dodatna povratna pot podvoji število denitrifikacijskih bakterij v anoksičnem rezervoarju, s čimer se poveča specifična stopnja denitrifikacije (hitrost denitrifikacije/koncentracija blata); drugič, ustvari ugodno okolje za DPAO, zmanjša hidrolizo blata in sproščanje fosforja zaradi mikrobne razgradnje na dnu sekundarnega usedalnika, kar ima za posledico stalno zmanjševanje celotnega fosforja (TP) tako v anoksičnem območju kot v sekundarnem usedalni rezervoar." Vendar pa je gospod Chen tudi opozoril, da lahko to visoko razmerje vračanja znatno obremeni sekundarni usedalni rezervoar. Neposredna uporaba obstoječega sekundarnega usedalnika iz AAO bi lahko vplivala na učinek ločevanja blata-vode, kar je ključni dejavnik med postopkom nadgradnje.
Te prilagoditve teoretično omogočajo, da postopek AAO doseže skoraj-ničelno TN iztoka in v veliki meri odpravlja potrebo po zunanjih virih ogljika, s čimer znatno zmanjša operativne stroške in postane "nov favorit" v industriji čiščenja odpadne vode.
2. Katere čistilne naprave so primerne za AAO?
Tri ključne prednosti govorijo same zase
Veljavni scenariji za postopek AOA – Vse čistilne naprave niso primerne za naknadno opremljanje, vendar tiste, ki izpolnjujejo te pogoje, pogosto vidijo osupljive rezultate.
Prvič, čistilne naprave za odpadne vode, ki si prizadevajo za zmanjšanje stroškov, izboljšanje učinkovitosti in nizko{0}}ogljično delovanje. Po eni strani ima postopek AOA z dvojno{2}}recirkulacijo blata krajši aerobni zadrževalni čas v primerjavi z drugimi postopki in tako prihrani pri porabi energije za prezračevanje. Po drugi strani pa je mogoče s povečanjem recirkulacije blata v anoksičnem območju neporabljene vire ogljika v blatu na dnu sekundarne usedalne posode vrniti v anoksično območje, kar omogoča učinkovito recikliranje notranjih virov ogljika in s tem prihranek pri zunanjih virih ogljika.
Z vse strožjimi okoljskimi zahtevami je nizko{0}}ogljično delovanje glavni trend, zaradi česar je AOA, proces, ki varčuje z energijo in zmanjšuje blato, zelo iskan.
Drugič, čistilne naprave za čiščenje odpadne vode z nizko vsebnostjo C/N, zlasti v južnih mestih. Južna gospodinjska kanalizacija na splošno nima dovolj virov ogljika, tradicionalni procesi pa zahtevajo dodajanje zunanjih virov ogljika, kot sta metanol in natrijev acetat, da bi izpolnili standarde, kar je drago in okorno. Postopek AOA učinkovito uporablja polihidroksi maščobne kisline (PHA) in znotrajcelični glikogen (Gly), ki sta shranjena v anaerobnih in sekundarnih sedimentacijskih rezervoarjih z aktivnim blatom. Hkrati manjši volumen prezračevanja in krajši čas prezračevanja v aerobnem delu zmanjšata porabo notranjih virov ogljika, kar je koristno za zadrževanje več notranjih virov ogljika za denitrifikacijo v anoksičnem območju.
Končno je primeren za čistilne naprave za odpadne vode, ki želijo izboljšati odstranjevanje dušika in fosforja. Tradicionalni postopki AAO proizvajajo aerobne odpadne vode z visoko vsebnostjo nitratov, odstranjevanje dušika z recirkulacijo nitrifikacijske tekočine pa je omejeno. AOA s postavitvijo anoksične cone na zadnjo stran omogoča dovolj časa za endogeno denitrifikacijo, kar ima za posledico izjemno nizko vsebnost nitratov v iztoku in boljše odstranjevanje dušika.
Skratka, če se čistilna naprava sooča s katero koli od treh težav-nezadostnimi viri ogljika, visokimi obratovalnimi stroški ali velikim pritiskom za odstranjevanje dušika in fosforja-, se lahko AOA šteje za prednostno izbiro.
3. Nepopolna "črna tehnologija"
Izzivi pri delovanju AOA Noben postopek obdelave vode ni popoln in tudi AOA ima svoje "težave".
Največji izziv predstavlja njena prilagodljivost na nihanje kakovosti in količine vode. Vplivna kakovost in količina čistilnih naprav se dnevno spreminjata, kar zahteva natančen nadzor parametrov, kot so zadrževalni čas, stopnja prezračevanja in povratni tok. »Če na primer koncentracija dotoka nenadoma naraste ali se stopnja pretoka dramatično poveča, prvotni parametri postanejo neučinkoviti. Če prilagoditev ne izvedete takoj, bo učinek obdelave ogrožen in potencial-varčevanja z energijo ne bo izkoriščen,« je nemočno rekel gospod Chen. To postavlja visoke zahteve glede delovanja in ravni upravljanja čistilnih naprav.
Drug izziv je vpliv okolja z nizko{0}}temperaturo. Mikrobna aktivnost je odvisna od primernih temperatur. Pozimi nizke temperature neposredno zavirajo aktivnost denitrifikacije in-odstranjevanja fosforja, kar ne samo zmanjša učinkovitost denitrifikacije, temveč lahko vpliva tudi na stabilnost funkcionalnih mikrobnih skupnosti. Čistilne naprave v hladnih severnih regijah, ki želijo uporabljati AOA (samodejno prezračevanje), morajo obravnavati prilagodljivost nizkim-temperaturam. Poleg racionalnega določanja parametrov morajo tudi ustrezno podaljšati hidravlični zadrževalni čas, da se omogoči fleksibilno prilagajanje pogojem delovanja.
Trenutno industrija raziskuje, kako optimizirati procesne parametre in izboljšati prilagodljivost-nizkim temperaturam ter nadzor mikrobne skupnosti. Vendar njegove manjše pomanjkljivosti ne zasenčijo njegovih pomembnih prednosti. Glavne prednosti postopka AOA so preveč izrazite, zlasti za čistilne naprave za odpadne vode, ki iščejo-nadgradnje na lokaciji za zmanjšanje stroškov in povečanje učinkovitosti; ostaja stroškovno-najučinkovitejša možnost.
Postopek AOA je postal "nov favorit" v industriji čiščenja odpadne vode, saj ne gre za novo tehnologijo, ki se je pojavila iz nič, temveč za "optimizirano rešitev", ki natančno obravnava boleče točke industrije.
Čeprav še vedno obstajajo področja za izboljšave, se bo ta proces, ki uravnoteži okoljske koristi in obratovalne stroške, nedvomno uveljavil v več čistilnih napravah, kar bo prispevalo k nadzoru onesnaževanja vode.
