AAO protsessi aeroobses tsoonis järkjärgulise hapnikuvarustuse mõju analüüs saasteainete eemaldamise tõhususele
Ülevaade
AAO protsess on laialdaselt kasutatav reoveepuhastustehnoloogia, mis koosneb peamiselt anaeroobsest, anoksilisest ja aeroobsest etapist, mis töötavad sünergistlikult saasteainete tõhusaks eemaldamiseks reoveest. Aeroobne etapp on AAO protsessi kriitiline komponent ja hapnikuvarustuse meetod mõjutab otseselt kogu süsteemi üldist töötõhusust. AAO protsessi tõhususe suurendamiseks praktilistes rakendustes on teadlased pakkunud välja etapiviisilise hapnikuvarustuse skeemi. Luues süsteemis mitu erineva lahustunud hapniku (DO) kontsentratsiooniga tsooni, on selle skeemi eesmärk optimeerida aeroobsete mikroorganismide metaboolset aktiivsust ja parandada saasteainete eemaldamise tõhusust. Seetõttu on AAO protsessi aeroobses tsoonis etapiviisilise hapnikuvarustuse mõju analüüsil saasteainete eemaldamisele oluline praktiline väärtus.
Ülevaade etapiviisilisest hapnikuvarustusest AAO protsessi aeroobses tsoonis
Aeroobne tsoon on orgaanilise aine oksüdatsiooni ja lagunemise peamine koht. Läbi etapiviisilise hapnikuvarustuse saab DO kontsentratsioone erinevates tsoonides paindlikult reguleerida, lähtudes orgaanilise aine lagunemiskiirusest ja mikroorganismide hapnikuvajadusest, tagades orgaanilise aine ühtlase ja piisava lagunemise tsoonide lõikes. See lähenemisviis aitab parandada orgaanilise aine eemaldamise kiirust ja stabiliseerida heitvee kvaliteeti. Aeroobses tsoonis oksüdeeritakse ammoniaaklämmastik nitrifitseerivate bakterite toimel nitraadiks. Järkjärguline hapnikuvarustus tagab nitrifitseerivate bakterite tõhusa toimimise sobivates DO kontsentratsioonides, vältides kahjulikke mõjusid nitrifikatsiooniprotsessile, mis on põhjustatud liiga kõrgest või madalast DO tasemest. Samal ajal saab nitrifikatsiooniprotsessi veelgi optimeerida, reguleerides retsirkulatsiooni suhet ja segavedeliku kontsentratsiooni, suurendades ammoniaaklämmastiku eemaldamise tõhusust. AAO protsess teostab samaaegset lämmastiku ja fosfori eemaldamist. Aeroobses tsoonis järkjärgulise hapnikuvarustuse tingimustes suudavad fosforit{7}}akumuleerivad organismid (PAO-d) sobivates DO kontsentratsioonides fosforit täielikult absorbeerida ja fosfori{8}}rikka muda väljutamisega järgmistes etappides saavutada fosfori eemaldamise. Samal ajal saab anoksilistes ja aeroobsetes tsoonides tööparameetreid kohandades optimeerida denitrifikatsiooniprotsessi, parandades lämmastiku üldeemaldamise efektiivsust.
Eksperimentaalne metoodika lavastamise mõju analüüsimiseks Hapnikuvarustus saasteainete eemaldamise tõhususe kohta
Katse ajal kasutati aeratsiooni intensiivsuse reguleerimiseks selliseid meetodeid nagu õhutusventiili juhtimissüsteemid, automaatjuhtimissüsteemid ja puhuriseadmete arv, peegeldades seeläbi DO kontsentratsiooni. Eksperimentaalse seadistuse protsessi voog on näidatud jooniselJoonis 1.
Nagu on näidatud joonisel 1, on AAO süsteemi aeroobne tsoon jagatud kolmeks piirkonnaks: pea-, kesk- ja sabaosa. Süsteemi hüdrauliliseks retentsiooniajaks (HRT) määrati 2 tundi. Reaktori mõõtmed olid 160 cm × 125 cm × 100 cm (pikkus × laius × kõrgus), segavedeliku kõrgus oli 60 cm. Voolu suunda reaktsioonipaakide vahel kontrolliti juhtseinte ja deflektorite abil.
Heitvee proovid koguti olmereoveepuhasti esmasest settepaagist. Reovee kvaliteet oli suhteliselt stabiilne, kõik olulised näitajad jäid standardvahemikesse: TP kontsentratsioon jäi vahemikku 3,0–5,5 mg/L, TN kontsentratsioon 26–49 mg/L ja KHT 255–485 mg/L.
Iga aeroobne sektsioon oli varustatud keerisõhupumba ja iseseisvalt konfigureeritud perforeeritud torusüsteemiga, et moodustada aeratsioonioperatsioonide aeratsioonisüsteem. Süsteemi töötamise ajal töötas iga keerisõhupump iseseisvalt ja stabiilselt, hoides DO kontsentratsioonid vastavalt vahemikus 4–5 mg/L, 3–4 mg/L ja 2–3 mg/L. Mõõdeti ja analüüsiti eri sektsioonide DO kontsentratsioone ja heitvee kvaliteeti, et teha kindlaks konkreetne mõju saasteainete eemaldamise tõhususele.
3 Peasektsiooni DO kontsentratsiooni mõju analüüs saasteainete eemaldamise tõhususele
3.1 COD eemaldamise tõhususe analüüs
KHT eemaldamise analüüs AAO aeroobse tsooni peaosas kolme erineva DO kontsentratsiooni tingimustes näitas heitvee COD väärtusi 41,2, 40,2 ja 40,8 mg/L, eemaldamise efektiivsusega vastavalt 91,3%, 90,5% ja 90,8%. Konkreetsed üksikasjad on näidatudJoonis 2.
Andmete analüüs näitab, et kuigi COD eemaldamise efektiivsus peaosas varieerus teatud määral erinevate DO kontsentratsioonide korral, oli üldine varieeruvus minimaalne ega näidanud selget korrelatsiooni. Kui DO kontsentratsioon tõusis tasemelt 2–3 mg/L tasemele 3–4 mg/L, vähenesid heitvee COD ja eemaldamise efektiivsus vastavalt 1,0 mg/l ja 0,8%. Kui aga DO kontsentratsioon tõusis tasemeni 4–5 mg / l, suurenesid heitvee COD ja eemaldamise efektiivsus vastavalt 0, 6 mg / l ja 0, 3%. Erinevad DO kontsentratsioonid ei mõjutanud oluliselt COD eemaldamise tõhusust.
3.2 TN eemaldamise tõhususe analüüs
TN eemaldamise analüüs peaosast näitas väljavoolu TN kontsentratsiooni 12,8, 12,3 ja 13,1 mg/L kolmes DO tingimustes, eemaldamise määrad olid vastavalt 68,0%, 66,8% ja 67,7%.
Andmete analüüs näitab, et TN eemaldamise efektiivsus peaosas varieerus teatud määral erinevate DO kontsentratsioonide korral, kuid üldine varieeruvus oli minimaalne ega näidanud selget korrelatsiooni. Seega võib järeldada, et erinevad DO kontsentratsioonid ei mõjutanud oluliselt TN eemaldamise efektiivsust.
3.3 TP eemaldamise efektiivsuse analüüs
TP eemaldamise analüüs peaosast näitas väljavoolu TP kontsentratsioone 0,60, 0,51 ja 0,48 mg/l kolmes DO tingimustes, eemaldamise määrad olid vastavalt 88,1%, 90,7% ja 91,7%.
Andmete analüüs näitab, et TP eemaldamise efektiivsus peaosas varieerus sõltuvalt DO kontsentratsioonist. DO kontsentratsiooni suurendamine vähendas heitvee TP kontsentratsiooni ja parandas veelgi eemaldamise efektiivsust. Seega võib järeldada, et DO kontsentratsiooni tase 4–5 mg/L saavutas suhteliselt kõrgeima eemaldamise efektiivsuse.
Põhjalik analüüs viitab sellele, et DO kontsentratsiooni seadmine peaosas tasemele 4–5 mg / l suurendab fosfori omastamise efektiivsust.
4 Keskmise sektsiooni DO kontsentratsiooni mõju analüüs saasteainete eemaldamise tõhususele
4.1 COD eemaldamise tõhususe analüüs
KHT eemaldamise analüüs keskmises osas näitas heitvee KHT väärtusi 39,9, 38,9 ja 40,4 mg/L kolmes DO tingimustes, eemaldamise efektiivsusega vastavalt 91,0%, 90,9% ja 91,2%. Konkreetsed üksikasjad on näidatudJoonis 3.
Andmete analüüs näitab, et kuigi COD eemaldamise efektiivsus keskmises osas varieerus teatud määral erinevate DO kontsentratsioonide korral, oli üldine varieeruvus minimaalne ega näidanud selget korrelatsiooni. Kui DO kontsentratsioon tõusis tasemelt 2–3 mg/L tasemele 3–4 mg/L, vähenesid heitvee COD ja eemaldamise efektiivsus vastavalt 1,0 mg/l ja 0,1%. Kui aga DO kontsentratsioon tõusis tasemeni 4–5 mg / l, suurenesid heitvee COD ja eemaldamise efektiivsus vastavalt 0, 5 mg / l ja 0, 3%. Erinevad DO kontsentratsioonid ei mõjutanud oluliselt COD eemaldamise tõhusust.
4.2 TN eemaldamise tõhususe analüüs
TN-i eemaldamise analüüs keskmises sektsioonis näitas väljavoolu TN-i kontsentratsioone 13,8, 13,0 ja 12,9 mg/l kolmes DO-tingimustes, eemaldamise määrad olid vastavalt 62,5%, 66,3% ja 66,4%. Võrdluseks andsid DO kontsentratsioonitasemed 3–4 mg / l ja 4–5 mg / l parema TN eemaldamise efektiivsuse.
4.3 TP eemaldamise efektiivsuse analüüs
TP eemaldamise analüüs keskmises sektsioonis näitas väljavoolu TP kontsentratsioone 0,57, 0,52 ja 0,46 mg/l kolmes DO tingimustes, eemaldamise määrad olid vastavalt 88,5%, 90,8% ja 91,5%. Võrdluseks andsid DO kontsentratsioonitasemed 3–4 mg / l ja 4–5 mg / l parema TP eemaldamise efektiivsuse.
Põhjalik analüüs näitab, et DO kontsentratsiooni seadmine keskmises osas tasemele 3–4 mg / l saavutab suurema saasteainete eemaldamise efektiivsuse.
Saba sektsiooni DO kontsentratsiooni mõju saasteainete eemaldamise tõhususele analüüs
5.1 COD eemaldamise tõhususe analüüs
COD eemaldamise analüüs sabaosast näitas eemaldamise efektiivsust 91,8% kõigis kolmes DO kontsentratsiooni tingimustes. Erinevad DO kontsentratsioonid ei mõjutanud oluliselt COD eemaldamise tõhusust.
5.2 TN eemaldamise efektiivsuse analüüs
TN-i eemaldamise analüüs sabaosas näitas väljavoolu TN-i kontsentratsioone 11,5, 12,7 ja 13,4 mg/l kolmes DO-tingimustes, eemaldamise määrad olid vastavalt 72,7%, 67,9% ja 66,5%. Võrreldes andis DO kontsentratsiooni tase 2–3 mg / l parema TN eemaldamise efektiivsuse.
5.3 TP eemaldamise tõhususe analüüs
TP eemaldamise analüüs sabaosast näitas, et kui DO kontsentratsioon oli alla 2,0 mg/L, ei ületanud eemaldamise efektiivsus 96%. Selles katses oli eemaldamise kiirus kõigis kolmes DO tingimuses 90% ja heitvee kontsentratsioonid vastasid esmasele standardile.
Kokkuvõttes saavutab DO kontsentratsiooni seadmine sabaosas tasemele 2–3 mg/L kõrgema saasteainete eemaldamise efektiivsuse.
Järeldus
Et uurida etapiviisilise hapnikuvarustuse spetsiifilist mõju AAO protsessi aeroobses tsoonis saasteainete eemaldamise efektiivsusele, jagati aeroobne tsoon uuringu käigus pea-, kesk- ja sabaosadeks. COD, TN ja TP eemaldamise efektiivsuse analüüs nendes lõikudes koos uurimistulemustega näitab, et DO kontsentratsiooni taseme määramine kolmes aeroobses tsoonis vastavalt 4–5 mg/L, 3–4 mg/L ja 2–3 mg/L saavutab parema üldise saasteainete eemaldamise efektiivsuse. See lähenemisviis võib pakkuda tuge ja viiteid ökoloogilisele keskkonnakaitsele, energia säästmisele ja heitkoguste vähendamisele.