Reoveest saasteainete eemaldamise efektiivsuse analüüs, kasutades modifitseeritud AAO süsteemi
Ülevaade
TheAnaeroobne-anoksiline-oksiline (AAO või A²/O)Protsess on laialt levinud bioloogiline reoveepuhastustehnoloogia, mis on loodud orgaanilise süsiniku, lämmastiku ja fosfori samaaegseks eemaldamiseks. See koosneb kolmest omavahel ühendatud tsoonist:
- Anaeroobne tsoon: Hapniku ja nitraadi puudumisel lagundavad fakultatiivsed bakterid orgaanilisi ühendeid, vabastades fosforit.
- Anoksiline tsoon: Denitrifitseerivad bakterid kasutavad elektronidoonorina orgaanilist süsinikku, et redutseerida nitraadid/nitritid (nagastatud hapnikutsoonist) gaasiliseks lämmastikuks, saavutades lämmastiku eemaldamise.
- Oxic tsoon: Aeroobsed mikroorganismid oksüdeerivad järelejäänud orgaanilist ainet ja hõlbustavad nitrifikatsiooni (ammoniaak nitraadiks), samas kui fosforit{0}}akumuleeruvad organismid võtavad endasse fosfaate.
Kui reoveepuhastuse valdkonnas suudab tavapärane AAO süsteem reoveest saasteaineid eemaldada, siis järjest keerulisemaks muutuv reovee koostis on toonud kaasa AAO protsessi puhastamise efektiivsuse teatud languse. AAO protsessi rakendustaseme ja tõhususe tagamiseksmodifitseeritud süsteemide kohta on vaja läbi viia spetsiifilisi uuringuid, millel on asjaomaste ettevõtete ja osakondade jaoks nende töökvaliteedi parandamisel oluline praktiline tähtsus.
Muudetud AAO süsteem
1. AAO süsteemi põhiprintsiibid
Võttes näiteks AAO reoveepuhastussüsteemi konkreetses reoveepuhastis, on olemasolev süsteem atavapärane AAO protsess, mis koosneb peamiselt neljast komponendist:anaeroobne paak, aeroobne paak, anoksiline paak ja sekundaarne settepaak, nagu on üksikasjalikult kirjeldatudJoonis 1.
Tavalises AAO süsteemis kasvavad ja metaboliseeruvad mikroorganismid erinevates keskkonnatingimustes. Erinevate mikroobikoosluste vastastikmõju kaudu saavutatakse saasteainete tõhus eemaldamine keemiliste reaktsioonide kaudu, nagu ammonifikatsioon, nitrifikatsioon ja denitrifikatsioon, mis kõrvaldavad oluliselt orgaanilised saasteained.
Tavaline AAO süsteem pakub selliseid eeliseid nagu madalad tehnilised kulud, lihtne töö ja lühike hüdrauliline retentsiooniaeg (HRT). Siiski on sellel ka puudusi, sealhulgashalb fosfori eemaldamise efektiivsusjaranged nõuded muda vanusele ja süsinikuallika projekteerimisele, mis raskendab mõne reovee saasteainete eemaldamise projekti eeldatavate standardite täitmist.
2. Modifitseeritud AAO süsteemi disaini analüüs
Varasemate uuringute põhjal täiustati tavapärast AAO süsteemi, keskendudes peamiselt anaeroobsele paagile. Themuudetud anaeroobse tanki süsteemkoosneb kolmest osast:muda-vee segamistsoon, muda-veeeraldustsoon ja keskkonnatsoon, nagu näidatudJoonis 2.
Aastalmuudetud AAO süsteem (Joonis 3), on muda-vee segamistsoon ja söötmete tsoon konstrueeritud identsete mõõtmetega (pikkus 15 cm × laius 20 cm × kõrgus 60 cm), mõlema efektiivne maht on 9 liitrit. Hüdrauliline retentsiooniaeg (HRT) nii mudatsooni kui ka söötme tsooni jaoks on 2 tundi.
3. KOK-i eemaldamise efektiivsuse analüüs modifitseeritud AAO süsteemis
Analüüsiti modifitseeritud AAO süsteemi keemilise hapnikutarbe (COD) eemaldamise efektiivsust. Kui sissevoolu KHT oli 447 mg/L, oli anaeroobse faasi heitvee KHT ligikaudu 147 mg/L ja lõplik väljavoolu KHT oli 42 mg/L, mis vastab A-klassi väljalaskestandardile. KHT-i eemaldamise efektiivsus varases anaeroobses staadiumis oli ebastabiilne, kõikusid märkimisväärsed ja segatud vedela suspendeeritud tahke aine (MLSS) tase oli suhteliselt madal. Siiski7 päeva pärast stabiliseerus eemaldamise määr 94%. Anaeroobne etapp eemaldab saasteained peamiselt mikroobse lagunemise ja tagasijooksuga lahjendamise teel, mis näitab tõhusat saasteainete eemaldamist.
Minitabi tarkvara kasutades võrreldi muudetud ja tavapäraste AAO süsteemide eemaldamise jõudlust sõltumatu proovi t-testi analüüsiga, tulemused on näidatudJoonis 4.
95% usaldusvahemiku korral oli t-väärtus 0,26 ja p-väärtus 0,605. Andmete analüüs ei näidanud olulist erinevust kahe süsteemi keskmises eemaldamise määras. Muudetud AAO-süsteem näitas KHT-i eemaldamise tõhususe suhteliselt suurt varieeruvust, peamiselt erinevuste tõttu varase -faasi andmetes, sealhulgas aklimatiseerumisfaasis.Üldiselt näitas modifitseeritud AAO süsteem tõhusat COD eemaldamist.
4. Ammoniaaklämmastiku eemaldamise efektiivsuse analüüs modifitseeritud AAO süsteemis
Analüüsiti ammoniaaklämmastiku (NH₃-N) eemaldamise efektiivsust. Kui sissevoolu NH₃-N kontsentratsioon oli 36 mg/L, oli anaeroobsest etapist väljuv NH₃-N ligikaudu 19 mg/L. Algstaadiumis oli heitvee kontsentratsioon suhteliselt kõrge ja eemaldamise efektiivsus kõikus oluliselt. Siiskipärast 12-päevast kohanemist tõusis eemaldamise määr umbes 81% -ni, nitrifitseerivate bakteritega logaritmilises kasvufaasis.Seejärel eemaldamise määr stabiliseerus, jõudes keskmiselt 93% -ni., mille heitvee NH₃-N kontsentratsioon on 4 mg/L, mis vastab A-klassi heitestandardile.
95% usaldusvahemiku korral oli t-väärtus 3,41 ja p-väärtus 0,998. Andmete analüüs ei näidanud olulist erinevust kahe süsteemi keskmises eemaldamise määras. Modifitseeritud AAO süsteem näitas NH₃-N eemaldamise tõhususe suhteliselt suurt varieeruvust, peamiselt erinevuste tõttu varase-faasi andmetes, sealhulgas aklimatiseerumisfaasis.Üldiselt näitas modifitseeritud AAO süsteem tõhusat NH₃-N eemaldamist.
5. Modifitseeritud AAO süsteemi üldfosfori ja üldlämmastiku eemaldamise efektiivsuse analüüs
5.1 Fosfori üldeemalduse efektiivsus
Analüüsiti üldfosfori (TP) eemaldamise efektiivsust. Kui sissetungiva TP kontsentratsioon oli 3, 6 mg / l, oli vaja 11-päevast kohanemisperioodi. Kogu süsteemi heitvee TP kontsentratsioon jõudis 2, 8 mg / l, samas kui anaeroobse etapi heitvee TP kontsentratsioon oli 4, 2 mg / l, mis viitab olulisele fosfori vabanemisele. Pärast aklimatiseerumist paranes TP eemaldamise jõudlus märkimisväärselt, anaeroobse etapi heitvee TP kontsentratsioon vähenes 2, 7 mg / l-ni ja eemaldamise efektiivsus ulatus 17% -ni.Hilisemas etapis stabiliseerus TP eemaldamise määr üle 60% ja heitvee TP kontsentratsioon lähenes 0,5 mg/l., mis vastab B-klassi tühjendusstandardile.
Kahe süsteemi võrdlus näitas, et modifitseeritud AAO süsteem nõudis esialgset kohanemisperioodi suhteliselt madala eemaldamise efektiivsusega. Kuid pärast aklimatiseerumistselle TP eemaldamise jõudlus paranes oluliselt, näidates paremat tõhusust võrreldes tavapärase AAO süsteemiga.
5.2 Üldlämmastiku eemaldamise efektiivsus
Analüüsiti üldlämmastiku (TN) eemaldamise efektiivsust. Kui sissevoolu TN kontsentratsioon oli 34 mg/l, oli anaeroobse etapi heitvee TN kontsentratsioon ligikaudu 18 mg/l. Algstaadiumis oli heitvee kontsentratsioon suhteliselt kõrge ja eemaldamise efektiivsus kõikus oluliselt.Pärast 10-päevast aklimatiseerumist tõusis TN-i eemaldamise määr 68%-ni, heitvee kontsentratsiooniga 9 mg/l, mis vastab A-klassi tühjendusstandardile.
95% usaldusvahemiku korral oli t-väärtus 0,72 ja p-väärtus 0,753. Andmete analüüs ei näidanud olulist erinevust kahe süsteemi keskmises eemaldamise määras. Modifitseeritud AAO-süsteem näitas TN-i eemaldamise tõhususe suhteliselt suurt varieeruvust, peamiselt erinevuste tõttu varase -faasi andmetes, sealhulgas aklimatiseerumisfaasis.Üldiselt näitas modifitseeritud AAO süsteem tõhusat TN eemaldamist.
Järeldus
Kokkuvõttes demonstreerib muudetud AAO-süsteem tugevat jõudlust peamiste reovee saasteainete -COD, ammoniaaklämmastiku, üldlämmastiku ja üldfosfori-eemaldamisel, mis vastab A- või B-klassi heitestandarditele pärast lühikest kohanemisperioodi.
Kuigi statistiline analüüs (t-test, p-väärtus) ei näidanud märkimisväärset erinevust keskmises eemaldamise efektiivsuses võrreldes tavapärase süsteemiga, oli muudetud konstruktsioonil suurem stabiilsus ja paranenud ravitulemused aja jooksul, vaatamata suuremale andmete varieeruvusele esialgse töö käigus. Täiustused, eriti anaeroobses tsoonis koos optimeeritud segamis-, eraldamis- ja kandetsoonidega, aitavad kaasa protsesside vastupidavuse ja tõhususe suurendamisele.
Need leiud rõhutavadmodifitseeritud AAO süsteemide potentsiaal lahendada tõhusalt keerukaid reovee koostisi, toetades nende praktilist rakendamist olemasoleva raviinfrastruktuuri ajakohastamiseks.