از آزمایشگاه تا کاربرد در مقیاس بزرگ با سرعت 300000 مترمربع در روز، این فناوری چگونه مشکل نیترات زدایی در فاضلاب با نسبت کربن پایین به{4}} را حل می کند؟
برای کسانی که در صنعت تصفیه فاضلاب کار می کنند، در حال حاضر یک چالش دوگانه وجود دارد: از یک سو، استانداردهای تخلیه فاضلاب شهری به طور مداوم در حال سخت تر شدن هستند، با-الزامات فزاینده برای حذف کل نیتروژن و فسفر کل، که نیترات زدایی شدید را به یک ضرورت برای صنعت تبدیل می کند. از سوی دیگر، نسبت کم کربن-به-در فاضلاب شهری در چین رایج است. فرآیندهای سنتی برای اطمینان از راندمان نیترات زدایی به منابع کربن خارجی متکی هستند، که نه تنها هزینه های عملیاتی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد، بلکه فشار انتشار کربن اضافی را نیز به همراه دارد، که با هدف استراتژیک "دو-کربن" در تضاد است.
در فرآیندهای سنتی AAO، بیشتر منابع کربن آلی موجود در فاضلاب از طریق هوادهی و اکسیداسیون در مرحله هوازی هدر میرود و منابع کربن ناکافی برای نیتراتزدایی باقی میماند و برآوردن نیازهای تحول صنعت برای "بهبود کیفیت و کارایی + کاهش آلودگی و انتشار کربن" را دشوار میکند. فرآیند بیهوازی-اکسیک-آنوکسیک (AOA) که به سرعت در حال ظهور است، با قدرت اصلی خود در دستیابی به حذف عمیق نیتروژن و فسفر بدون منابع کربن خارجی، به تدریج از تحقیقات آزمایشگاهی به -عملیات مهندسی در مقیاس بزرگ تبدیل شده است و به یک "تصفیه اسب تاریکتر" فوقالعاده در صنعت تبدیل شده است.
رمزگشایی هسته: فقط یک تغییر در ترتیب واکنش، جادوی AOA چیست؟
بسیاری از مردم تعجب می کنند که چرا AOA، در مقایسه با فرآیند سنتی AAO، فقط ترتیب واکنش "هوازی" و "آناکسیک" را معکوس می کند و به یک پیشرفت کیفی دست می یابد. پاسخ در مکانیزم حذف نیتروژن و فسفر منحصر به فرد «اول ذخیره، سپس استفاده از منبع کربن داخلی» نهفته است.
فرآیندهای سنتی AAO (بی هوازی-بی هوازی-هوازی) از جریان هوازی بی هوازی-بی هوازی- استفاده میکنند. بسیاری از منابع کربن آلی به آسانی قابل تجزیه زیستی در فاضلاب در طول هوادهی در مرحله هوازی به طور بی رویه اکسید شده و تجزیه می شوند. کربن بسیار کمی برای نیترات زدایی در مرحله بدون اکسیژن در دسترس است، که باعث می شود منابع کربن خارجی مانند استات سدیم برای پر کردن شکاف ایجاد شود، و یک چرخه معیوب ایجاد می کند که "هر چه منابع کربن کمیاب تر باشند، بیشتر اضافه می شوند؛ هر چه هزینه بالاتر باشد، انتشار کربن بیشتر می شود."
در مقابل، فرآیند AAO، با طرحبندی سه مرحلهای بیهوازی{1}}هوازی- بدون اکسیژن، مسیر استفاده از منبع کربن را بهطور کامل بازسازی میکند و اطمینان حاصل میکند که از هر منبع کربن بهطور مؤثر استفاده میشود:
1. مرحله بی هوازی: منبع{1}}قفل کربن مبتنی بر
COD به راحتی قابل تجزیه زیستی در ورودی ترجیحاً به منابع کربن داخلی مانند PHA تبدیل می شود و در میکروارگانیسم ها ذخیره می شود. این اساساً "مهمات نیترات زدایی" را برای میکروارگانیسم ها از قبل آماده می کند و از ضایعات کربن از منبع جلوگیری می کند.
2. مرحله هوازی: نیتریفیکاسیون دقیق
این مرحله کل فرآیند نیتریفیکاسیون نیتروژن آمونیاکی را تکمیل می کند. به طور همزمان، با کنترل دقیق زمان هوادهی و غلظت اکسیژن محلول، از اکسیداسیون بیش از حد منبع کربن داخلی ذخیره شده در میکروارگانیسم ها جلوگیری می کند و از ذخایر کافی برای نیترات زدایی بعدی اطمینان حاصل می کند.
3. پس از{1}}مرحله آنوکسی: نیترات زدایی درون زا
میکروارگانیسمها از منبع کربن داخلی ذخیرهشده قبلی خود برای تکمیل نیترات زدایی نیتروژن نیترات استفاده میکنند. کل فرآیند به منابع کربن خارجی متکی نیست، و اساساً مشکل صنعت ناشی از منبع ناکافی کربن در فاضلاب با نسبت کم کربن-به{4}}نیتروژن را حل میکند.
راستی آزمایی هاردکور: از 100000 تا 300000 متر مکعب در روز، این پروژه ها اجرا شده اند و نتایج را نشان می دهند.
اثربخشی فناوری با تمرین مهندسی ثابت می شود. در حال حاضر، فرآیند AOA در مقیاس وسیع در تصفیه خانههای فاضلاب در چندین شهر در سراسر چین اعمال شده است، که سناریوهای مختلفی مانند پروژههای جدید، ارتقاء، اثرات فصل بارانی، و{1}}عملکرد دمای پایین را پوشش میدهد و نتایج عملیاتی بسیار متقاعدکنندهای را ارائه میدهد.
نتایج آزمایش تولید نشان می دهد که حتی در شرایط شدید با بار آبی بیش از 202 درصد، کیفیت پساب فرآیند AOA به طور قابل توجهی بدتر نمی شود: نرخ حذف نیتروژن آمونیاکی، نیتروژن کل و فسفر کل فقط نوسانات جزئی و قابل کنترلی را تجربه می کند و غلظت پساب به طور مداوم در حد استاندارد باقی می ماند. با تنظیم ساده نسبت بازگشت لجن اولیه، نسبت هوا به-آب و غلظت لجن، سیستم می تواند به سرعت به عملکرد پایدار بازگردد و کاملاً با شرایط پیچیده نوسانات حجم آب قابل توجه در طول فصل بارانی سازگار شود.
سازگاری کامل-فضای سناریو: سازگار با تعمیرات، عملکردهای دمای پایین{1}}
علاوه بر پروژه های جدید، فرآیند AOA همچنین سازگاری قوی را در ارتقای تصفیه خانه های فاضلاب موجود نشان می دهد. پس از تکمیل یک گودال اکسیداسیون 1500 m³/d ORBAL-بهسازی فرآیند AOA در یک تصفیه خانه فاضلاب در چونگ کینگ، نرخ حذف کل نیتروژن از 71.52 درصد از فرآیند AAO اولیه به 83.01 درصد بدون نیاز به منبع کربن خارجی افزایش یافت و اثرات حذف کامل COD، آمفو مونوس و کل COD به طور کامل افزایش یافت. به فرآیندهای سنتی
با توجه به نقطه درد صنعت ناشی از کاهش فعالیت نیترات زدایی به دلیل دمای پایین زمستان در مناطق شمالی/فلات، یک تصفیه خانه فاضلاب فرآیند AOA به میزان 40000 مترمربع در روز در گوئیانگ، که به مدت 430 روز در شرایط دمای آب کمتر از 11 درجه کار می کرد، همچنان به 40% منطقه نیتروژن نیتروژن با حذف کل نیتروژن{5} با حذف کل پس از فلوکس خود رسید. در 4.13 میلی گرم در لیتر پایدار است. در مقایسه با تصفیه خانه های فاضلاب فرآیند AAO با منبع ورودی یکسان، نیتروژن کل پساب 54.62 درصد، مصرف برق مخزن بیولوژیکی تا 24 درصد، مصرف مواد شیمیایی 39 درصد و تولید لجن 7 درصد کاهش یافت.
فراتر از رعایت استانداردها: پتانسیل ارتقای آینده فرآیند AOA
در حال حاضر، فرآیند AOA یک سیستم فنی نسبتاً کامل را تشکیل داده است، اما پتانسیل آن بسیار فراتر از آن است. برای برآوردن نیازهای توسعه صنعت تصفیه فاضلاب برای مصرف انرژی کمتر و انتشار کربن کمتر، این صنعت کاوش در مورد ادغام فرآیند AOA با فنآوریهای حذف نیتروژن جدید را برای بررسی بیشتر پتانسیل ارتقای فنآوری آغاز کرده است.
مطالعات متعدد نشان داده است که سیستم کوپل شده فناوری AOA (هوادهی خودکار) با فنآوریهای نیتریفیکاسیون کوتاه-و اکسیداسیون آمونیوم بیهوازی (ANAO) راندمان حذف نیتروژن استثنایی در تصفیه فاضلاب شهری با نسبت COD/TN پایین نشان میدهد. غلظت نیتروژن کل پساب به 2.3 میلی گرم در لیتر، با نرخ حذف کل نیتروژن به 95.8٪ می رسد. یک سیستم جریان پیوسته AOA اصلاح شده، در شرایطی که نسبت COD/TN ورودی به 3.2 کم است، اثرات تصفیه پیشرفته با پساب TN (4.6±1.5) میلیگرم در لیتر و فسفر کل (0.2±0.2) میلیگرم در لیتر، با حذف بیش از حد نیتروژن ANAO{10}{10}بهحساب میآید.
این اکتشافات امکانات نامحدودی را برای تحقق آینده-منبع کربن صفر و تقریباً-تصفیه فاضلاب مصرف انرژی صفر با استفاده از فرآیند AOA فراهم میکند، و همچنین پشتیبانی فنی اصلی برای تغییر-کربن پایین صنعت تصفیه فاضلاب کشور من ارائه میکند.
نتیجه گیری
از حل مشکل گلوگاه حذف نیتروژن از فاضلاب با نسبت کربن پایین-به-نیتروژن تا انطباق با نیازهای تحول صنعت "بهبود بهره وری هم افزایی از طریق کاهش آلودگی و کاهش کربن"، فرآیند AOA ارزش اصلی خود را در زمینه تصفیه موتور فاضلاب از طریق نتایج نشان داده است. با تکرار مداوم فناوری و{3}}ترویج در مقیاس بزرگ، فرآیند AOA به راهحل ترجیحی برای ساخت و ارتقای تصفیه خانههای فاضلاب شهری در کشور من تبدیل میشود، و صنعت را به سمت انتقال پیوسته از "مطابق با استانداردهای انتشار" به مرحله توسعه با کیفیت بالا، "سبز، کم{5}بازدهی، و بهبود خودرو" سوق میدهد.