عوامل متداول برای تعیین اضافه شدن منبع کربن
عدم تعادل بین نسبت اکسیژن بیولوژیکی (BOD) و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD): وقتی نسبت BOD/COD در فاضلاب کمتر از 0.3 باشد، نشان میدهد که محتوای مواد آلی زیست تخریبپذیر در فاضلاب فعالیت میکروبی کم و محدود است. در این زمان، منبع کربن باید به طور مناسب برای بهبود توانایی تخریب میکروارگانیسم ها اضافه شود.
الزامات برای فرآیندهای نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی: در فرآیند اکسیداسیون یا نیترات زدایی آمونیاک بی هوازی، کربن آلی کافی به عنوان دهنده الکترون برای دستیابی به تبدیل نیتروژن کارآمد مورد نیاز است. اگر منبع کربن در سیستم کافی نباشد، واکنش نیترات زدایی ممکن است مسدود شود و مکمل منبع کربن اضافی مورد نیاز است.
کاهش عملکرد ته نشینی لجن: منبع کربن تأثیر مهمی بر لخته سازی و ویژگی های ته نشینی لجن دارد. هنگامی که مشخص شد عملکرد ته نشینی لجن بدتر شده و مقدار SVI افزایش یافته است، ممکن است به دلیل کاهش پلی ساکاریدهای تولید شده توسط متابولیسم میکروبی باشد. افزودن منبع کربن مناسب می تواند ساختار و عملکرد طبیعی لجن را بازیابی کند.
عملکرد در دوره دمای پایین زمستان: در محیط دمای پایین، فعالیت میکروارگانیسم ها به طور قابل توجهی کاهش می یابد و توانایی خود سنتز منبع کربن ضعیف می شود. به منظور اطمینان از عملکرد پایدار سیستم بیوشیمیایی، ممکن است نیاز به افزایش مقدار منبع کربن اضافه شده باشد.
کیفیت پساب با استاندارد مطابقت ندارد: در فرآیند تصفیه مرسوم، اگر کیفیت آب پساب همچنان نتواند استاندارد تخلیه را برآورده کند، به ویژه هنگامی که شاخص COD همچنان بالاست، همچنین نشان می دهد که ممکن است لازم باشد اثر تخریب زیستی افزایش یابد. آلاینده ها با افزودن منبع کربن
عدم تعادل بین راندمان تصفیه بیوشیمیایی و نسبت CNP: زمانی که نسبت کربن، نیتروژن و فسفر (CNP) در فاضلاب نامتعادل باشد، به خصوص زمانی که کربن کافی نباشد، یعنی نسبت CN کمتر از محدوده مناسب برای رشد طبیعی و متابولیسم باشد. از میکروارگانیسمها (که معمولاً بین 4-6 در نظر گرفته میشوند)، منبع کربن اضافی باید اضافه شود تا نیاز انرژی میکروارگانیسمها در فرآیند تجزیه زیستی برآورده شود.
انطباق نیتروژن کل یا الزامات خاص مشتری: به منظور دستیابی به هدف حذف کل نیتروژن (TN)، در فرآیندهایی مانند نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی، اگر مواد آلی موجود در آب خام برای تأمین منبع کربن کافی برای حمایت از نیتروژنزدایی کافی نباشد. باکتری ها برای کاهش NOx-N به نیتروژن، سپس یک منبع کربن باید اضافه شود.
کشت لجن فعال و مرحله سازگاری: در تصفیه خانه های فاضلاب تازه ساخته یا راه اندازی مجدد، مراحل کشت اولیه و سازگاری جوامع میکروبی لجن فعال اغلب به منابع کربن کافی برای ترویج تولید مثل میکروبی سریع و تشکیل یک اکوسیستم پایدار نیاز دارند.
بهینه سازی هزینه تصفیه فاضلاب صنعتی: برای برخی از پساب های صنعتی، اگر افزودن منابع کربن مقرون به صرفه و موثر بتواند مزایای اقتصادی کل فرآیند تصفیه فاضلاب را بهبود بخشد و اطمینان حاصل کند که کیفیت آب خروجی مطابق با استانداردها است، منابع کربن در نظر گرفته می شود.
پاسخ بار ضربه ای تحت محیط های خاص: هنگامی که تصفیه خانه فاضلاب تحت تاثیر آلاینده های با غلظت بالا قرار می گیرد یا تغییرات فصلی باعث نوسانات زیادی در کیفیت آب ورودی می شود، ممکن است به طور موقت مقدار منبع کربن اضافه شده برای افزایش شوک سیستم نیز افزایش یابد. مقاومت و عملکرد عملیاتی پایدار
در فرآیندهای تصفیه فاضلاب، به ویژه در فرآیند حذف نیتروژن و فسفر، افزودن منابع کربن نقش حیاتی دارد. از یک طرف، "سوخت" مهمی برای میکروارگانیسم ها برای انجام واکنش های بیوشیمیایی است. از طرفی تأثیر تعیین کننده ای در بهینه سازی فرآیند تصفیه و بهبود راندمان حذف نیتروژن و فسفر دارد.
بنابراین، چه زمانی قضاوت می کنیم که یک منبع کربن باید به فاضلاب اضافه شود؟
فرآیند نیتریفیکاسیون-نیتریفیکاسیون: نیترات زدایی بیولوژیکی عمدتاً شامل دو مرحله است: اکسیداسیون آمونیاک (نیتریفیکاسیون) و احیای نیترات (دنیتریفیکاسیون). در فرآیند نیتریفیکاسیون، اگرچه میکروارگانیسمها میتوانند از مواد آلی موجود در فاضلاب به عنوان منبع انرژی استفاده کنند، اما اگر مقدار BOD/N ورودی خیلی کم باشد، یعنی زمانی که کربن آلی زیست تخریبپذیر نسبتاً کمبود داشته باشد، ممکن است میکروارگانیسمها نتوانند انرژی کافی را به دست آورند. فرآیند نیتریفیکاسیون را تکمیل کنید، که مستقیماً بر فرآیند نیترات زدایی بعدی تأثیر می گذارد. بنابراین، در این مورد، مکمل مقدار مناسبی از منبع کربن خارجی، مانند استات سدیم و سایر مواد آلی به راحتی قابل تجزیه، به اطمینان از پیشرفت پایدار نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی و دستیابی به نیترات زدایی کارآمد کمک می کند.
آزادسازی بی هوازی فسفر و مرحله جذب هوازی فسفر: در فرآیند حذف فسفر، باکتری های پلی فسفات ابتدا در شرایط بی هوازی برای به دست آوردن انرژی، فسفات آزاد می کنند و سپس با جذب منابع کربن آلی در شرایط هوازی، فسفات درون سلولی را دوباره جمع می کنند. هنگامی که محتوای کربن آلی موجود در پساب برای حمایت از میکروارگانیسمها برای استفاده کامل از عنصر فسفر در این فرآیند متابولیک متناوب کافی نیست، باید منابع کربن اضافی برای جذب و ذخیره بهتر فسفر توسط میکروارگانیسمها اضافه شود و در نتیجه کارایی فسفر بهبود یابد. حذف فسفر
بازیابی سیستم و عملکرد پایدار: هنگامی که تصفیه خانه فاضلاب با بارهای شوک، کاهش فعالیت لجن یا دوره بازیابی تنظیم سیستم مواجه می شود، افزودن معقول منابع کربن می تواند فعالیت میکروبی را فعال و احیا کند، عملکرد ته نشینی لجن را افزایش دهد و کارایی تصفیه کل سیستم را بازیابی و تثبیت کند.
به طور خلاصه، قضاوت علمی و منطقی و افزودن به موقع منابع کربن یکی از اقدامات کلیدی برای بهینه سازی اثرات حذف نیتروژن و حذف فسفر است. تصمیمات دقیق باید بر اساس پارامترهای عملیاتی واقعی تصفیه خانه فاضلاب (مانند غلظت BOD، N، P، فعالیت میکروبی و غیره) و ویژگی های فرآیند گرفته شود.