Anglies- ir-azoto santykis aktyviajame dumble: kaip 6:1–8:1 C/N balansas pašalina 90 %+ COD ir 80–90 % bendro azoto

Anglies -ir-azoto santykis yra nematomas ciferblatas, valdantis viską aktyviojo dumblo gamykloje. Paspauskite per žemą C/N ir denitrifikacija sumažina - bendras azoto pašalinimas sumažėja iki 60–75%, o nitratai patenka į nuotekas. Pakelkite jį per aukštai ir heterotrofai pavagia deguonį iš nitrifikatorių, sukeldami amoniako proveržį. Šis bandomasis-masto tyrimas tiksliai nustato veikiančią saldžiąją vietą - C/N diapazonu nuo 6:1 iki 8:1 -, kur COD pašalinimas viršija 90 %, o bendras azoto pašalinimas siekia 80–90 % vienu metu.

Kodėl C/N santykis yra pagrindinė valdymo svirtis

Biologinio nuotekų valymo metu anglis yra kuras, o azotas – taikinys. Heterotrofinės bakterijos sunaudoja organinę anglį kaip pagrindinį energijos šaltinį, skaidydamos BDS ir COD. Tuo tarpu azotas pašalinamas dviem susijusiais biologiniais etapais: autotrofiniai nitrifikatoriai pirmiausia oksiduoja amoniaką iki nitrato aerobinėmis sąlygomis, o po to heterotrofiniai denitrifikatoriai tą nitratą redukuoja į azoto dujas -, bet tik tada, kai yra tinkamas anglies šaltinis. Kadangi tie patys organizmai konkuruoja dėl tų pačių išteklių, anglies ir azoto santykis įtakoje nulemia, kuris procesas laimi.

Nesubalansuotas C/N santykis destabilizuoja visą procesą. Kai anglies trūksta, denitrifikacijoje baigiasi kuras ir kaupiasi nitratai. Kai anglies perteklius, deguonies poreikis didėja, nes heterotrofai dauginasi, todėl nitrifikatoriai netenka ištirpusio deguonies ir negali užbaigti nitrifikacijos. Todėl tinkamos pusiausvyros palaikymas nėra teorinis malonumas - – tai skirtumas tarp reikalavimus atitinkančių nuotekų ir pakartotinių leidimų pažeidimų.

Bandomasis{0}}Masto bandymas AC/N diapazone

Tyrėjų komanda valdė bandomuosius{0}}aktyvaus dumblo reaktorius komunalinėse nuotekose, kurių anglies-ir{2}}azoto santykis buvo pakoreguotas plačiame veikimo diapazone3:1 iki 12:1. Organinė anglis buvo keičiama dozuojant lengvai biologiškai skaidomus anglies šaltinius, o amoniako koncentracija buvo palaikoma įprastose komunalinio įtekėjimo diapazone. Tai išskyrė C / N santykį kaip nepriklausomą kintamąjį, o ne supainiojo jį su įtakingais stiprumo pokyčiais.

Vandens kokybė buvo stebima naudojant COD, BDS5, amoniakinį azotą, nitratus, bendrą azotą ir fosforą. Mikrobų aktyvumas buvo įvertintas naudojant deguonies įsisavinimo greičio matavimus ir dumblo mikroskopinį tyrimą, pateikiant tiesioginius įrodymus, kaip kiekvienas C / N režimas pakeitė heterotrofinių ir autotrofinių populiacijų pusiausvyrą. Tada azoto transformacijos efektyvumas buvo analizuojamas visame C/N diapazone, siekiant nustatyti optimalų veikimo langą.

Palyginti žemas, vidutinis ir didelis C/N našumas

Tyrimas sukūrė aiškią veiklos hierarchiją. Žemos C/N sąlygos sumažino denitrifikacijos etapą, vidutinės sąlygos užtikrino subalansuotą pašalinimą, o esant aukštoms C/N sąlygoms, nitrifikacijos efektyvumas buvo pakeistas į organinį pašalinimą. Rezultatai apibendrinti žemiau.

Esant mažam C/N santykiui, heterotrofinės bakterijos sunaudojo tiek mažai anglies, kiek buvo prieinama energijai ir augimui, todėl denitrifikuojantys organizmai liko be substrato nitratų mažinimui. Bendras azoto pašalinimas sustojo tarp60% ir 75%, o nuotekose dažnai buvo stebimas nitratų kaupimasis - – tai klasikinis nepilnos denitrifikacijos požymis, kenkiantis daugeliui anglies-trūkumo komunalinių augalų.

Vidutinis langas6:1 iki 8:1buvo aiškus optimalumas. ChDS pašalinimas viršijo 90%, o bendras azoto pašalinimas siekė 80–90%, o subalansuotas anglies tiekimas išlaikė tiek heterotrofinį, tiek autotrofinį aktyvumą. Nitrifikacija ir denitrifikacija vyko nuosekliai, o ne konkuruodamos, o nuotekų kokybė per visą laikotarpį buvo stabili.

Esant dideliam C/N santykiui, viršijančiam 10:1, vaizdas pasikeitė. Gausus anglies kiekis paskatino greitą heterotrofinį augimą ir didelį organinių medžiagų pašalinimą, tačiau dėl to atsirandantis deguonies poreikis sukėlė konkurenciją dėl ištirpusio deguonies. Nitrifikatoriai - lėtesni-auga ir deguonies -alkanas - pralaimėjo konkursą, sumažėjo nitrifikacijos efektyvumas, o nuotekose kartais atsirasdavo amoniako proveržio. Augalas puikiai pašalino organines medžiagas ir nepasiekė svarbiausio azoto tikslo.

Mikrobų ekologija už skaičių

Mikrobų analizė paaiškino veiklos spragą. Subalansuotos C / N sąlygos palaikė įvairesnę ir stabilesnę bendruomenę, kurioje yra ir nitrifikuojančių, ir denitrifikuojančių bakterijų, o deguonies įsisavinimo greitis rodo sveiką vienalaikį aktyvumą. Ekstremalios C/N sąlygos - per žemos ar per didelės - sumažino mikrobų įvairovę ir padidino proceso nestabilumą. Anglies -nebaigtas dumblas pakrypo link lėtai-augančių autotrofų, o anglies-prisotintame dumble vyravo greitai-augantys heterotrofai, kiekvieną kartą suardydami bendruomenės struktūrą, reikalingą visiškam azoto pašalinimui.

Veiklos strategijos optimaliam tikslui pasiekti

Tikrasis savivaldybės įtaka niekada nebūna pastovi, todėl C/N laikymas 6:1–8:1 lange reikalauja apgalvoto valdymo. Tyrimas atkreipia dėmesį į tris praktinius svertus, kuriuos gali naudoti įrenginių operatoriai:

Išorinis anglies priedas.Kai įtekančiojo C/N santykis nukrenta žemiau 4:1, lengvai biologiškai skaidžios anglies šaltinio - metanolio, acetato arba komercinio anglies priedo - dozavimas užtikrina denitrifikatorių poreikį, atkuriant bendrą azoto pašalinimą iki 80–90 %.

Įtakos išlyginimas.Didelis-C/N šliužai dėl pramoninių išmetimų ar audrų užvaldo biologinę sistemą. Išlyginimo baseinai sudrėkina šias smailes ir palaiko santykį arčiau optimalaus, kol nuotekos pasiekia reaktorius.

Proceso valdymas realiuoju laiku-.Internetiniai amoniako, nitratų ir COD jutikliai leidžia operatoriams nuolat reguliuoti aeraciją, recirkuliaciją ir anglies dozavimą. Sujungus šiuos signalus su automatizuotomis valdymo sistemomis, statinis projektinis santykis paverčiamas tiesiogine veikimo strategija, kuri reaguoja į kintamumą.

Tyrime daroma išvada, kad subalansuoto C/N santykio palaikymas yra stabilaus, veiksmingo antrinio valymo pagrindas. Aplink vidutinės sąlygos6:1 iki 8:1vienu metu maksimaliai padidinkite ChDS skaidymą ir azoto pašalinimą, kartu išsaugodami mikrobų įvairovę, dėl kurios procesas išlieka atsparus -, todėl C/N kontrolė yra viena didžiausių-sverto investicijų, kurias gamykla gali padaryti esant kintamoms įtakos sąlygoms.