1. Įvadas
Patobulintas biologinis maistinių medžiagų pašalinimas (BNR) yra esminis įprastų aktyviojo dumblo (CAS) sistemų komponentas, kuriuo siekiama sumažinti azoto ir fosforo koncentracijas, kad atitiktų vis griežtesnius nuotekų išleidimo reikalavimus. Tradicinės CAS sistemos dažnai remiasi nuolatine aeracija ir fiksuotais veikimo parametrais, kurie gali apriboti maistinių medžiagų pašalinimo efektyvumą, ypač esant svyruojančioms įtekėjimo sąlygoms. Tyrime nagrinėjami eksploataciniai pakeitimai, įskaitant protarpinį aeravimą ir dumblo amžiaus optimizavimą, siekiant pagerinti maistinių medžiagų pašalinimą be didelių infrastruktūros pakeitimų, pateikiant praktines gaires, kaip modernizuoti esamus įrenginius.
2. Medžiagos ir metodai
Bandomieji{0}}masto reaktoriai buvo sukurti siekiant palyginti skirtingas veikimo sąlygas. Aeracijos režimai apėmė nepertraukiamus ir pertraukiamus aeracijos ciklus, o dumblo sulaikymo laikas (SRT) svyravo nuo 5 iki 20 dienų. Anglies -ir -azoto (C/N) santykis buvo pakoreguotas nuo 4 iki 10, siekiant įvertinti jų poveikį maistinių medžiagų pašalinimui. Komunalinės antrinės nuotekos buvo naudojamos kaip nuotakos. Azoto ir fosforo koncentracija buvo stebima kasdien. Mikrobų bendruomenės sudėtis buvo įvertinta naudojant 16S rRNR sekos nustatymą, daugiausia dėmesio skiriant nitrifikuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų praturtinimui pagal įvairias veiklos strategijas. Siekiant įvertinti nuotekų stabilumą esant įtakų kintamumui, buvo įgyvendintos adaptyvios kontrolės strategijos.
3. Rezultatai
Pertraukiamas aeravimas kartu su optimizuotu dumblo senėjimu žymiai pagerino maistinių medžiagų pašalinimo efektyvumą. Amonio pašalinimas nuolat viršydavo 95 %, bendras azoto pašalinimas svyravo nuo 80 % iki 90 %, o bendrojo fosforo koncentracija optimaliomis sąlygomis nukrito žemiau 1 mg/l. Mikrobų analizė atskleidė selektyvų nitrifikuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų sodrinimą, kuris koreliavo su geresniu maistinių medžiagų pašalinimu. Nuolatinis stebėjimas ir adaptyvi kontrolė išlaikė stabilią nuotekų kokybę, net kai įtekančiojo vandens koncentracija svyravo. Lyginamoji analizė parodė, kad pertraukiamas aeravimas pagerino azoto ir fosforo pašalinimą, palyginti su nuolatiniu aeravimu, o optimizuojant SRT dar labiau pagerino proceso našumą.
4. Diskusija
Rezultatai rodo, kad eksploataciniai CAS sistemų pakeitimai gali žymiai pagerinti maistinių medžiagų pašalinimą nereikalaujant brangių infrastruktūros atnaujinimų. Pertraukiamas aeravimas sukuria kintamas aerobines ir anoksines sąlygas, kurios skatina tuo pačiu metu vykstančią nitrifikaciją ir denitrifikaciją. Optimizuotas dumblo amžius palaiko subalansuotą mikrobų populiaciją ir palaiko stabilų biologinį aktyvumą. Tyrime pabrėžiama, kaip svarbu suprasti mikrobų bendruomenės dinamiką ir taikyti prisitaikančią kontrolę, kad būtų galima reaguoti į įtakos kintamumą. Šios išvados pateikia praktinių patarimų nuotekų valymo įrenginiams, siekiantiems efektyviai pagerinti nuotekų kokybę-, kartu laikantis griežtesnių reguliavimo reikalavimų.
5. Išvada
Patobulintas biologinis maistinių medžiagų pašalinimas įprastose aktyviojo dumblo sistemose gali būti pasiektas derinant protarpinį aeravimą su optimizuotu dumblo senėjimu. Ši strategija pagerina azoto ir fosforo pašalinimą, skatina naudingus mikrobų bendruomenės pokyčius ir užtikrina stabilią nuotekų kokybę įvairiomis sąlygomis. Taikant lyginamąjį metodą pateikiamas įmanomas ir ekonomiškas esamų CAS įrenginių modernizavimo metodas, parodantis, kad eksploataciniai pakeitimai gali pasiekti didelės naudos aplinkai ir teisės aktams be didelių investicijų į infrastruktūrą.