Laipsniško deguonies tiekimo AAO proceso aerobinėje zonoje poveikio teršalų pašalinimo efektyvumui analizė
Apžvalga
AAO procesas yra plačiai naudojama nuotekų valymo technologija, kurią pirmiausia sudaro anaerobiniai, anoksiniai ir aerobiniai etapai, kurie veikia sinergiškai efektyviai pašalindami teršalus iš nuotekų. Aerobinis etapas yra esminis AAO proceso komponentas, o deguonies tiekimo būdas tiesiogiai veikia bendrą visos sistemos veikimo efektyvumą. Norėdami dar labiau padidinti AAO proceso veiksmingumą praktikoje, mokslininkai pasiūlė etapinę deguonies tiekimo schemą. Sistemoje sukūrus kelias zonas su skirtinga ištirpusio deguonies (DO) koncentracija, šia schema siekiama optimizuoti aerobinių mikroorganizmų metabolinį aktyvumą ir pagerinti teršalų šalinimo efektyvumą. Todėl etapinio deguonies tiekimo AAO proceso aerobinėje zonoje įtakos teršalų pašalinimui analizė turi didelę praktinę vertę.
Laipsniško deguonies tiekimo AAO proceso aerobinėje zonoje apžvalga
Aerobinė zona yra pagrindinė organinių medžiagų oksidacijos ir skilimo vieta. Taikant laipsnišką deguonies tiekimą, DO koncentracija įvairiose zonose gali būti lanksčiai koreguojama, atsižvelgiant į organinių medžiagų skilimo greitį ir mikroorganizmų deguonies poreikį, užtikrinant vienodą ir pakankamą organinių medžiagų skaidymą visose zonose. Šis metodas padeda pagerinti organinių medžiagų pašalinimo greitį ir stabilizuoti nuotekų kokybę. Aerobinėje zonoje nitrifikuojančios bakterijos amoniakinį azotą oksiduoja į nitratus. Pakopinis deguonies tiekimas užtikrina nitrifikuojančių bakterijų efektyvų veikimą esant tinkamoms DO koncentracijoms, išvengiant neigiamo poveikio nitrifikacijos procesui, kurį sukelia per didelis arba mažas DO lygis. Tuo pačiu metu, kontroliuojant recirkuliacijos santykį ir mišraus skysčio koncentraciją, nitrifikacijos procesas gali būti toliau optimizuotas, padidinant amoniakinio azoto pašalinimo efektyvumą. AAO procesas vienu metu atlieka azoto ir fosforo pašalinimą. Laipsniško deguonies tiekimo aerobinėje zonoje sąlygomis fosforą{7}}akumuliuojantys organizmai (PAO) gali visiškai absorbuoti fosforą esant atitinkamoms DO koncentracijoms ir pašalinti fosforą, išskirdami fosforo{8}} turtingą dumblą vėlesniuose etapuose. Tuo tarpu, koreguojant eksploatacinius parametrus anoksinėje ir aerobinėje zonose, galima optimizuoti denitrifikacijos procesą, pagerinant bendro azoto šalinimo efektyvumą.
Eksperimentinė pakopos poveikio analizės metodika Deguonies tiekimas dėl teršalų pašalinimo efektyvumo
Eksperimento metu aeracijos intensyvumui reguliuoti buvo naudojami tokie metodai kaip aeracijos vožtuvų valdymo sistemos, automatinės valdymo sistemos ir orapūtės įtaisų skaičius, taip atspindint DO koncentraciją. Eksperimentinės sąrankos proceso eiga parodyta1 pav.
Kaip parodyta 1 paveiksle, AAO sistemos aerobinė zona yra padalinta į tris sritis: galvos, vidurio ir uodegos dalis. Sistemos hidraulinis sulaikymo laikas (HRT) buvo nustatytas į 2 valandas. Reaktoriaus matmenys buvo 160 cm × 125 cm × 100 cm (ilgis × plotis × aukštis), o mišraus skysčio aukštis nustatytas 60 cm. Srauto kryptis tarp reakcijos rezervuarų buvo kontroliuojama naudojant kreipiamąsias sieneles ir pertvaras.
Nuotekų mėginiai buvo paimti iš komunalinių nuotekų valymo įrenginių pirminio nusodinimo rezervuaro. Nuotekų kokybė buvo gana stabili, visi svarbūs rodikliai buvo standartiniuose diapazonuose: TP koncentracija svyravo nuo 3,0 iki 5,5 mg/L, TN koncentracija nuo 26 iki 49 mg/L, o ChDS nuo 255 iki 485 mg/L.
Kiekvienoje aerobinėje sekcijoje buvo įrengtas sūkurinis oro siurblys ir nepriklausomai sukonfigūruota perforuotų vamzdžių sistema, kad būtų sudaryta aeravimo sistema aeravimo operacijoms. Sistemos veikimo metu kiekvienas sūkurinis oro siurblys veikė nepriklausomai ir stabiliai, palaikydamas DO koncentracijas atitinkamai 4–5 mg/L, 3–4 mg/L ir 2–3 mg/L ribose. Siekiant nustatyti specifinį poveikį teršalų pašalinimo efektyvumui, buvo išmatuotos ir analizuojamos DO koncentracijos ir nuotekų iš skirtingų sekcijų kokybė.
3 Galvutės skyriaus DO koncentracijos poveikio teršalų pašalinimo efektyvumui analizė
3.1 COD šalinimo efektyvumo analizė
Analizuojant ChDS pašalinimą AAO aerobinės zonos galvos dalyje, esant trims skirtingoms DO koncentracijos sąlygoms, nustatyta, kad nuotekų COD vertės yra 41,2, 40,2 ir 40,8 mg/L, o pašalinimo efektyvumas atitinkamai buvo 91,3%, 90,5% ir 90,8%. Konkreti informacija parodyta2 pav.
Duomenų analizė rodo, kad nors COD pašalinimo efektyvumas galvos dalyje tam tikru mastu skyrėsi esant skirtingoms DO koncentracijoms, bendras pokytis buvo minimalus ir neparodė aiškios koreliacijos. DO koncentracijai padidėjus nuo 2–3 mg/l iki 3–4 mg/l, nuotekų ChDS ir pašalinimo efektyvumas sumažėjo atitinkamai 1,0 mg/l ir 0,8%. Tačiau padidėjus DO koncentracijai iki 4–5 mg/l, nuotekų ChDS ir pašalinimo efektyvumas padidėjo atitinkamai 0,6 mg/l ir 0,3%. Skirtingos DO koncentracijos neturėjo reikšmingos įtakos COD pašalinimo efektyvumui.
3.2 TN pašalinimo efektyvumo analizė
TN pašalinimo galvos skyriuje analizė parodė 12,8, 12,3 ir 13,1 mg/l nuotekų TN koncentraciją trimis DO sąlygomis, o pašalinimo rodikliai buvo atitinkamai 68,0%, 66,8% ir 67,7%.
Duomenų analizė rodo, kad TN pašalinimo efektyvumas galvos skyriuje tam tikru mastu skyrėsi esant skirtingoms DO koncentracijoms, tačiau bendras skirtumas buvo minimalus ir neparodė aiškios koreliacijos. Taigi galima daryti išvadą, kad skirtingos DO koncentracijos neturėjo reikšmingos įtakos TN pašalinimo efektyvumui.
3.3 TP pašalinimo efektyvumo analizė
TP pašalinimo galvos skyriuje analizė parodė, kad ištekančiojo TP koncentracija trimis DO sąlygomis buvo 0,60, 0,51 ir 0,48 mg/l, o pašalinimo rodikliai buvo atitinkamai 88,1%, 90,7% ir 91,7%.
Duomenų analizė rodo, kad TP pašalinimo efektyvumas galvos dalyje skyrėsi priklausomai nuo DO koncentracijos. Didėjanti DO koncentracija sumažino nuotekų TP koncentraciją ir dar labiau pagerino pašalinimo efektyvumą. Taigi galima daryti išvadą, kad DO koncentracijos lygis 4–5 mg/L pasiekė santykinai didžiausią pašalinimo efektyvumą.
Išsami analizė rodo, kad nustačius DO koncentraciją galvos dalyje iki 4–5 mg/l lygio, fosforo pasisavinimo efektyvumas yra didesnis.
4 Vidurinės dalies DO koncentracijos poveikio teršalų pašalinimo efektyvumui analizė
4.1 COD šalinimo efektyvumo analizė
ChDS pašalinimo vidurinėje dalyje analizė parodė 39,9, 38,9 ir 40,4 mg/L nuotekų CHD reikšmes trimis DO sąlygomis, o pašalinimo efektyvumas atitinkamai buvo 91,0%, 90,9% ir 91,2%. Konkreti informacija parodyta3 pav.
Duomenų analizė rodo, kad nors COD pašalinimo efektyvumas vidurinėje dalyje tam tikru mastu skyrėsi esant skirtingoms DO koncentracijoms, bendras pokytis buvo minimalus ir neparodė aiškios koreliacijos. DO koncentracijai padidėjus nuo 2–3 mg/l iki 3–4 mg/l, nuotekų ChDS ir pašalinimo efektyvumas sumažėjo atitinkamai 1,0 mg/l ir 0,1%. Tačiau padidėjus DO koncentracijai iki 4–5 mg/L lygio, nuotekų ChDS ir pašalinimo efektyvumas padidėjo atitinkamai 0,5 mg/l ir 0,3%. Skirtingos DO koncentracijos neturėjo reikšmingos įtakos COD pašalinimo efektyvumui.
4.2 TN pašalinimo efektyvumo analizė
TN pašalinimo vidurinėje dalyje analizė parodė 13,8, 13,0 ir 12,9 mg/l nuotekų TN koncentraciją trimis DO sąlygomis, o pašalinimo rodikliai buvo atitinkamai 62,5%, 66,3% ir 66,4%. Palyginti, DO koncentracijos lygiai 3–4 mg / l ir 4–5 mg / l lėmė geresnį TN pašalinimo efektyvumą.
4.3 TP pašalinimo efektyvumo analizė
TP pašalinimo vidurinėje dalyje analizė parodė 0,57, 0,52 ir 0,46 mg/l nuotekų TP koncentraciją trimis DO sąlygomis, o pašalinimo rodikliai buvo atitinkamai 88,5%, 90,8% ir 91,5%. Palyginti, DO koncentracijos lygiai 3–4 mg / l ir 4–5 mg / l lėmė geresnį TP pašalinimo efektyvumą.
Išsami analizė rodo, kad nustačius DO koncentraciją vidurinėje dalyje iki 3–4 mg/L lygio, pasiekiamas didesnis teršalų pašalinimo efektyvumas.
Uodegos sekcijos DO koncentracijos poveikio teršalų pašalinimo efektyvumui analizė
5.1 COD šalinimo efektyvumo analizė
ChDS pašalinimo iš uodegos dalies analizė parodė, kad pašalinimo efektyvumas yra 91,8% visomis trimis DO koncentracijos sąlygomis. Skirtingos DO koncentracijos neturėjo reikšmingos įtakos COD pašalinimo efektyvumui.
5.2 TN pašalinimo efektyvumo analizė
TN pašalinimo iš uodegos dalies analizė parodė, kad nuotekų TN koncentracija trimis DO sąlygomis buvo 11,5, 12,7 ir 13,4 mg/l, o pašalinimo rodikliai buvo atitinkamai 72,7%, 67,9% ir 66,5%. Palyginti, DO koncentracijos lygis 2–3 mg / L lėmė geresnį TN pašalinimo efektyvumą.
5.3 TP pašalinimo efektyvumo analizė
TP pašalinimo iš uodegos dalies analizė parodė, kad kai DO koncentracija buvo mažesnė nei 2,0 mg/l, pašalinimo efektyvumas neviršijo 96%. Šiame eksperimente pašalinimo greitis visomis trimis DO sąlygomis buvo 90%, o nuotekų koncentracija atitiko pirminį standartą.
Apibendrinant, nustačius DO koncentraciją uodegos dalyje iki 2–3 mg/l, pasiekiamas didesnis teršalų pašalinimo efektyvumas.
Išvada
Norint ištirti specifinį etapinio deguonies tiekimo AAO proceso aerobinėje zonoje poveikį teršalų šalinimo efektyvumui, tyrimo metu aerobinė zona buvo padalinta į galvos, vidurio ir uodegos dalis. ChDS, TN ir TP šalinimo efektyvumo šiose atkarpose analizė kartu su tyrimo rezultatais rodo, kad trijose aerobinėse zonose nustačius atitinkamai 4–5 mg/L, 3–4 mg/L ir 2–3 mg/L DO koncentracijos lygius, pasiekiamas geresnis bendras teršalų pašalinimo efektyvumas. Šis metodas gali padėti ir padėti ekologinei aplinkos apsaugai, energijos taupymui ir išmetamųjų teršalų mažinimo pastangoms.