Porovnávacia analýza výkonnosti odstraňovania AAO a AO
1. Procesy AAO a AO: Porovnanie výkonu odstraňovania CHSK
Schopnosť procesov čistenia odpadových vôd odstraňovať organické látky je jedným z hlavných ukazovateľov efektívnosti procesu. Veľkosť CHSK priamo odráža množstvo organických látok v odpadových vodách. Systém spracovania údajov DPS sa použil na testovanie rozdielu v koncentrácii CHSK a rýchlosti odstraňovania CHSK z prítoku a odtoku z dvoch procesov. Výsledky ukázali, že neexistoval žiadny významný rozdiel v prítokovej CHSK týchto dvoch procesov, ale boli významné rozdiely v odpadovej CHSK a rýchlosti odstraňovania. Proces AAO bol pri odstraňovaní CHSK výrazne lepší ako proces AO. Dôvodom je, že v procese AO môže denitrifikačná reakcia v anoxickej časti spotrebovať časť organickej hmoty v odpadovej vode, ale väčšina organickej hmoty sa odstráni aeróbnou degradáciou. Hydraulický retenčný čas aeróbnej časti procesu AO prvej fázy čističky odpadových vôd Xinling je krátky, objem prevzdušňovacej nádrže je malý a objem prevzdušňovania je nedostatočný, čo vedie k zlému odstraňovaniu organickej hmoty. V procese AAO sa väčšina organickej hmoty premení na PHB polyfosfátovými baktériami v anaeróbnej časti a uloží sa v bunkách a časť organickej hmoty sa odstráni denitrifikáciou v anoxickej časti. Keď odpadová voda vstúpi do aeróbnej časti, koncentrácia CHSK je v podstate blízka štandardu vypúšťania a v aeróbnej časti bude ďalej degradovaná. Štúdie ukázali, že rýchlosť odstraňovania CHSK v anaeróbnej časti procesu AAO môže dosiahnuť viac ako 80 %, zatiaľ čo rýchlosť odstraňovania v anoxickej časti je v priemere nižšia ako 10 %.
2. Procesy AAO a AO: porovnanie výkonu denitrifikácie
V posledných rokoch, so zvyšujúcou sa eutrofizáciou kvality vôd v životnom prostredí a neustálym zlepšovaním noriem vypúšťania odpadových vôd, sa hľadanie efektívneho procesu denitrifikácie stalo jednou z dôležitých otázok v súčasnom dizajne čistiarní odpadových vôd. Proces AAO aj proces AO majú biologické denitrifikačné funkcie a princípy denitrifikácie oboch procesov sú rovnaké, pričom oba sú denitrifikáciou. Uskutočnením experimentu s významným rozdielom v koncentráciách TN na vstupe a na výstupe a rýchlosti odstraňovania TN v týchto dvoch procesoch výsledky ukazujú, že neexistuje žiadny významný rozdiel vo vstupnej TN dvoch procesov a výstupná TN a rýchlosť odstraňovania sú výrazne odlišné. . Proces AAO je pri odstraňovaní TN výrazne lepší ako proces AO. V procese denitrifikácie denitrifikácie je dusičnanový dusík hlavnou látkou v celkovom dusíku v odpadovej vode a rýchlosť odstraňovania dusičnanového dusíka v anoxickej časti môže byť vyššia ako 90 %. Štúdie ukázali, že regulácia koncentrácie dusičnanov v odpadovej vode v anoxickej zóne na 1 mg/l~2 mg/l môže maximalizovať rýchlosť odstraňovania TN a plne využiť CHSK na zlepšenie denitrifikačnej kapacity anoxickej zóny. Zmesový lúh v aeróbnej zóne obsahuje veľké množstvo dusičnanového dusíka, ktorý sa vnútornou cirkuláciou refluxuje do anoxickej zóny a v anoxickej zóne prechádza denitrifikačnou reakciou. HRT anoxickej časti procesu AO v závode Xinling Wastewater Plant je príliš krátky, iba 1,8 hodiny, čo je menej ako 3,46 hodiny procesu AAO, a vnútorný refluxný pomer je 50 % ~ 100 %, čo je menej ako 150 %~250 % procesu AAO, výsledkom čoho je denitrifikačná funkcia, ktorá je horšia ako funkcia AAO. Okrem toho, denitrifikačný efekt procesu AO nie je taký stabilný ako efekt procesu AAO a je značne ovplyvnený vonkajšími faktormi (teplota, pomer C/N atď.).
3. Procesy AAO a AO: porovnanie účinnosti odstraňovania fosforu
Nadmerný obsah fosforu vo vode tiež povedie k množeniu mikroorganizmov, prudkému rastu planktónu a eutrofizácii. Vznik technológie denitrifikačného odstraňovania fosforu je prelomom v tradičnej teórii biologického odstraňovania fosforu. Môže nielen vyriešiť rozpory v tradičných procesoch, ale tiež pomôcť dosiahnuť trvalo udržateľné čistenie odpadových vôd. Výsledky ukazujú, že neexistuje žiadny významný rozdiel v rýchlosti odstraňovania TP na vstupe a rýchlosti odstraňovania TP týchto dvoch procesov a existujú významné rozdiely v rýchlosti odstraňovania TP a rýchlosti odstraňovania odpadovej vody. Proces AAO je pri odstraňovaní TP výrazne lepší ako proces AO. Dôvodom je, že proces AO prvej fázy čističky odpadových vôd Xinling nemá anaeróbnu sekciu uvoľňovania fosforu. V procese biologického odstraňovania fosforu môžu polyfosfátové baktérie úplne uvoľniť fosfor len v anaeróbnej časti, aby sa zabezpečil dobrý účinok absorpcie fosforu v anoxickej časti a aeróbnej časti. Tento proces odstraňuje fosfor len asimiláciou mikroorganizmov. Odstraňovanie fosforu v procese AAO je zavŕšené hlavne polyfosfátovými baktériami. Všeobecne povedané, množstvo fosforu absorbovaného polyfosfátovými baktériami v anoxickej časti a aeróbnej časti je väčšie ako množstvo fosforu uvoľneného v anaeróbnej časti. Štúdie ukázali, že pomer priemernej absorpcie fosforu a priemerného uvoľňovania fosforu v procese AAO je 1,28 a absorpcia fosforu v anoxickom štádiu je vyššia ako v aeróbnom štádiu.
4. Procesy AAO a AO: zhrnutie porovnania výkonu odstraňovania
Stručne povedané, odstraňovanie organických látok, dusíka a fosforu procesom AAO je výrazne lepšie ako pomocou procesu AO, najmä pokiaľ ide o odstraňovanie fosforu. Keďže proces AO nemá anaeróbne štádium, dokáže odstrániť iba malú časť fosforu prostredníctvom asimilácie mikroorganizmov. Preto, ak existujú požiadavky na odstraňovanie fosforu, nevoľte tento proces alebo nepridávajte chemické odstraňovanie fosforu.
Vplyv teploty na odstránenie dusíka a fosforu pomocou AAO a AO
1. Vplyv teploty na odstraňovanie CHSK týmito dvoma procesmi
Teplota má malý vplyv na odstraňovanie CHSK v procese AAO. Aj keď je teplota nižšia ako 5 stupňov Celzia, rýchlosť odstraňovania CHSK môže dosiahnuť viac ako 85 %, čo ukazuje, že teplota má malý vplyv na premenu organickej hmoty polyfosfátovými baktériami.
Odstránenie CHSK pomocou procesu AO však často klesá medzi 5-15 stupňami Celzia, keď teplota stúpa, a potom sa opäť zvyšuje. Môže to byť preto, že keď je klíma striedavo chladná a teplá, počet a štruktúra bakteriálnej komunity v systéme sa zmení a dominantná populácia v systéme sa postupne zmení z bakteriálnej komunity, ktorá uprednostňuje jednu teplotu pred bakteriálnou komunitou. ktorý uprednostňuje inú teplotu, čím ovplyvňuje schopnosť spracovávať organickú hmotu.
2. Vplyv teploty na denitrifikáciu týchto dvoch procesov
Vplyv teploty na denitrifikáciu týchto dvoch procesov je nepochybne celkom zrejmý - oba procesy majú výrazný nárast rýchlosti odstraňovania TN so zvyšujúcou sa teplotou. Najmä pri procese AO, keď je teplota vyššia ako 15 stupňov Celzia, rýchlosť odstraňovania TN sa zvyšuje takmer lineárne. Prečo teda môže zvýšenie teploty zvýšiť výkon denitrifikácie týchto dvoch procesov? Na jednej strane je to preto, že zvýšenie teploty prispieva k rastu a rozmnožovaniu mikroorganizmov aktivovaného kalu a zlepšuje účinnosť asimilácie dusíkatých prvkov; na druhej strane je to preto, že zvýšenie teploty tiež zvyšuje metabolickú aktivitu nitrifikačných baktérií a denitrifikačných baktérií v systéme, takže denitrifikačná a denitrifikačná kapacita systému sa zvyšuje. Všeobecne sa verí, že najvhodnejšia rastová teplota pre nitrifikačné baktérie je 25-30 stupňov Celzia. Keď je teplota nižšia ako 15 stupňov Celzia, rýchlosť nitrifikácie výrazne klesá a výrazne sa znižuje aj aktivita nitrifikačných baktérií. Keď je teplota pod 5 stupňov Celzia, životná aktivita nitrifikačných baktérií sa takmer zastaví. Stojí za zmienku, že niekedy dokonca aj pri nízkych teplotách (pod 5 stupňov) nebude rýchlosť odstraňovania TN týchto dvoch systémov nižšia ako 40 %, čo znamená, že pri nízkych teplotách sa tieto dva systémy spoliehajú hlavne na asimiláciu mikroorganizmov v aktivovaný kal na odstránenie dusíka.
3. Vplyv teploty na odstraňovanie fosforu týmito dvoma procesmi
Z aktuálnej situácie sa rýchlosť odstraňovania fosforu v procese AAO zvyšuje zodpovedajúcim spôsobom so zvyšovaním teploty, najmä keď je teplota vyššia ako 20 stupňov Celzia, rýchlosť odstraňovania TP má tendenciu byť stabilná. Je to preto, že kľúčom k biologickému odstraňovaniu fosforu je spoliehať sa na aktivitu odstraňovania fosforu polyfosfátovými baktériami a zvýšenie teploty vedie k zvýšeniu aktivity polyfosfátových baktérií a zlepšeniu rýchlosti odstraňovania fosforu. Pravidelnosť odstraňovania fosforu procesom AO so zmenami teploty však nie je silná a neexistuje žiadna zjavná korelácia. AO proces totiž nemá anaeróbnu sekciu, nie je tu podmienka pre prežitie polyfosfátových baktérií a odstraňovanie fosforu závisí len od asimilácie mikroorganizmov, takže teplota má malý vplyv na asimiláciu mikroorganizmov v tomto procese.
Vplyv prítoku pomeru C/N na odstraňovanie dusíka a fosforu pomocou AAO a AO
1. Vplyv prítoku pomeru C/N na odstránenie CHSK dvoma procesmi
Pre proces AAO zostáva rýchlosť odstraňovania CHSK v podstate stabilná bez ohľadu na pomer C/N. Údaje ukazujú, že väčšina CHSK je syntetizovaná do vnútrobunkového zásobného PHA polyfosfátovými baktériami v anaeróbnej zóne s priemernou mierou využitia 75 %-85%. Asi 10 % CHSK vstupuje do anoxickej zóny a takmer žiadne zostávajúce biologicky odbúrateľné organické látky nevstupujú do aeróbnej zóny. Preto tento proces dokáže plne využiť privádzaný zdroj uhlíka a je menej ovplyvnený vplyvom organickej záťaže. Pomer C/N má určitý vplyv na odstraňovanie CHSK v procese AO. Podľa údajov čističky odpadových vôd Xinling, keď je pomer C/N väčší ako 10, keď sa pomer C/N zvyšuje, miera odstraňovania CHSK mierne klesá a organické zaťaženie má vplyv na systém.
2. Vplyv prítoku pomeru C/N na denitrifikáciu dvoch procesov
V procese A/O, keď sa pomer C/N zvyšuje, rýchlosť odstraňovania TN klesá takmer lineárne a koncentrácia organickej hmoty má vážny vplyv na rýchlosť výroby v procese nitrifikácie. Je to preto, že nitrifikačné baktérie sú autotrofné baktérie a koncentrácia organickej hmoty nie je faktorom obmedzujúcim ich rast. Nadmerná koncentrácia organickej hmoty spôsobí rýchle množenie heterotrofných baktérií s rýchlou proliferáciou, pričom prednostne využívajú kyslík vo vode a autotrofné baktérie nebudú mať výhodu a ich aktivita bude inhibovaná, čo ovplyvní nitrifikačnú reakciu. V procese AAO experimentálne údaje ukazujú, že keď sa prítokový pomer C/N zvýši z 5 na 9, rýchlosť odstraňovania TN sa neustále zvyšuje, a keď je pomer C/N 8,9, rýchlosť odstraňovania TN je až 83,2 %. Keď sa však pomer C/N zvýši z 9 na 14, rýchlosť odstraňovania TN sa zníži namiesto zvýšenia. Keď sa pomer C/N zvýši v určitom rozsahu, rýchlosť odstraňovania TN sa tiež neustále zvyšuje, ale keď sa pomer C/N zvýši na určitú hodnotu a rýchlosť odstraňovania TN dosiahne najvyššiu, rýchlosť odstraňovania TN klesá so zvýšením pomer C/N. Hlavný dôvod je rovnaký ako pri procese AO. Zvýšenie pomeru C/N vedie k zníženiu počtu autotrofných baktérií v systéme, zníženiu účinnosti nitrifikácie, a tým aj zníženiu celkovej rýchlosti odstraňovania dusíka. Podľa údajov je minimálny teoretický pomer C/N pre úplnú denitrifikáciu 2.86 bez ukladania vnútorných zdrojov uhlíka, ale skutočná požadovaná hodnota je oveľa väčšia ako toto číslo.
3. Vplyv prítoku pomeru C/N na odstraňovanie fosforu týmito dvoma procesmi
Pomer C/N má veľký vplyv na odstraňovanie fosforu v procese AAO. Experimentálne údaje ukazujú, že keď sa prítokový pomer C/N zvýši z 5 na 9, rýchlosť odstraňovania TP sa postupne zvyšuje. Je to hlavne preto, že zdroj uhlíka je nedostatočný, keď je pomer C/N nízky a vratný kal obsahuje veľké množstvo dusičnanov, ktoré spotrebúvajú veľké množstvo CHSK, čo má za následok nedostatočné uvoľňovanie fosforu v anaeróbnej zóne. zníženie rýchlosti odstraňovania fosforu zo systému. Keď sa prítokový pomer C/N zvýši z 9 na 14, celková rýchlosť odstraňovania fosforu klesá, najmä keď je pomer C/N väčší ako 11, celková rýchlosť odstraňovania fosforu klesá takmer lineárne. Je to preto, že keď je organická záťaž relatívne vysoká, organická hmota v prítoku nemôže byť plne využitá polyfosfátovými baktériami v anaeróbnom štádiu a zostávajúca nadbytočná organická hmota podporí rast polysacharidových baktérií, čím sa zníži podiel polyfosfátových baktérií. v aktivovanom kale a ovplyvňujúce účinok odstraňovania fosforu. Prítokový pomer C/N má malý vplyv na účinok odstraňovania fosforu v procese AO, hlavne preto, že odstraňovanie fosforu v procese AO je len prostredníctvom asimilácie mikroorganizmov a pomer C/N má malý vplyv na asimiláciu.
Vplyv prítoku pomeru C/P na odstraňovanie dusíka a odstraňovanie fosforu pomocou AAO a AO
1. Vplyv prítoku pomeru C/P na odstránenie CHSK pri dvoch procesoch.
Experimentálne údaje ukazujú, že rýchlosť odstraňovania CHSK v procese AO sa nemení s pomerom C/P a neexistuje žiadna zjavná korelácia. Je možné vidieť, že pomer C/P nie je hlavným faktorom ovplyvňujúcim efekt odstraňovania organickej hmoty v procese AO. Pre proces AAO, bez ohľadu na to, ako sa mení pomer C/P, je miera odstraňovania CHSK vyššia ako 85 %. Súvisiace štúdie poukázali na to, že viac ako 79 % CHSK sa spotrebuje v anaeróbnej zóne na syntézu PHA, zásobnej látky vo vnútri bunky, zatiaľ čo 6 %-11 % CHSK v anoxickej zóne sa spotrebuje na rast buniek a denitrifikácia. V aeróbnej zóne nedochádza takmer k žiadnej spotrebe CHSK, pretože po smrti buniek sa do zmiešaného roztoku dostávajú bunkové steny a iné ťažko rozložiteľné látky, čím sa CHSK zvyšuje.
2. Vplyv prítoku pomeru C/P na denitrifikáciu dvoch procesov
Neexistuje žiadna zjavná pravidelnosť v účinku pomeru C/P na denitrifikačný účinok procesu AO a rýchlosť odstraňovania TN veľmi kolíše. Môže to byť spôsobené tým, že iné faktory ako pomer C/P majú väčší vplyv na denitrifikáciu procesu AO ako pomer C/P. Vplyv pomeru C/P na denitrifikačný efekt procesu AAO nie je zrejmý. Hoci sa pomer C/P značne mení, rýchlosť odstraňovania TN je relatívne stabilná. Je to hlavne preto, že pomer C/P všeobecných odpadových vôd je relatívne vysoký. Nadmerný COD vstupujúci do anoxickej zóny bude inhibovať absorpciu fosforu. V anoxickej zóne je pomer C/N vždy vyšší ako minimálna hodnota skutočnej potreby. Denitrifikačné baktérie budú využívať nadmerné externé zdroje uhlíka na rýchlu denitrifikáciu, čo neovplyvňuje odstraňovanie TN.
3. Vplyv prítoku pomeru C/P na odstraňovanie fosforu dvomi procesmi
V procese AAO, keď je pomer C/P nižší ako 80, rýchlosť odstraňovania fosforu výrazne kolíše. Keď je pomer C/P vyšší ako 80, rýchlosť odstraňovania fosforu je stabilná na viac ako 85 % a koncentrácia fosforu v odpade je nižšia ako 0,5 mg/l. Rýchlosť odstraňovania fosforu v systéme už v podstate nie je ovplyvňovaná inými faktormi, čo naznačuje, že keď je pomer C/P na prítoku vyšší ako 80 v systéme AAO, je možné dosiahnuť stabilnú a efektívnu kvalitu odpadovej vody. Je to preto, že keď je pomer C/P vysoký, zdroj uhlíka poskytovaný prítokom je vyšší ako množstvo zdroja uhlíka potrebné na uvoľnenie fosforu v anaeróbnej zóne, takže rýchlosť odstraňovania fosforu je vyššia. Keď je pomer C/P nízky, schopnosť polyfosfátových baktérií absorbovať fosfor sa znižuje v dôsledku obmedzenia CHSK, čo vedie k nízkej účinnosti odstraňovania fosforu. Pre proces AO neexistuje žiadny zrejmý vzor v účinku pomeru C/P na jeho účinok odstraňovania fosforu, čo naznačuje, že pomer C/P má malý vplyv na mikrobiálnu asimiláciu.
