Výhody a nevýhody procesu A2O a jeho zlepšenie

Proces A2O, konkrétne anaeróbno-anoxicko-oxický proces, je vhodný na súčasné odstraňovanie organických látok, dusíka a fosforu. Tento proces vytvára v systéme rôzne prostredia, takže mikroorganizmy s rôznymi funkciami môžu spolupracovať na dosiahnutí súčasného odstraňovania dusíka a odstraňovania fosforu. Samozrejme, každý proces má svoje výhody, nevýhody a obmedzenia. Dnes si rozoberieme výhody a nevýhody procesu A2O v prevádzke.

1. Súčasné odstraňovanie dusíka a odstraňovanie fosforu: Ťažiskom čistenia odpadových vôd je odstraňovanie dusíka a odstraňovanie fosforu. Proces A2O poskytuje vhodné životné podmienky pre mikroorganizmy s rôznymi funkciami nastavením troch rôznych prostredí, anaeróbneho, anoxického a aeróbneho, v jednom procese úpravy, takže procesy denitrifikácia a odstraňovanie fosforu môžu prebiehať súčasne. V anaeróbnej zóne uvoľňujú polyfosfátové baktérie fosfor a absorbujú organické látky; v anoxickej zóne denitrifikačné baktérie denitrifikujú denitrifikáciou; v aeróbnej zóne nitrifikačné baktérie nitrifikujú, aby premenili amoniakálny dusík na dusičnanový dusík, a polyfosfátové baktérie absorbujú nadmerný fosfor. Táto synchrónna metóda čistenia môže účinne odstraňovať dusík a fosfor z odpadových vôd a spĺňať príslušné normy vypúšťania odpadových vôd.

2. Stabilná prevádzka: Proces A2O má dlhú históriu a po dlhodobom praktickom uplatňovaní a neustálom zlepšovaní sa vyvinul na relatívne vyspelú úroveň. Jeho procesný tok je relatívne jednoduchý, relatívne ľahko ovládateľný a ovládateľný a nevyžaduje vysoké technické zručnosti operátorov. Proces má zároveň určitú vyrovnávaciu kapacitu pre kolísanie kvality vody a objemu vody. Keď sa kvalita prítokovej vody a objem vody do určitej miery zmení, stále si môže zachovať relatívne stabilný efekt čistenia, aby nespôsobil vážne prekračujúce normy kvality vody alebo kolaps čistiaceho systému.

3. Odolnosť proti nárazovému zaťaženiu: V procese čistenia odpadových vôd kvalita pritekajúcej vody a objem vody často veľmi kolíšu, ako je náhle vypúšťanie priemyselných odpadových vôd a podstatné zvýšenie objemu vody počas obdobia dažďov. Proces A2O dokáže do určitej miery odolávať týmto šokom, pretože jeho vnútorné mikrobiálne spoločenstvo má určitú adaptabilitu a schopnosť samoregulácie. Dynamickými zmenami mikrobiálnej komunity a automatickým nastavením parametrov procesu je možné v krátkom čase obnoviť normálny efekt čistenia, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka čističky odpadových vôd.

1. Komplexný systém pretavenia: Proces A2O vyžaduje veľké vnútorné a vonkajšie pretavenie, aby sa dosiahlo odstránenie dusíka a fosforu. Vnútorné pretavenie má vrátiť zmiešanú kvapalinu bohatú na dusičnany na konci aeróbnej zóny do anoxickej zóny, aby sa poskytli akceptory elektrónov na denitrifikáciu; externé prefukovanie je vrátenie kalu na dne sekundárnej sedimentačnej nádrže do anaeróbnej zóny na udržanie dostatočného množstva mikrobiálnej biomasy v systéme. Tento komplexný systém pretavenia však nielenže zvyšuje investície do zariadenia a prevádzkové náklady, ale vyžaduje aj presnú kontrolu a reguláciu, aby sa zabezpečilo, že pomer a prietok pretavenia spĺňajú požiadavky procesu. Ak pretavenie nie je správne riadené, môže to viesť k zlým účinkom denitrifikácie a odstraňovania fosforu a dokonca ovplyvniť stabilnú prevádzku celého systému úpravy.

2. Konkurencia zdroja uhlíka: V procese A2O existuje konkurenčný vzťah medzi procesmi denitrifikácie a odstraňovania fosforu pre zdroje uhlíka. Denitrifikačný proces vyžaduje dostatočné zdroje uhlíka ako donory elektrónov na dosiahnutie redukcie dusičnanového dusíka; a polyfosfátové baktérie tiež potrebujú dostatočné zdroje uhlíka na požitie a uskladnenie organickej hmoty počas fázy anaeróbneho uvoľňovania fosforu. V skutočných odpadových vodách je však zdroj uhlíka často obmedzený. Ak je zdroj uhlíka nedostatočný, denitrifikácia bude nedostatočná, dusičnanový dusík nie je možné účinne odstrániť a polyfosfátové baktérie nedokážu úplne uvoľniť a absorbovať fosfor, čo ovplyvňuje odstraňovanie dusíka a fosforu.

3. Rozpor veku kalu: Mikroorganizmy s rôznymi funkciami majú rôzny optimálny vek kalu v procese A2O. Napríklad nitrifikačné baktérie rastú pomaly a vyžadujú dlhší vek kalu, aby sa zabezpečil ich počet a aktivita v systéme; zatiaľ čo polyfosfátové baktérie rastú rýchlejšie a kratší vek kalu je prospešný pre ich efekt odstraňovania fosforu. V jednotnom systéme čistenia je však ťažké splniť súčasne požiadavky na vek rôznych mikroorganizmov. Ak sa predĺži vek kalu, aby sa zabezpečil nitrifikačný efekt, môže to viesť k nadmernému rastu polyfosfátových baktérií a zníženiu účinku odstraňovania fosforu; naopak, ak sa vek kalu skráti, aby sa zlepšil účinok odstraňovania fosforu, môže to ovplyvniť počet a aktivitu nitrifikačných baktérií, a tým ovplyvniť účinok nitrifikácie.

4. Nízka účinnosť odstraňovania fosforu: Kľúčovým faktorom nízkej účinnosti odstraňovania fosforu je, že podmienky prostredia v anaeróbnej zóne nedokážu plne stimulovať aktivitu polyfosfátových baktérií. Normálnym metabolickým procesom polyfosfátových baktérií je absorbovať ľahko odbúrateľnú organickú hmotu a uvoľňovať fosfor za anaeróbnych podmienok, zatiaľ čo nadbytočný fosfor je prijímaný za aeróbnych podmienok. Ak však podmienky v anaeróbnej zóne nie sú ideálne, napríklad príliš veľa rozpusteného kyslíka, nedostatočný zdroj uhlíka alebo príliš krátky čas zotrvania, dôjde k priamemu zásahu do metabolického mechanizmu polyfosfátových baktérií. Nadmerný rozpustený kyslík bude inhibovať proces uvoľňovania anaeróbneho fosforu u polyfosfátových baktérií, nedostatočný zdroj uhlíka nedokáže uspokojiť jeho energetické potreby a príliš krátky čas zdržania zabráni polyfosfátovým baktériám plne vykonávať svoje funkcie, čo vážne ovplyvní účinnosť odstraňovania fosforu.

5. Zväčšovanie kalu: Zväčšovanie kalu je zvyčajne spôsobené nadmerným rastom vláknitých baktérií. Za určitých špecifických podmienok, ako je nízka záťaž, nízka teplota alebo príliš dlhý vek kalu, majú vláknité baktérie konkurenčnú výhodu oproti iným vločkovitým baktériám, čím dochádza k nadmernému množeniu. Rozsiahly rast vláknitých baktérií zmení štruktúru kalu, uvoľní ho a zníži sedimentačný výkon kalu. To nielenže sťaží oddeľovanie bahna a vody a ovplyvní kvalitu odpadovej vody, ale môže to spôsobiť aj stratu kalu a podkopať stabilitu a efekt čistenia celého systému čistenia.

6. Vysoká spotreba energie: V procese A2O je v aeróbnom štádiu potrebné veľké množstvo kyslíka na podporu metabolických aktivít mikroorganizmov, ktorý je zvyčajne nepretržite dodávaný dúchadlom. Prevádzka dúchadla však spotrebuje veľa elektrickej energie. Okrem toho, aby sa zachovala rovnomernosť distribúcie a reakcie mikroorganizmov v systéme, proces vracania kalu a miešania tiež spotrebuje veľa energie. Vysoká spotreba energie nielenže zvyšuje náklady na čistenie odpadových vôd, ale predstavuje aj určitú záťaž pre životné prostredie.

7. Citlivosť na podmienky prítoku: Proces A2O vykazuje vysokú citlivosť na zmeny koncentrácie organických látok a živín v prítoku. Výkyvy v zložení prítoku, ako je náhle zvýšenie alebo zníženie koncentrácie organickej hmoty a nerovnováha v pomere živín, ako je dusík a fosfor, môžu narušiť pôvodný rovnovážny stav mikrobiálneho spoločenstva. To spôsobí, že rast niektorých mikroorganizmov bude inhibovaný, zatiaľ čo iné môžu prerásť, čím sa ovplyvní stabilita a účinnosť úpravy celého systému úpravy. Najmä v prípade veľkých zmien v kvalite pritekajúcej vody môže trvať dlho, kým sa mikroorganizmy adaptujú na nové podmienky prostredia, pričom počas tejto doby sa môže výrazne znížiť efekt úpravy.

1. Optimalizujte pomer spätného prúdenia: Pomocou presného výpočtu a monitorovania v reálnom čase stanovte optimálny pomer vnútorného a vonkajšieho spätného prúdenia podľa kvality pritekajúcej vody, objemu vody a požiadaviek na úpravu. Zároveň si osvojte pokročilé riadiace technológie, ako je regulácia otáčok s premenlivou frekvenciou, inteligentný riadiaci systém atď., Aby ste dosiahli presné nastavenie toku prelivu. Za predpokladu zabezpečenia efektu odstraňovania dusíka a odstraňovania fosforu znížte energetickú náročnosť pretavenia a zlepšite efektivitu prevádzky systému. Okrem toho možno stratégiu pretavenia priebežne optimalizovať pomocou simulačných experimentov a analýzy skutočných prevádzkových údajov, aby sa prispôsobila rôznym prevádzkovým podmienkam a požiadavkám na úpravu.

2. Doplnkový zdroj uhlíka: Keď je zdroj uhlíka v odpadovej vode nedostatočný, denitrifikácia a efekt odstraňovania fosforu sa môžu zlepšiť pridaním zdroja uhlíka zvonka. Bežne používané zdroje uhlíka zahŕňajú metanol, octan sodný, glukózu atď. Pri výbere zdroja uhlíka je potrebné zvážiť jeho cenu, biologickú odbúrateľnosť a vplyv na systémovú mikrobiálnu komunitu. Zároveň je tiež potrebné presne kontrolovať množstvo a čas pridávania zdroja uhlíka, aby sa predišlo plytvaniu a sekundárnemu znečisteniu spôsobenému nadmerným pridávaním zdroja uhlíka alebo nedostatočným pridávaním ovplyvňujúcim efekt úpravy. Optimalizáciou stratégie pridávania zdroja uhlíka možno účinne zmierniť problém konkurencie zdroja uhlíka a zlepšiť účinnosť odstraňovania dusíka a fosforu.

3. Segmentovaný prívod vody: Rozdelenie vstupnej vody do viacerých bodov a vstup do rôznych reakčných zón môže rozumnejšie rozložiť zdroj uhlíka a rozpustený kyslík a zmierniť problémy konkurencie zdroja uhlíka a nerovnomerného rozdelenia rozpusteného kyslíka. Napríklad časť vstupnej vody môže byť privedená priamo do anoxickej zóny, aby sa zabezpečil dostatočný zdroj uhlíka na denitrifikáciu; druhá časť vstupnej vody môže byť zavedená do anaeróbnej zóny, aby vyhovovala potrebám polyfosfátových baktérií. Segmentovaným prívodom vody je možné zlepšiť účinnosť využitia zdrojov uhlíka v systéme a zlepšiť účinok odstraňovania dusíka a fosforu. Zároveň je možné ho kombinovať aj s monitorovaním v reálnom čase a technológiou automatického riadenia na dynamickú úpravu podielu a prietoku segmentovaného prívodu vody podľa zmien kvality prívodnej vody a objemu vody, aby sa dosiahlo presnejšie riadenie a optimalizácia.

4. Vylepšená konfigurácia procesu: Napríklad proces obráteného A2O sa používa na umiestnenie anoxickej zóny na predný koniec procesu, uprednostňuje sa splnenie požiadaviek na zdroj uhlíka denitrifikácie a na zlepšenie účinnosti denitrifikácie. Alebo sa používa proces UCT (University of Cape Town) na pridanie anoxickej nádrže a vnútornej recirkulácie, aby sa ďalej optimalizoval účinok odstraňovania dusíka a fosforu. Okrem toho je možné kombinovať nové technológie, ako je membránový bioreaktor (MBR), aby sa zlepšila koncentrácia kalu a účinnosť spracovania a znížila sa podlahová plocha. Zlepšením konfigurácie procesu sa môže lepšie prispôsobiť rôznym podmienkam kvality vody a požiadavkám na úpravu a zlepšiť výkon a konkurencieschopnosť procesu A2O.

5. Implementujte nárazníkovú zónu: Navrhnite flexibilnú nárazníkovú zónu, aby ste sa vyrovnali s výkyvmi v zložení prítoku. Posilniť monitorovanie a včasné varovanie pred kvalitou pritekajúcej vody a vopred sa pripraviť na úpravy procesu. Nastavte regulačné nádrže na homogénne a rovnomerné čistenie pritekajúcej vody, aby ste znížili kolísanie kvality vody. Kultivujte mikrobiálne spoločenstvá so silnejšou domestikáciou a prispôsobivosťou. Vylepšite monitorovanie a riadenie Použite online senzory a pokročilé stratégie riadenia procesov na dynamickú úpravu parametrov procesu.

6. Zlepšite účinnosť odstraňovania fosforu: Optimalizujte dizajn anaeróbnej zóny, aby ste zabezpečili prísne anaeróbne prostredie, a použite tesniace opatrenia na zníženie vstupu kyslíka. Rozumne upravte typ a koncentráciu pritekajúceho zdroja uhlíka, aby ste zabezpečili, že polyfosfátové baktérie majú dostatočný zdroj uhlíka. Vhodne predĺžte hydraulický retenčný čas anaeróbnej zóny, aby sa zabezpečila úplná reakcia polyfosfátových baktérií

7. Zlepšite objemovú rýchlosť kalu: Ovládajte vhodné zaťaženie kalom, aby ste sa vyhli dlhodobej prevádzke s nízkym zaťažením. Vykonajte izolačné opatrenia alebo upravte prevádzkové parametre tak, aby sa prispôsobili prostrediu s nízkou teplotou. Primerane kontrolujte vek kalu a pravidelne vypúšťajte časť zostarnutého kalu.

8. Zlepšite vysokú spotrebu energie: Na zlepšenie využitia kyslíka používajte energeticky úspornejšie prevzdušňovacie zariadenia, ako sú mikroporézne prevzdušňovače. Optimalizujte systém riadenia prevzdušňovania a upravte objem prevzdušňovania podľa kvality vody v reálnom čase a spotreby rozpusteného kyslíka.

Proces A2O je široko používaný pri čistení odpadových vôd a jeho praktickosť je zrejmá. Môže dosiahnuť synchrónne odstraňovanie dusíka a fosforu nastavením rôznych prostredí a procesný tok je zrelý, riadenie prevádzky je relatívne jednoduché, technické požiadavky na operátorov nie sú vysoké a existuje určitá vyrovnávacia kapacita, keď kvalita vody a objem vody kolíše. . Vnútorná mikrobiálna komunita sa môže tiež samoregulovať, aby sa do určitej miery prispôsobila nárazovým zaťaženiam. Samozrejme, nevýhody sú tiež zrejmé, ako je komplexný systém pretavenia, konkurencia zdroja uhlíka, rozpor s vekom kalu, nízka účinnosť odstraňovania fosforu, napučiavanie kalu, vysoká spotreba energie a citlivosť na prítokové podmienky. Pre tieto nedostatky vieme nájsť spôsoby, ako ich kontrolovať. Ako je optimalizácia pomeru spätného toku, doplnenie zdroja uhlíka, postupný prívod vody, zlepšenie konfigurácie procesu, implementácia stratégie nárazníkovej zóny atď. Kľúčové je, ako to prevádzkujeme. Samozrejme, tu sa odráža aj hodnota personálu vo výrobe v prvej línii.