Ako táto technológia rieši problém denitrifikácie v odpadových vodách s nízkym pomerom uhlíka-k-dusíku, od laboratória až po{0}}veľkú aplikáciu pri 300 000 m³/d?
Pre tých, ktorí pracujú v priemysle čistenia odpadových vôd, existuje v súčasnosti dvojaká výzva: na jednej strane sa normy vypúšťania komunálnych odpadových vôd neustále sprísňujú so stále -narastajúcimi požiadavkami na odstraňovanie celkového dusíka a celkového fosforu, čím sa extrémna denitrifikácia stáva pre priemysel nevyhnutnosťou; na druhej strane v komunálnych odpadových vodách v Číne prevláda nízky pomer uhlíka-k-dusíku. Tradičné procesy sa spoliehajú na externé zdroje uhlíka, aby sa zabezpečila účinnosť denitrifikácie, čo nielenže výrazne zvyšuje prevádzkové náklady, ale prináša aj ďalší tlak na emisie uhlíka, čo je v rozpore so strategickým cieľom „dvoj-uhlík“.
V tradičných procesoch AAO sa väčšina zdrojov organického uhlíka v odpadových vodách plytvá prevzdušňovaním a oxidáciou v aeróbnom štádiu, takže zdroje uhlíka nie sú dostatočné na denitrifikáciu, čo sťažuje uspokojenie transformačných potrieb priemyslu v oblasti „zlepšovania kvality a efektívnosti + znižovania znečistenia a emisií uhlíka“. Rýchlo sa rozvíjajúci anaeróbny-oxic-anoxický proces (AOA), ktorého základnou silou je dosiahnutie hlbokého odstraňovania dusíka a fosforu bez externých zdrojov uhlíka, sa postupne presunul z laboratórneho výskumu do rozsiahlej{4}}inžinierskej praxe a stal sa fenomenálnym „čiernym koňom“ v priemysle čistenia odpadových vôd.
Dešifrovanie jadra: Len zmena v poradí reakcií, v čom je čaro AOA?
Mnoho ľudí sa čuduje, prečo AOA v porovnaní s tradičným procesom AAO iba obráti poradie reakcie „aeróbne“ a „anoxické“, čím sa dosahuje kvalitatívny prielom. Odpoveď spočíva v jeho jedinečnom mechanizme na odstraňovanie dusíka a fosforu, ktorý je poháňaný-interným zdrojom uhlíka „najskôr uložte, potom využite“.
Tradičné AAO (Anaeróbne{0}}Anaeróbne-Aeróbne) procesy využívajú anaeróbne-anoxické-aeróbne prúdenie. Väčšina ľahko biologicky odbúrateľných zdrojov organického uhlíka v odpadových vodách sa bez rozdielu oxiduje a rozkladá počas prevzdušňovania v aeróbnom štádiu. Na denitrifikáciu v anoxickej fáze je v skutočnosti k dispozícii veľmi málo uhlíka, čo núti pridávanie externých zdrojov uhlíka, ako je octan sodný, aby zaplnilo medzeru, čo vytvára začarovaný kruh „čím viac zdrojov uhlíka je vzácnych, tým viac sa ich pridáva; čím vyššie sú náklady, tým vyššie sú emisie uhlíka“.
Na rozdiel od toho proces AAO s trojstupňovým anaeróbnym-aeróbnym-anoxickým usporiadaním úplne reštrukturalizuje cestu využitia zdroja uhlíka a zaisťuje efektívne využitie každého zdroja uhlíka:
1. Anaeróbna fáza: Zdroj-uhlíkové uzamknutie
Ľahko biodegradovateľná CHSK v prítoku sa prednostne premieňa na vnútorné zdroje uhlíka, ako je PHA, a ukladá sa v mikroorganizmoch. Tým sa v podstate vopred pripraví „denitrifikačná munícia“ pre mikroorganizmy, čím sa zabráni plytvaniu uhlíkom zo zdroja.
2. Aeróbna fáza: presná nitrifikácia
Tento stupeň ukončuje celý proces nitrifikácie amoniakálneho dusíka. Zároveň presným riadením doby prevzdušňovania a koncentrácie rozpusteného kyslíka zabraňuje nadmernej oxidácii vnútorného zdroja uhlíka uloženého v mikroorganizmoch, čím zabezpečuje dostatočné zásoby pre následnú denitrifikáciu.
3. Post-anoxické štádium: endogénna denitrifikácia
Mikroorganizmy využívajú svoj pred{0}}uložený vnútorný zdroj uhlíka na dokončenie denitrifikácie dusičnanového dusíka. Celý proces sa nespolieha na externé zdroje uhlíka, čím sa v zásade rieši problém nedostatočného zdroja uhlíka v odpadovej vode s nízkym -uhlíkom- a-dusíkom.
Tvrdé overenie: Od 100 000 do 300 000 m³/d boli tieto projekty implementované a vykazujú výsledky.
Účinnosť technológie je preukázaná inžinierskou praxou. V súčasnosti sa proces AOA používa vo veľkom meradle v čistiarňach odpadových vôd vo viacerých mestách po celej Číne a pokrýva rôzne scenáre, ako sú nové projekty, inovácie, vplyvy obdobia dažďov a prevádzka pri nízkych{1}}teplotách, pričom prináša veľmi presvedčivé prevádzkové výsledky.
Výsledky výrobných testov ukazujú, že ani za extrémnych podmienok s vodnou záťažou presahujúcou 202 % sa kvalita odpadovej vody z procesu AOA výrazne nezhoršila: rýchlosti odstraňovania amoniakálneho dusíka, celkového dusíka a celkového fosforu zaznamenali iba malé, kontrolovateľné výkyvy a koncentrácie odpadových vôd zostali konzistentne v rámci noriem. Jednoduchým nastavením pomeru vratnosti primárneho kalu, pomeru vzduchu-k-vode a koncentrácie kalu sa systém môže rýchlo vrátiť do stabilnej prevádzky a dokonale sa prispôsobiť zložitým podmienkam výrazného kolísania objemu vody počas obdobia dažďov.
Úplná{0}}prispôsobivosť scenára: Kompatibilné s dodatočnými úpravami, zvláda operácie pri nízkych{1}}teplotách
Okrem nových projektov proces AOA tiež demonštruje silnú kompatibilitu pri modernizácii existujúcich čistiarní odpadových vôd. Po dokončení 1500 m³/d oxidačnej priekopy ORBAL-AOA modernizácie v čistiarni odpadových vôd v Čchung-čchingu sa celková miera odstraňovania dusíka zvýšila zo 71,52 % pôvodného procesu AAO na 83,01 % bez potreby externého zdroja uhlíka a komplexné účinky odstraňovania COD, amoniakálneho dusíka a dusíka boli úplne lepšie ako tradičné procesy.
Procesná čistiareň odpadových vôd AOA s objemom 40 000 m³/d v Guiyang, ktorá fungovala 430 dní v podmienkach teploty vody až 11 stupňov , stále dosahovala 40 % podiel odstraňovania dusíka vo svojej post-efektívnej zóne s celkovým množstvom 13 mg/l dusíka. V porovnaní s procesnými čistiarňami odpadových vôd AAO s rovnakým prítokovým zdrojom sa celkový objem dusíka v odpade znížil o 54,62 %, spotreba energie biologickej nádrže sa znížila o 24 %, spotreba chemikálií o 39 % a produkcia kalu o 7 %.
Viac ako splnenie štandardov: Potenciál budúcej inovácie procesu AOA
V súčasnosti proces AOA vytvoril relatívne úplný technický systém, ale jeho potenciál ďaleko presahuje. Aby sa vyhovelo vývojovým potrebám priemyslu čistenia odpadových vôd v oblasti nižšej spotreby energie a nižších emisií uhlíka, priemysel začal skúmať integráciu procesu AOA s novými technológiami odstraňovania dusíka s cieľom ďalej preskúmať potenciál technologického upgradu.
Viaceré štúdie ukázali, že prepojený systém technológie AOA (Automatic Aeration) s technológiami skrátenej nitrifikácie a anaeróbnej oxidácie amónia (ANAO) vykazuje výnimočnú účinnosť odstraňovania dusíka pri čistení komunálnych odpadových vôd s nízkymi pomermi CHSK/TN: Krátkym-dosiahnutím nitrifikácie-integrovaného systému ANAO, po stabilnej prevádzke s nízkou koncentráciou dusíka ako AOA 2,3 mg/l, s celkovou rýchlosťou odstraňovania dusíka až 95,8 %; modifikovaný systém kontinuálneho prietoku AOA za podmienok, keď je pomer CHSK/TN na prítoku len 3,2, dosahuje pokročilé liečebné účinky s vytekajúcim TN (4,6±1,5) mg/l a celkovým fosforom (0,2±0,2) mg/l, pričom odstránenie dusíka spojeného s ANAO- predstavuje viac ako 86 %.
Tieto prieskumy poskytujú neobmedzené možnosti pre budúcu realizáciu čistenia odpadových vôd s takmer{0}}nulovým zdrojom uhlíka a takmer{1}}nulovou spotrebou energie pomocou procesu AOA a tiež poskytujú základnú technologickú podporu pre nízkouhlíkovú{2}}transformáciu priemyslu čistenia odpadových vôd v mojej krajine.
Záver
Proces AOA preukázal svoju kľúčovú hodnotu v oblasti čistenia odpadových vôd prostredníctvom hmatateľných inžinierskych výsledkov, od vyriešenia problému odstraňovania dusíka z odpadových vôd s nízkymi pomermi uhlíka -k{1}}dusíku až po prispôsobenie sa transformačným potrebám odvetvia „zlepšovanie synergickej účinnosti prostredníctvom znižovania znečistenia a uhlíka“. Vďaka neustálej technologickej iterácii a rozsiahlej{3}}propagácii sa proces AOA stáva preferovaným riešením výstavby a modernizácie mestských čistiarní odpadových vôd v mojej krajine, čo vedie toto odvetvie k neustálemu prechodu od „spĺňania emisných noriem“ k vysoko{4}}kvalitnému vývojovému štádiu „zeleného, nízkouhlíkového-uhlíka a vylepšenej účinnosti“.
