Як ця технологія вирішує проблему денітрифікації стічних вод із низьким співвідношенням вуглецю-до-азоту — від лабораторії до-великомасштабного застосування при 300 000 м³/добу?
Для тих, хто працює в галузі очищення стічних вод, наразі постає подвійна проблема: з одного боку, стандарти скидання міських стічних вод постійно посилюються, -зростаючими вимогами до видалення загального азоту та загального фосфору, що робить екстремальну денітрифікацію необхідною для промисловості; з іншого боку, у міських стічних водах Китаю переважає низьке співвідношення вуглецю-до-азоту. Традиційні процеси покладаються на зовнішні джерела вуглецю для забезпечення ефективності денітрифікації, що не лише значно збільшує експлуатаційні витрати, але й створює додатковий тиск на викиди вуглецю, що суперечить стратегічній меті «подвійного -вуглецю».
У традиційних процесах AAO більшість джерел органічного вуглецю в стічних водах витрачається через аерацію та окислення на аеробній стадії, залишаючи недостатню кількість джерел вуглецю для денітрифікації, що ускладнює задоволення потреб промисловості у трансформації «підвищення якості та ефективності + зменшення забруднення та викидів вуглецю». Анаеробний-кисневий-аноксичний (АОА) процес, який швидко розвивається, головною перевагою якого є досягнення глибокого видалення азоту та фосфору без зовнішніх джерел вуглецю, поступово перейшов від лабораторних досліджень до широкомасштабної-інженерної практики, ставши феноменальною «темною конячкою» в галузі очищення стічних вод.
Основне дешифрування: лише зміна порядку реакцій, у чому магія AOA?
Багато людей дивуються, чому AOA, порівняно з традиційним процесом AAO, лише змінює порядок реакцій «аеробний» і «безкисневий», досягаючи якісного прориву. Відповідь полягає в його унікальному механізмі видалення азоту та фосфору, що керується внутрішнім джерелом вуглецю-.
Традиційні процеси AAO (анаеробно-анаеробні-аеробні) використовують анаеробний-аноксичний-аеробний потік. Більшість органічних джерел вуглецю, які легко біологічно розкладаються, у стічних водах безладно окислюються та розкладаються під час аерації на аеробній стадії. Дуже мало вуглецю фактично доступно для денітрифікації на безкисневій стадії, що змушує додавати зовнішні джерела вуглецю, такі як ацетат натрію, щоб заповнити прогалину, створюючи порочне коло «чим більше джерел вуглецю дефіцитно, тим більше їх додають; чим вища вартість, тим вищі викиди вуглецю».
Навпаки, процес AAO з його три-анаеробною-аеробною-безкисневою структурою повністю реструктурує шлях утилізації джерела вуглецю, забезпечуючи ефективне використання кожного джерела вуглецю:
1. Анаеробна стадія: блокування-вуглецю на основі джерела
ГПК, що легко розкладається у воді, переважно перетворюється у внутрішні джерела вуглецю, такі як PHA, і зберігається всередині мікроорганізмів. Це, по суті, заздалегідь готує «боєприпаси для денітрифікації» для мікроорганізмів, запобігаючи викиду вуглецю з джерела.
2. Аеробний етап: точна нітрифікація
Ця стадія завершує весь процес нітрифікації аміачного азоту. Одночасно, точно контролюючи час аерації та концентрацію розчиненого кисню, він запобігає надмірному окисленню внутрішнього джерела вуглецю, що зберігається в мікроорганізмах, забезпечуючи достатні резерви для подальшої денітрифікації.
3. Пост-аноксична стадія: ендогенна денітрифікація
Мікроорганізми використовують своє попередньо -внутрішнє джерело вуглецю, щоб завершити денітрифікацію нітратного азоту. Весь процес не покладається на зовнішні джерела вуглецю, що принципово вирішує галузеву проблему недостатнього джерела вуглецю в стічних водах із низьким -відношенням-до-азоту.
Жорстка перевірка: від 100 000 до 300 000 м³/день, ці проекти були реалізовані та показують результати.
Ефективність технології доведена інженерною практикою. Наразі процес AOA широко застосовувався на очисних спорудах у багатьох містах Китаю, охоплюючи різні сценарії, такі як нові проекти, модернізація, вплив сезону дощів і низька-температура, що забезпечує дуже переконливі робочі результати.
Результати виробничих випробувань показують, що навіть за екстремальних умов із водним навантаженням, що перевищує 202%, якість стоків процесу AOA не погіршилася суттєво: швидкість видалення аміачного азоту, загального азоту та загального фосфору зазнавала лише незначних, контрольованих коливань, а концентрації стоків залишалися незмінними в межах стандартів. Шляхом простого регулювання коефіцієнта повернення первинного мулу, співвідношення повітря-до-води та концентрації мулу система може швидко повернутися до стабільної роботи, ідеально адаптуючись до складних умов значних коливань об’єму води під час сезону дощів.
Повна-адаптованість до сценарію: сумісний із модернізацією, працює при низьких{1}}температурах
Окрім нових проектів, процес AOA також демонструє сильну сумісність у модернізації існуючих очисних споруд. Після завершення модернізації 1500 м³/день ORBAL окислювальної канави-AOA на станції очищення стічних вод у Чунціні загальна швидкість видалення азоту зросла з 71,52% початкового процесу AAO до 83,01% без необхідності зовнішнього джерела вуглецю, а ефекти видалення ХПК, аміачного азоту та загального фосфору були значно кращими, ніж традиційні процеси.
Вирішуючи проблему зниження активності денітрифікації в промисловості через низькі зимові температури в північних регіонах/плато, станція очищення стічних вод потужністю 40 000 м³/добу AOA в Гуйяні, яка працювала протягом 430 днів за умов низьких температур води до 11 градусів, все ще досягла 40% видалення азоту в своїй пост-аноксичній зоні із загальною кількістю стоків азот залишається стабільним на рівні 4,13 мг/л. Порівняно з технологічними очисними спорудами AAO з тим самим джерелом надходження, загальний вміст азоту в стічних водах зменшився на 54,62%, споживання електроенергії біологічним резервуаром зменшилося на 24%, споживання хімікатів на 39%, а утворення осаду на 7%.
Поза межами відповідності стандартам: потенціал майбутнього оновлення процесу AOA
Наразі процес AOA сформував відносно завершену технічну систему, але його потенціал виходить далеко за рамки цього. Щоб задовольнити потреби галузі очищення стічних вод щодо зниження енергоспоживання та зниження викидів вуглецю, галузь почала досліджувати інтеграцію процесу AOA з новими технологіями видалення азоту для подальшого вивчення потенціалу технологічної модернізації.
Численні дослідження показали, що об’єднана система технології AOA (автоматичної аерації) з технологіями скороченої-нітрифікації та анаеробного окислення амонію (ANAO) демонструє виняткову ефективність видалення азоту в очищенні міських стічних вод із низьким співвідношенням COD/TN: інтегрована -система нітрифікації-ANAO на основі процесу AOA після стабільної роботи досягає низька загальна концентрація азоту у стічних водах – 2,3 мг/л, загальна швидкість видалення азоту досягає 95,8%; модифікована система безперервного потоку AOA за умов, коли співвідношення COD/TN становить лише 3,2, забезпечує покращений ефект очищення з TN стоків (4,6±1,5) мг/л і загальним вмістом фосфору (0,2±0,2) мг/л, при цьому ANAO-поєднане видалення азоту становить понад 86%.
Ці дослідження надають необмежені можливості для майбутньої реалізації майже-нульового джерела вуглецю та майже-нульового споживання енергії за допомогою процесу AOA, а також надають основну технологічну підтримку для низько-перетворення вуглецю в галузі очищення стічних вод моєї країни.
Висновок
Від вирішення проблеми видалення азоту зі стічних вод із низьким співвідношенням вуглецю -до -азоту до адаптації до потреб промисловості у трансформації «покращення синергічної ефективності шляхом зменшення забруднення та скорочення вуглецю» процес AOA продемонстрував свою основну цінність у сфері очищення стічних вод завдяки відчутним інженерним результатам. Завдяки безперервним технологічним ітераціям і широкомасштабному-просуванню, процес AOA стає кращим рішенням для будівництва та модернізації міських очисних споруд у моїй країні, спонукаючи галузь до постійного переходу від «дотримання стандартів викидів» до високо{4}}якісного етапу розробки «екологічного, низького-вуглецю та підвищеної ефективності».