For højt indhold af fosfor i spildevandet er et af de mest besværlige problemer i AAO-systemer. Ved fejlfinding overvejer folk normalt: Er kulstofkilden tilstrækkelig? Er slammet i god stand? Skal der tilsættes kemikalier til fjernelse af fosfor?
Disse anvisninger er alle korrekte, men der er en let overset årsag til-lang-overdreven luftning.
Der er en almindelig opfattelse i industrien: Jo større beluftning og jo højere opløst oxygen (DO), jo kraftigere er den aerobe fosforoptagelse, og jo mere stabilt er fosforfjernelsessystemet. Dette er faktisk ikke tilfældet-overdreven beluftning kan stille og roligt svække effektiviteten af biologisk fosforfjernelse, hvilket gør den til en "usynlig dræber." Det vil ikke få systemet til at kollapse med det samme, men det vil gradvist svække "vitaliteten" af polyphosphat-akkumulerende bakterier, hvilket i sidste ende fører til et særligt forvirrende fænomen: det anaerobe afsnit er normalt, men det samlede fosfor i spildevandet fortsætter med at overstige standarden.
I. Hvad er biologisk fosforfjernelse helt præcist?
AAO-processen er afhængig af en type bakterier kaldet polyphosphat-akkumulerer bakterier til fjernelse af fosfor. De udfører to alternerende processer under anaerobe og aerobe miljøer:
Anaerobt stadie: Polyphosphat-akkumulerende bakterier (PAB'er) nedbryder først polyphosphater i deres celler, frigiver fosfaterne til vandet og får energi. De bruger derefter denne energi til at absorbere korte-fedtsyrer (såsom eddikesyre) fra spildevandet og omdanner dem til PHB til opbevaring.
Aerobt stadie: PPB'er nedbryder PHB i deres celler for at opnå energi. De bruger derefter denne energi til at absorbere store mængder fosfater fra vandet, syntetisere polyfosfater og gemme dem igen i deres celler.
Endelig opnås fosforfjernelse gennem slamfjernelse: Fosfor-rige PPB'er føres ud af systemet gennem udledning af overskydende slam, hvorved fosfor fjernes fra vandet.
Nøglepunktet i hele processen er klart: Mængden af PHB syntetiseret i det anaerobe stadium bestemmer direkte mængden af fosfor, der kan absorberes i det aerobe stadium. Tilstrækkelige PHB-reserver resulterer i tilstrækkelig phosphorabsorption; utilstrækkelige PHB-reserver reducerer fosforabsorptionskapaciteten.
II. Hvad ødelægges af overdreven beluftning?
Under normale beluftningsforhold holdes opløst ilt i den aerobe tank inden for et rimeligt område. PPB'er vil forbruge PHB efter behov og prioritere dets anvendelse til fosforabsorption, hvilket resulterer i stabil fosforfjernelse.
Der opstår imidlertid problemer, når beluftningen er for høj, og opløst ilt i den aerobe zone forbliver højt: Når opløst ilt er for højt, bruger polyphosphat-akkumulerende bakterier (PAB'er) ikke kun PHB til at absorbere fosfor, men forbruger også en stor mængde PHB for at "vedligeholde deres eget grundlæggende stofskifte." Dette er det mest forvirrende fænomen, der er observeret på-stedet: frigivelse af fosfor i den anaerobe zone er helt normal, men det samlede fosfor i spildevandet vil bare ikke falde.
Årsagen er faktisk ikke kompliceret: "fødevareopbevaringsprocessen" i den anaerobe zone er upåvirket, men i den aerobe zone er PHB'er af PPA'er overdrevent forbrugt, hvilket efterlader utilstrækkelig energi til stor-phosphorabsorption. Ude af stand til at absorbere fosfor fra vandet, vil nogle PPA'er endda frigive fosfor i den omvendte proces, hvilket i sidste ende fører til for høje fosfatniveauer i spildevandet.
III. Virkelig tilfælde: Ukontrolleret beluftning, faldende fosforfjernelseseffektivitet
Et sæt af-målingsdata på stedet illustrerer tydeligt problemet: På et spildevandsrensningsanlæg blev DO i den forreste ende af den aerobe tank kontrolleret til omkring 2 mg/L (inden for et rimeligt område), men der var ingen specifik kontrol i slutningen, og overdreven beluftning fik DO i slutningen til at stige til over 5 mg/L.
Som et resultat forværredes systemets fosforfjernelseskapacitet hurtigt: Spildevandets fosfatniveauer steg fra normale 0,37 mg/L til 5,7 mg/L; biologisk fosforfjernelseshastighed styrtdykkede, næsten fuldstændigt svigtende.
Senere stabiliserede vedligeholdelsespersonalet den opløste ilt (DO) i hele den aerobe tank på 2-3 mg/L, og systemet kom sig langsomt. Efter ca. to ugers stabil drift faldt indholdet af fosfor i spildevandet til 0,89 mg/L, og fosforfjernelseseffektiviteten vendte tilbage til designværdien.
Nedbrydningen af fosforfjernelsen forårsaget af overdreven beluftning kan ikke repareres umiddelbart efter justering af parametre.
Når PHB er overdrevent indtaget, går polyfosfat-akkumulerende bakterier ind i en "endogen respiration"-tilstand-begynder de at nedbryde deres eget cellemateriale for at overleve, hvilket skader bakteriesamfundets overordnede aktivitet. For at gen-etablere en stabil fosforfjernelseskapacitet har systemet brug for tilstrækkelig tid til, at polyphosphat-akkumulerende bakterier kan reproducere og gen-akkumulere PHB. Denne proces tager typisk flere dage til flere uger, afhængigt af omfanget af skaden. Dette er også hovedårsagen til, at mange planter ikke ser resultater efter justering af beluftning-det er ikke fordi justeringerne er forkerte, men at tiden ikke er rigtig.
IV. Disse 3 situationer vil sandsynligvis forårsage ubemærket over-beluftning
1. Regnfulde dage eller lav -belastning: Når det regner, eller mængden af industrispildevand er mindre end normalt, falder koncentrationen af organisk materiale i indløbsvandet betydeligt. Slammet forbruger mindre ilt, så det nødvendige iltniveau er også lavere. Hvis beluftningshastigheden forbliver den samme, vil ilten være ubrugt, hvilket får opløst ilt (DO) til at stige kontinuerligt og udtømme PHB for polyphosphat-akkumulerende bakterier. Hvis beluftningshastigheden ikke justeres omgående, efter at den indgående belastning er faldet, og høj beluftning opretholdes i en længere periode, er denne "kogende frø"-effekt af over-beluftning den mest snigende. Fosforfjernelseseffektiviteten kan langsomt falde over flere måneder, indtil den pludselig overstiger standarden.
2. Fokuserer kun på forenden, negligerer bagenden: Mange planter installerer kun DO-sonder i forenden af den aerobe tank. De føler sig beroliget, når DO i forenden ser normal ud, men over-beluftning forekommer ofte i de bagerste rum. I virkeligheden, når den samlede beluftningshastighed er for høj, er bagenden af den aerobe tank det sted, hvor DO med størst sandsynlighed er høj, og det er også her, PHB "endelig er opbrugt."
V. Praktiske forslag
1. Skift vanen med "jo højere beluftning, jo bedre"
Det anbefalede niveau for opløst oxygen (DO) i den aerobe tank er mellem 2-3 mg/L, og undgå at overskride 4 mg/L i længere perioder. Vær særlig opmærksom på den opløste ilt for enden af den aerobe tank, ikke kun opstrømsniveauet.
2. Reducer proaktivt beluftning i perioder med lav-belastning
I tilfælde af regn eller lav indstrømningskoncentration skal du straks reducere beluftningshastigheden for at opretholde PHB-reserven af polyphosphat-akkumulerende bakterier.
3. Hav en alternativ tilgang, når du undersøger for høj totalfosfor
Hvis fosforfrigivelsen i det anaerobe stadie er normal, men afgangsfosforen stadig er høj, skal du kontrollere for overdreven beluftning. Kontroller også den sekundære sedimentationstanks retentionstid, DO overført af tilbagesvalingen, for meget nitratnitrogen og tilstrækkelig slamudledning. Tilsæt ikke med det samme store mængder kemikalier til fjernelse af fosfor-dette øger omkostningerne og kan maskere det virkelige problem.
4. Vær tålmodig efter justering af DO
Efter at have bekræftet, at overdreven beluftning forårsager forringelsen af fosforfjernelsen, skal du reducere DO-niveauet og give systemet lidt tid. Hyppige parameterjusteringer kan faktisk chokere bakteriesamfundet gentagne gange og bremse dets genopretning.
5. Forhindre "Oxygen Backflow" Hvis høj-DO-vand fra den aerobe tank kommer ind i den anaerobe eller anoxiske tank via slamrecirkulation eller blandet væskerecirkulation, vil det forstyrre det anaerobe miljø og direkte påvirke PHB-syntesen af polyphosphat-akkumulerende bakterier. Recirkulationssystemet bør ideelt set have en anoxisk bufferzone eller kontrollere recirkulationsforholdet for at reducere ilttilførslen.
I sidste ende er nøglen til AAO biologisk fosforfjernelse ikke drastisk at øge luftningen eller blot tilføje kulstofkilder, men snarere opretholde balancen i PHB-"energikontoen" for polyphosphat-akkumulerende bakterier.
Utilstrækkelig beluftning fører til utilstrækkelig fosforoptagelse; overdreven beluftning udtømmer polyphosphat-og akkumulerer bakteriers "aflejringer" for tidligt, hvilket reducerer eller endda eliminerer effektiviteten af biologisk fosforfjernelse. For drift og vedligeholdelse er styring af opløst ilt i den aerobe tank altafgørende. Når de samlede fosforniveauer overstiger standarden, er det ofte mere effektivt at overveje flere lag og foretage yderligere målinger end blindt at justere parametre eller tilføje kemikalier.
Bemærk: PHB er en forkortelse for poly- -hydroxysmørsyre, som er et energilagringsstof i polyphosphatbakterier.