Analyse af lav - Luftningsteknologi til spildevand

Spildevandsbehandlingsteknologi har udviklet sig fra enkel fysisk og kemisk behandling til komplekse biologiske behandlingsprocesser. I de senere år, med stigende energipriser og stigende krav til miljøbeskyttelse, søger spildevandsrensningsanlæg presserende mere effektive og økonomiske driftsmetoder. Lav opløst ilt (DO) Operation Technology, som en innovativ løsning til energibesparelse og emissionsreduktion, er blevet anvendt på forskellige områder og demonstreret lovende økonomiske og miljømæssige fordele.

I traditionelle aktiverede slamprocesser kontrollerer spildevandsrensningsanlæg typisk DO -koncentrationen i den aerobe zone over 2 mg/l for at opnå effektiv og stabil nitrifikation. Imidlertid bidrager denne høje DO -koncentration til cirka halvdelen af ​​det samlede elektriske energiforbrug af spildevandsrensningsanlægget. Derfor ville reducere energiforbruget forbundet med luftning have en positiv indflydelse på energibesparelse og omkostningsreduktion i spildevandsrensningsanlæg. Undersøgelser har vist, at komplet nitrifikation kan opnås, og en vis nitrifikationseffektivitet kan opretholdes under lav DO -forhold. Dette giver et teoretisk grundlag for anvendelse af lav - do -driftsprocesser.

Kernen i lav - do -operationsteknologi ligger i reguleringen af ​​den opløste iltkoncentration inden for reaktoren til under den standard iltkoncentration, der anvendes i traditionelle spildevandsrensningsprocesser (typisk 2 mg/l). Under lavt iltforhold ændres mikrobielle metaboliske veje. Specifikke mikrobielle samfund kan forbedre fjernelseseffektiviteten af ​​organisk stof, nitrogen og fosfor i anoxisk eller hypoxisk miljø og derved reducere systemets energiforbrug.

1. Effekt af opløst ilt på mikrobiel metabolisme

I traditionelle spildevandsrensningsprocesser opretholdes opløste iltkoncentrationer typisk mellem 2 og 4 mg/l for at sikre, at aerobe mikroorganismer (såsom nitrificerende bakterier) effektivt nedbrydes organisk stof og nitrificerer nitrogen. Under lav - ændrer det imidlertid også det mikrobielle samfund og de metaboliske veje for disse mikroorganismer. Disse ændringer kan kategoriseres som følger:

Anaerob denitrificering: Under betingelser med reduceret do -koncentration kan denitrificerende bakterier mere effektivt denitrificere og fjerne nitrogen fra vandet. Denitrifikation reducerer ikke kun nitrogenkoncentrationer, men reducerer også emissioner af drivhusgasser, såsom nitrogenoxider.

Fjernelse af fosfor: Visse bakterier kan akkumulere fosfor i lav - iltmiljøer, danne calcium- eller jernphosphatforbindelser for at opnå fosforfjernelse. Under lav DO -tilstande er biologiske fosforfjernelsesbakterier generelt mere aktive, hvilket forbedrer fosforfjernelseseffektiviteten.

2. ændringer i mikrobiel samfundsstruktur

Under lave forhold gennemgår det mikrobielle samfund i spildevand betydelige ændringer. Antallet af aerobe bakterier falder, mens anaerobe, fakultative anaerobe og specialiserede denitrificerende bakterier gradvist bliver dominerende. Under lav do -forhold fører ændrede mikrobielle metaboliske kapacitet til produktion af forskellige metabolitter og biprodukter. Specifikt kan metaboliske veje under lave DO -tilstande forbedre fjernelse af organisk stof og nitrogen og fosfor.

3. iltoverførsel og opløst iltkontrol

Effektiv iltoverførsel er kritisk for vellykket lav - do -drift. Oxygenoverførselseffektivitet afhænger af reaktordesign, luftningssystemkonfiguration og vandstrømningsforhold. Under lav do -forhold bruges ofte mikroboble eller ultrafin boble -teknologi til at forbedre iltoverførselseffektiviteten, og et præcist opløst iltovervågningssystem sikrer, at DO -koncentrationen i reaktoren forbliver inden for det forudindstillede interval.

1. energibesparelse og reduktion af forbrug

I traditionelle spildevandsrensningsprocesser forbruger luftningssystemer betydelig energi. Over for høje opløste iltkoncentrationer, især i den aerobe reaktionszone, fører til unødvendigt iltaffald. Sænkning af DO -koncentrationen reducerer strømforsyningen for luftningssystemet markant og reducerer derved det samlede energiforbrug. Forskning har vist, at operation med lav do-drift kan reducere et spildevandsrensningsanlægs elforbrug med ca. 20-40%.

2. Forbedret fjernelse af organisk stof

Under lave forhold kan nogle mikrobielle samfund forbedre deres metaboliske aktivitet og derved forbedre fjernelse af organisk stof. I især biofilmreaktorer (såsom MBBR'er) gør det muligt for det lave iltmiljø bakterier mere effektivt at nedbrydes organiske forurenende stoffer i spildevand, hvilket øger effektiviteten af ​​torsk -fjernelse.

3. Effektivt nitrogen og fjernelse af fosfor

Under lav do -forhold forbedres denitrificering og fjernelse af fosfor. Især kan forholdene lavt gøre betydeligt forbedring af nitrogen og fosforfjernelseseffektivitet i anaerobe - aerobe (A/O) og sekventering af batchreaktor (SBR) -processer. På grund af den højere aktivitet af denitrificerende bakterier forbedres nitrogenfjernelseseffektiviteten, mens fosfor - akkumulering af bakterier kan fungere bedre under lave forhold.

4. Reduktion af slamproduktion

Operationstilstand med lav do -drift kan hæmme overdreven slamproduktion og reducere slambulking under biologisk nedbrydningsproces. Det reducerede slamvolumen reducerer ikke kun slambehandlingsomkostninger, men forkorter også slambehandlingscyklussen.

1. Lavmelueringskontrolteknologi

Præcis kontrol af luftningsvolumen er nøglen til opnåelse af lav do -drift. Avancerede luftningskontrolsystemer kan automatisk justere luftningsvolumen baseret på faktiske vandkvalitet og volumenændringer for at opretholde DO -koncentrationer inden for et optimalt interval.

2. mikrobiel befolkningsoptimering

Under lave forhold er det nødvendigt at screene og dyrke mikrobielle populationer tilpasset disse miljøer for at forbedre denitrificeringseffektiviteten.

3. Udnyttelse af interne kulstofkilder

I lavt c/n indenlandsk spildevand er utilstrækkelige kulstofkilder til denitrifikation en af ​​de vigtigste faktorer, der begrænser denitrificeringseffektiviteten. Derfor er det nødvendigt at fuldt ud anvende organisk stof i råvandet som en intern kulstofkilde for at forbedre denitrificeringseffektiviteten.

4. procesparameteroptimering

Ved at optimere procesparametre såsom HRT (hydraulisk retentionstid) og slamkoncentration, kan behandlingseffektiviteten af ​​lav - drift forbedres yderligere.

1. Mikrobiel samfundstilpasningsevne

Under lav - Do -tilstande falder antallet af traditionelle aerobe bakteriesamfund, mens anaerobe eller fakultative anaerobe mikroorganismer dominerer. Dette kan føre til et fald i vækst- og nedbrydningskapaciteten for visse mikrobielle samfund. Dyrkning og vedligeholdelse af et mikrobielt samfund tilpasset lav - iltmiljøer er et vigtigt problem, som lavt - do -operation.

2. systemstabilitet

Lav - Do Operation kræver præcis iltkontrol og reel - Tidsystemjusteringer. Da den opløste iltkoncentration i reaktoren let påvirkes af udsving i vandkvalitet og intern strømning, er det især vigtigt at opretholde systemstabilitet.

Lav - Do Operation Technology viser et stort potentiale i moderne spildevandsbehandling. Ved at reducere koncentration, optimere mikrobielle populationer og præcist kontrollere luftningshastigheden, kan det opnå energibesparelser, reducere omkostningerne og forbedre behandlingseffektiviteten og har betydelige udviklingsmuligheder.