Bagaimana kita dapat meningkatkan penghapusan nitrogen dan fosfor?

Sebelum menyesuaikan titik penambahan sumber karbon, metanol pertama kali dikonsumsi di bagian anaerob sebelum memasuki bagian anoksik untuk denitrifikasi. Setelah penyesuaian, semua metanol digunakan untuk denitrifikasi, menghilangkan konsumsi metanol di bagian anaerob dan secara signifikan mengurangi penggunaan metanol.

Air limbah kota sering diolah menggunakan proses lumpur aktif, terutama AAO dan SBR. Sementara proses ini menawarkan hasil pengolahan yang sangat baik, karena rendahnya rasio air limbah kota, sumber karbon yang berpengaruh sering gagal memenuhi persyaratan untuk penghilangan nitrogen dan fosfor. Proses -proses ini memerlukan langkah -langkah tambahan, seperti penambahan sumber karbon eksternal, untuk memastikan bahwa level TN dan TP efluen memenuhi standar.

Namun, ini tidak diragukan lagi akan secara signifikan meningkatkan biaya operasi dan manajemen pabrik pengolahan limbah.

◎ Biaya sumber karbon terbatas: Bagaimana kita dapat mengurangi biaya sumber karbon untuk pabrik pengolahan limbah?
◎ Bagaimana kita dapat mengatasi masalah sumber karbon yang tidak mencukupi untuk penghilangan nitrogen dan fosfor di pabrik pengolahan air limbah kota?
◎ Bagaimana kita dapat meningkatkan penghapusan nitrogen dan fosfor ketika sumber karbon tidak mencukupi? ◎ ......

Kami telah merangkum delapan langkah optimisasi berikut untuk - sumber pengolahan air limbah karbon rendah.

1. Menyesuaikan metode dosis sumber karbon

Menambahkan sumber karbon eksternal terutama memastikan bahan organik yang cukup di bagian anoksik untuk bakteri denitrifikasi untuk digunakan, sehingga meningkatkan efisiensi denitrifikasi.

Berdasarkan hal ini, penelitian kami mengungkapkan bahwa beberapa operator menyesuaikan titik penambahan metanol dari inlet bagian anaerob dari tangki A2/O ke bagian anoksik. Mereka juga secara rasional menyesuaikan dosis metanol (meningkatkan dosis ketika konsentrasi saluran masuk dan rasio C/N rendah dan nilai TN limbah menunjukkan tren ke atas, dan menguranginya ketika konsentrasi inlet dan rasio C/N rendah, dan mengurangi dosis ketika nilai TN efluen rendah). Mereka juga mengimplementasikan penyesuaian proses yang sesuai untuk memenuhi persyaratan produksi dan operasi dan memastikan bahwa kualitas MET kualitas limbah.

Sebelum menyesuaikan titik penambahan sumber karbon, beberapa metanol pertama kali dikonsumsi di bagian anaerob sebelum memasuki bagian anoksik untuk denitrifikasi. Setelah penyesuaian, semua metanol digunakan untuk denitrifikasi, menghilangkan konsumsi metanol di bagian anaerob dan secara signifikan mengurangi penggunaan metanol.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsumsi metanol harian pabrik pengolahan limbah telah menurun sekitar 45,9%, secara signifikan mengurangi biaya operasi. Selain itu, dengan pengurangan penggunaan metanol, semua parameter kualitas air telah memenuhi standar.

2. Perbaikan proses pengolahan air tradisional

1) Proses AAO yang lebih baik

◎ Zona penghapusan fosfor anaerobik dan zona aerasi oksigen - rendah dipasang berdekatan dengan zona sedimentasi, membentuk pengaturan terintegrasi. Ini meningkatkan efisiensi dan memperpendek waktu pengolahan limbah.

◎ Memanfaatkan prinsip tekanan udara, zona aerasi oksigen {{0} {rendah {{{0} {{{0

◎ Sistem kontrol oksigen terlarut yang unik meningkatkan penghapusan COD, total nitrogen (TN), dan total fosfor (TP). Ini adalah proses utama untuk perawatan limbah perkotaan - rendah.

2) Proses SBR yang lebih baik

Proses SBR adalah peningkatan pada proses lumpur yang diaktifkan. Ini menawarkan keuntungan seperti operasi sederhana, lebih sedikit langkah, biaya lebih rendah, solid - yang sangat baik, pemisahan cairan, penghapusan nitrogen dan fosfor yang unggul, dan ketahanan kuat terhadap beban kejut. Sangat cocok untuk mengolah air limbah dari perusahaan dengan volume air kecil.

Perlu dicatat bahwa, berdasarkan pada proses SBR yang ditingkatkan, zona anoksik - dapat ditambahkan untuk mendenitrifikasi nitrit yang diperkenalkan oleh proses resirus eksternal, memberikan lingkungan anaerob yang lebih baik untuk pelepasan fosforus anaerob berikutnya.

Setelah bahan organik dalam air baku di zona anoksik pra - mengalami tingkat hidrolisis tertentu, ia lebih efektif digunakan oleh fosfat - akumulasi bakteri. Selain itu, penambahan zona anoksik pra - memberikan lebih banyak opsi untuk distribusi sumber karbon di air baku.

Ini mengoptimalkan pemilihan sumber karbon selama distribusi air mentah dan memusatkan pengolahan sumber karbon untuk air limbah kota, sehingga meningkatkan efisiensi optimasi air limbah secara keseluruhan dan meningkatkan daur ulang sumber daya air.

1. Tahap - Metode lumpur teraktivasi yang dipengaruhi

Dalam praktiknya, kami lebih suka merujuk pada metode ini sebagai multi - titik aliran masuk.

Multi - titik aliran masuk awalnya diadopsi untuk mengurangi perbedaan antara permintaan oksigen dan pasokan oksigen di kolam biologis, sehingga mencapai konservasi energi dan pengurangan konsumsi. Saat ini, metode ini digunakan untuk dua tujuan utama:

Pertama, untuk meningkatkan kandungan sumber karbon dalam tahap penghilangan denitrifikasi dan fosfor;

Kedua, dengan mengonsumsi kelebihan oksigen terlarut yang dibawa oleh pengembalian lumpur dan solusi nitrifikasi, mengoptimalkan lingkungan reaksi penghapusan denitrifikasi dan fosfor, sehingga meningkatkan efisiensi pengobatan.

Perlu dicatat bahwa pabrik pengolahan air limbah yang kami kunjungi menggunakan proses UCT yang dimodifikasi dengan beberapa titik saluran masuk air.

Pada saat yang sama, kami juga menemukan bahwa metode operasi ini memiliki kelemahan yang signifikan. Sebagai contoh, peningkatan titik saluran masuk air meningkatkan volume struktur dan sistem perpipaan, yang tidak diragukan lagi meningkatkan volume tangki reaksi dan investasi konstruksi, meningkatkan kesulitan operasional dan manajemen, dan memperumit sistem.

Namun, seperti kata pepatah, "cacat lebih besar daripada jasa." Dibandingkan dengan peningkatan efisiensi denitrifikasi dan fosfor, kelemahan ini sepenuhnya dapat diabaikan.

2. Menambahkan hidrolisis anaerob dan tangki pengasaman

Secara umum, metode umum untuk meningkatkan proses denitrifikasi dan fosfor adalah untuk menambahkan hidrolisis anaerob dan tangki pengasaman (tahap) sebelum reaktor penghilangan denitrifikasi dan fosfor.

Ini karena selama tahap hidrolisis dan pengasaman anaerob, molekul organik besar dikonversi menjadi senyawa yang lebih sederhana dan disekresikan di luar sel. Ini mengurangi beban organik air limbah yang diolah, meningkatkan biodegradabilitasnya, dan dengan demikian meningkatkan efisiensi pengobatan selanjutnya.

Misalnya, di satu pabrik pengolahan air limbah yang sedang diselidiki, tangki anoksik pre- (pre - tangki denitrifikasi) dan tangki anaerob dipasang sebelum parit oksidasi {{2}% dari aliran denit yang disediakan secara langsung masuk ke dalam slap {3 {3}. Dalam tangki anaerob, molekul besar dan zat bandel dikonversi menjadi zat yang mudah terbiodegradasi, menyediakan sumber karbon untuk fosfat - akumulasi bakteri.

Selain itu, banyak kasus dunia nyata - telah menunjukkan bahwa menggunakan proses hidrolisis dan pengasaman sebagai langkah pretreatment untuk denitrifikasi biologis dari -} yang rendah - air limbah kota dapat menambah tahap denitrifikasi dengan sejumlah sumber karbon, secara efektif meningkatkan efisiensi denitrifikasi.

Namun, penting untuk dicatat bahwa, mengingat biaya konstruksi dan operasi tangki hidrolisis, serta kondisi limbah yang sebenarnya di daerah tertentu, metode ini harus disesuaikan dengan kondisi lokal, dengan mempertimbangkan faktor -faktor seperti efektivitas perawatan dan biaya ekonomi.

1. Tangki klarifikasi primer yang dirancang dengan benar

Fungsi tangki klarifikasi utama adalah untuk lebih menghapus partikel anorganik yang lebih halus yang tidak dapat dihapus oleh ruang grit, berpotensi menghilangkan 10% hingga 20% bahan organik. Ini juga memiliki efek hidrolitik dan pengasaman tertentu, sehingga mengurangi beban pada unit pengobatan biologis berikutnya dan secara signifikan meningkatkan efisiensi pengobatan.

Namun, desain tangki klarifikasi utama menjamin diskusi lebih lanjut, karena dapat, sampai batas tertentu, mengarah ke sumber karbon yang lebih rendah pada tahap penghilangan nitrogen dan fosfor berikutnya.

Saat ini, ada tiga pendekatan utama apakah akan merancang tangki klarifikasi utama atau tidak, masing -masing dengan kelebihan dan kekurangannya sendiri. Perusahaan desain dan konstruksi harus mempertimbangkan kondisi pengaruh aktual dan persyaratan konstruksi spesifik untuk desain dan konstruksi yang sesuai.

1) Secara langsung menghilangkan tangki klarifikasi utama
Pendekatan ini tidak diragukan lagi merupakan pilihan yang baik untuk pabrik pengolahan limbah dengan konsentrasi SS berpengaruh rendah dan cukup berfluktuasi.

Sebagai contoh, banyak pabrik pengolahan limbah (seperti proses parit oksidasi aerasi tertunda yang saat ini populer) saat ini memiliki limbah yang memasuki tangki biologis langsung setelah melewati ruang grit.

Pendekatan ini memiliki keunggulan yang signifikan. Ini mengurangi investasi konstruksi untuk tangki sedimentasi primer dan menyederhanakan proses perawatan, secara efektif mengurangi kendala perencanaan keuangan dan lahan perusahaan konstruksi.

2) Memasang pipa bypass di tangki sedimentasi primer

Pengalaman praktis menunjukkan bahwa pendekatan ini lebih cocok untuk pabrik pengolahan limbah dengan fluktuasi besar dalam konsentrasi SS influen.

Ketika konsentrasi SS berpengaruh tinggi, tangki sedimentasi primer dapat dibuka untuk mengurangi SS lebih lanjut. Ketika konsentrasi SS berpengaruh rendah, pipa bypass dapat dibuka untuk memotong tangki sedimentasi primer untuk mengurangi kehilangan bahan organik dan dengan demikian meningkatkan kandungan sumber karbon organik dalam proses perawatan berikutnya.

3) Mengurangi waktu retensi hidrolik dari tangki sedimentasi primer

Biasanya, waktu retensi hidrolik dari tangki sedimentasi primer adalah 1 hingga 2 jam.

Namun, beberapa konservasionis air telah mengusulkan pendekatan yang berbeda: mengurangi waktu retensi tangki sedimentasi primer menjadi 0,5 hingga 1 jam, atau secara tepat meningkatkan waktu retensi hidrolik dari ruang grit.

Pendekatan ini dapat, sampai batas tertentu, mengurangi kelemahan yang terkait dengan menghilangkan tangki sedimentasi primer.

2. Memanfaatkan lumpur untuk mengembangkan sumber karbon

Seperti namanya, metode ini tidak hanya membahas masalah pembuangan lumpur sampai batas tertentu tetapi juga membahas masalah sumber karbon yang tidak mencukupi di pabrik pengolahan limbah, benar -benar mencapai pengurangan lumpur, stabilisasi, dan pemanfaatan sumber daya.

Namun, penting untuk dicatat bahwa dinding sel mikroorganisme lumpur stabil, semi - struktur kaku, membuat hidrolisis anaerob langsung sulit untuk menghasilkan asam. Oleh karena itu, pretreatment lumpur diperlukan untuk mengganggu struktur flok lumpur dan dinding sel, secara efektif melepaskan zat intraseluler dan melepaskan bahan organik yang larut, yang kemudian dihidrolisis untuk menghasilkan VFA.

Metode pretreatment lumpur yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir meliputi metode fisik (tinggi - tekanan pengaliran, penggilingan manik, ultrasonikasi, dan pemanasan), metode kimia (oksidasi ozon, oksidasi klorin, dan oksidasi basah), metode biologis, dan beberapa metode kombinasi.

1. Pemutaran rasional sumber karbon eksternal

Saat memilih sumber karbon eksternal, penting untuk memastikan kualitasnya. Sumber karbon eksternal terutama dikategorikan ke dalam dua jenis berdasarkan asalnya: sumber karbon tradisional, termasuk bahan organik seperti metanol dan gula; dan sumber karbon air limbah organik, seperti air limbah industri seperti air limbah tempat pembuatan bir dan lindi tempat pembuangan sampah.

Berbagai jenis bahan organik memiliki siklus metabolisme sendiri dalam sistem biologis, secara alami menghasilkan berbagai efisiensi pemanfaatan. Oleh karena itu, baik efisiensi sumber dan pemanfaatan sumber karbon adalah faktor kunci untuk dipertimbangkan ketika memilih sumber karbon.

Analisis praktis telah menunjukkan bahwa lumpur yang diaktifkan menunjukkan berbagai efisiensi denitrifikasi untuk berbagai sumber karbon, dengan berbagai waktu dan derajat degradasi. Menambahkan natrium asetat ke proses denitrifikasi dapat menghasilkan hasil yang lebih baik.

Selain itu, banyak penelitian telah menunjukkan bahwa laju reaksi denitrifikasi asam asetat lebih tinggi daripada glukosa dan etanol. Oleh karena itu, ketika memilih sumber karbon eksternal, perlu melakukan beberapa uji coba berdasarkan proyek pengolahan air limbah tertentu, memilih sumber karbon eksternal yang paling tepat berdasarkan kinerja pengolahan akhir dan manfaat ekonomi.

2. Penerapan teknologi lainnya

1) pendek - istilah nitrifikasi dan denitrifikasi

Teori tradisional terutama bergantung pada konversi amonia nitrogen oleh dua mikroorganisme: nitrite - mengubah bakteri dan bakteri nitrifikasi.

Jika pilihan ekologis antara kedua metode diperlukan, perlu mengubah nitrit - yang menghasilkan bakteri menjadi populasi bakteri dominan dalam lumpur, menghilangkan atau mengurangi jumlah bakteri nitrifikasi, sepenuhnya menggunakan nitrifikasi selama tahap nitritasi, dan kemudian secara langsung melanjutkan ke denitrifikasi. Metode ini dapat secara signifikan mempersingkat proses reaksi denitrifikasi.

Proses ini dapat secara efektif menghemat energi dalam aplikasi praktis, mengurangi sumber karbon sekitar 40% dibandingkan dengan proses tradisional.

2) Proses Canon

Proses Canon, juga dikenal sebagai denitrifikasi autotrofik dalam biofilm, berfungsi sebagai berikut:

Bakteri nitrosogenik dalam biofilm mengoksidasi amonia menjadi nitrit dalam kondisi aerobik; amonium anaerob - mengoksidasi bakteri mengubah amonia dan nitrit menjadi gas nitrogen dalam kondisi anaerob; dan aksi sinergis nitrite - memproduksi dan amonium anaerob - mengoksidasi bakteri yang pada akhirnya mengoksidasi amonia menjadi gas nitrogen.

Proses Canon tidak memerlukan sumber karbon organik dan dapat dilakukan di lingkungan yang sepenuhnya anorganik. Ini secara efektif menghemat 100% sumber karbon eksternal dan 66% pasokan gas.

3) Teknologi oksidasi amonium anaerob

Oksidasi amonium anaerob (AMO) terutama melibatkan oksidasi biologis - reaksi reduksi antara nitrit dan amonia, yang terjadi di bawah konsentrasi oksigen terlarut rendah. Proses ini, melalui metabolisme intraseluler, mempromosikan oksidasi biologis - reaksi reduksi antara nitrit dan amonia, sehingga menghilangkan air dari nitrogen.

Metode ini telah menarik perhatian dari pabrik pengolahan limbah karena karbonnya - hemat dan energi - sifat menghemat, serta produksi bakteri rendah.

Bakteri AMO terutama memanfaatkan reaksi kimia antara amonia dan nitrit untuk menghasilkan energi. Karena bakteri menggunakan karbon dioksida di udara sebagai sumber karbon, mereka tidak memerlukan penambahan sumber karbon organik tambahan, menjadikannya sangat berharga untuk aplikasi praktis.

Namun, kelemahannya adalah bahwa budidaya dan domestikasi bakteri AMO sulit dan membutuhkan kebutuhan lingkungan yang sangat ketat.