Peilot{0}Astudiaeth ar Raddfa Aml-gyfnod A/O-MBBR ar gyfer Tynnu Nitrogen ar Ganolig-Tymheredd Isel
Trosolwg
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae Tsieina wedi cyflawni canlyniadau sylweddol mewn rheoli amgylchedd dŵr, ond mae'n dal i wynebu materion megis prinder adnoddau dŵr, llygredd amgylcheddol dŵr, a difrod amgylcheddol ecolegol dŵr. O safbwynt diogelu adnoddau dŵr, atal llygredd dŵr, ac adfer ecoleg dŵr, mae hyrwyddo gwella effeithlonrwydd ac effeithiolrwydd trin dŵr gwastraff yn barhaus o arwyddocâd mawr ar gyfer cynyddu cyfraddau defnyddio adnoddau dŵr, gwella ansawdd yr amgylchedd dŵr, gwella ansawdd bywyd cenedlaethol, cyflymu adeiladu amgylchedd ecolegol, ac ennill y frwydr am ddŵr glân. Ar hyn o bryd, yn seiliedig ar y "Safon Gollwng Llygryddion ar gyfer Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Trefol" (GB18918 - 2002), mae llywodraethau lleol wedi cynnig gofynion newydd yn olynol ar gyfer ansawdd elifiant gweithfeydd trin dŵr gwastraff trefol, gyda gofynion arbennig o llymach ar ddangosyddion megis deunydd organig, nitrogen amonia, a chyfanswm nitrogen. Mae technolegau trin dŵr traddodiadol a gynrychiolir gan y broses slwtsh actifedig yn wynebu tagfeydd fel nitreiddiad biolegol cyfyngedig ar dymheredd isel. Mae nifer o astudiaethau wedi dangos bod perfformiad nitreiddiad y broses slwtsh actifedig yn gostwng yn sylweddol o dan amodau tymheredd isel, ynghyd â materion fel swmpio llaid difrifol a llysnafedd biolegol. Felly, mae torri trwy'r dagfa tymheredd isel a chael gwared ar nitrogen biolegol sefydlog ac effeithlon wedi dod yn broblem frys i'w datrys ym maes trin dŵr gwastraff. Mae technoleg Adweithydd Biofilm Gwely Symudol (MBBR) wedi'i chymhwyso mewn cannoedd o weithfeydd trin dŵr gwastraff ledled y byd. Oherwydd cyflwr twf cysylltiedig y biofilm o fewn yr adweithydd a'i allu adnewyddu parhaus, mae nid yn unig yn meddu ar fiomas uchel ond hefyd yn cynnal gweithgaredd uchel. Mae canlyniadau cais mewn gwledydd Nordig hefyd yn dangos bod ganddo allu i addasu'n gryfach i dymheredd isel o'i gymharu â'r broses llaid wedi'i actifadu.
Am y rheswm hwn, mae'r astudiaeth hon, sy'n targedu nodweddion dŵr gwastraff trefol yn Tsieina, yn defnyddio manteision MBBR a'r broses Anocsig/Ocsig (A/O) aml-gyfnod ar gyfer tynnu nitrogen biolegol i adeiladu.system beilot o dri cham A/O{{1}MBBR-. Archwiliwyd gallu'r system i gael gwared ar ddeunydd organig, nitrogen amonia, a chyfanswm nitrogen anorganig o dan amodau tymheredd isel canolig. Dadansoddwyd cynhwysedd nitreiddiad a newidiadau morffolegol y biofilm o dan amodau arbrofol statig, gan ddarparu cymorth technegol ar gyfer cael gwared ar nitrogen yn sefydlog ac yn effeithlon o ddŵr gwastraff trefol o dan amodau tymheredd isel ac ar gyfer adeiladu a rheoleiddio systemau MBBR aml-gyfnod A/O{5}.
1. Defnyddiau a Dulliau
1.1 Peilot-Modd Gosod a Gweithredu System Arbrofol
Dangosir llif proses y system graddfa tri-cam A/O-beilot MBBR{- a adeiladwyd ynFfigur 1. Mae'r system raddfa beilot-yn cynnwys tri cham anocsig/ocsig (A/O), wedi'u rhannu'n 10 parth adwaith i gyd.Y-cam cyntafA/O{0}}Mae is-system MBBR yn cynnwys parthau adwaith anocsig (A1, A2) a pharthau adwaith aerobig (O3, O4).Yr ail{0}}gamA/O{0}}Mae is-system MBBR yn cynnwys parthau adwaith anocsig (A5, A6) a pharthau adwaith aerobig (O7, O8).Y trydydd{0}}camA/O{0}}Mae is-system MBBR yn cynnwys parth adwaith anocsig (A9) a pharth adwaith aerobig (O10). Mae cyfaint effeithiol omae pob parth adwaith a grybwyllwyd uchod yn 1.4 m³ (1m * 1m * 1.4m), gyda dyfnder dŵr effeithiol o 1.4 m. Ychwanegwyd cludwyr biofilm crog (cyfryngau) gydag arwynebedd arwyneb penodol o 500 m²/m³ at bob segment parth adwaith, gyda chymhareb llenwi cludwyr o 35% i bawb. Defnyddiwyd cymysgu mecanyddol yn y parthau adwaith anocsig i gadw'r cludwyr yn hylif, tra defnyddiwyd awyru pibellau tyllog yn y parthau adwaith aerobig, gan reoli'rcrynodiad ocsigen toddedig ar 3-9 mg/L.
Cyfradd mewnlif gwirioneddol y system raddfa beilot- oedd (23.6 + 5.4) m³/d, gan ddefnyddio dosraniad mewnlif dau-bwynt, gyda phwyntiau mewnfa wedi'u gosod ar barthau adwaith A1 ac O5, a chymhareb mewnlif o 1:1. Roedd gan y system raddfa beilot ddwy set o ailgylchrediad hylif nitraidd (o O4 i A1, ac o O8 i A5), gyda chymhareb ailgylchredeg o 100% i 200% (yn seiliedig ar gyfradd mewnlif pob cam). Er mwyn sicrhau dadnitreiddiad postio cywir, ychwanegwyd 50-90 mg/L o asetad sodiwm (wedi'i gyfrifo fel COD) fel ffynhonnell garbon allanol yn y parth adwaith A9. Rhannwyd yr astudiaeth arbrofol gyfan yn 2 gam: Cam I - Tymheredd arferol (18-29 gradd); Cam II - Tymheredd canolig-isel (10-16 gradd).
1.2 Profi Dŵr
Cynhaliwyd y prawf peilot ar-safle mewn gwaith trin dŵr gwastraff trefol yn Ninas Qingdao. Cymerwyd y dŵr prawf o elifiant prif danc gwaddodi'r planhigyn hwn ac aeth i mewn i'r system beilot ar ôl iddo gael ei drin ymlaen llaw yn well trwy arnofio. Dangosir amodau ansawdd y dŵr ar ôl rhagdriniaeth arnofio uwch ynTabl 1.
1.3 Dangosyddion a Dulliau Canfod
1.3.1 Dangosyddion confensiynol
Mesurwyd dangosyddion confensiynol megis SCOD, NH₄⁺-N, NO₂⁻-N, NO₃⁻-N, SS, MLSS, ac MLVSS gan ddefnyddio dulliau safonol o "Dulliau Monitro a Dadansoddi Dŵr a Dŵr Gwastraff". Mesurwyd ocsigen toddedig, tymheredd, pH, ac ORP gan ddefnyddio amesurydd ocsigen toddedig cludadwy (HACH HQ40d). Mesurwyd trwch bioffilm gan ddefnyddio anmicrosgop fflworoleuedd gwrthdro (Olympus, IX71).
1.3.2 Arbrawf Statig Nitreiddio
Yn ystod gweithrediad y system, roedd cludwyr o'r parthau aerobig yn cael eu samplu o bryd i'w gilydd i fesur cynhwysedd nitreiddiad y biofilm o dan amodau adwaith statig. Gosodwyd cludwyr o bob parth adwaith aerobig mewn adweithydd 5L, gyda chymhareb llenwi yn union yr un fath â'r system beilot ar 35%. Roedd y dŵr prawf wedi'i ffurfweddu'n artiffisial hydoddiant NH₄Cl gyda chrynodiad màs o 20-25 mg/L (wedi'i gyfrifo fel N). Yn ystod yr arbrawf, defnyddiwyd pwmp aer bach ar gyfer awyru i gadw'r cludwyr yn hylif wrth reoli'r ocsigen toddedig ar 7-11 mg/L. Hyd y prawf oedd 2 awr, gyda chyfyngau samplu o 30 munud, gan fesur y newid mewn crynodiad NH₄⁺-N i gyfrifo cynhwysedd nitreiddiad y bioffilm o dan amodau adwaith statig.
2. Canlyniadau a Dadansoddiad
2.1 Perfformiad Gweithredol y System Beilot Tri-cam A/O-MBBR
Dangosir perfformiad gweithredol y system beilot MBBR tri cham A/O- ynFfigur 2. Yn y cyfnod tymheredd arferol (Cam I), gyda thymheredd adwaith o 18-29 gradd, cyfradd llif triniaeth o (23.6+5.4) m³/d, a dos ffynhonnell carbon o 50 mg/L (wedi'i gyfrifo fel COD, yr un peth isod) ym mharth anocsig y trydydd -cam A/O-MBBRs′s, y system influent SCOD,-NH⁄, a'r system influent SCOD,-NHS⁂ Crynodiadau tun oedd (160 ± 31), (35.0 ± 7.2), a (35.8 ± 7.0) mg/L, yn y drefn honno, ac roedd y crynodiadau elifiant wedi'u trin yn (27 ± 8), (0.6 ± 0.5), a (2.7 ± 2.2) mg/L, yn y drefn honno, gydacyfraddau tynnu cyfartalog yn cyrraedd 83.1%, 98.3%, a 92.5%. Yn y -cyfnod tymheredd isel canolig (Cam II), gyda thymheredd adwaith o 10-16 gradd , yr un gyfradd llif triniaeth o (23.6+5.4) m³/d, a dos ffynhonnell carbon o 50-90 mg/L ym mharth anocsig y trydydd-cyfnod A/O-MBBRs is-system‖, y system fewnlifol A/O-MBBR⁂, SCOD-NHOD⁄, y system fewnlifol, SCOD-NHOD⁄, a'r system fewnlifol SCOD-NH⁄⁄ Crynodiadau tun oedd (147 ± 30), (38.3 ± 2.1), a (39.6 ± 2.3) mg/L, yn y drefn honno, ac roedd y crynodiadau elifiant (26 ± 6), (0.4 ± 0.6), a (6.8 ± 3.6) mg/L, yn y drefn honno, gydacyfraddau tynnu cyfartalog yn cyrraedd 82.3%, 99.0%, ac 82.8%. Ymhellach, yn ystod dyddiau 56-62 o weithrediad y system, pan oedd y dos ffynhonnell carbon yn 50 mg/L, ymddangosodd croniad NO₂⁻-N sylweddol yn y parth adwaith A9. Fodd bynnag, ar ôl cynyddu'r dos ffynhonnell carbon yn raddol i 90 mg / L, diflannodd y croniad NO₂⁻-N ym mharth adwaith A9 yn raddol, a gostyngodd y crynodiad tun elifiant i lefel resymol.
2.2 Newidiadau yng Nghynhwysedd Nitreiddiad Bioffilm ym mhob Parth Adwaith Aerobig o dan Dymereddau Adwaith Gwahanol
I werthuso’r newidiadau yng nghynhwysedd nitreiddiad y system MBBR tri cham A/O o safbwynt cyffredinol, dadansoddwyd cyfradd cyfraniad nitreiddiad NH₄⁺-N a chynhwysedd nitreiddiad y bioffilm ym mhob parth adwaith aerobig o dan dymereddau adwaith gwahanol, a dangoswyd y canlyniadau ynFfigurau 3 a 4, yn y drefn honno.
Ffigur 4 Llwyth tynnu nitreiddiad a chromliniau gosod ym mharthau aerobig yr is-systemau MBBR cam 1af ac 2il A/O-o dan wahanol dymereddau adwaith
OddiwrthFfigur 3, gellir gweld bod o fewn y tri{0}}system A/O-MBBR, oherwydd y ddau-pwynt dylanwadol, parthau adweithio O3 ac O4 y -cam A/O-MBBR cyntaf a pharthau adwaith O7 ac O8 yr ail-pwynt mewnlifiad, y parthau adwaith O3 ac O4 o'r -cam A/O-MBBR cyntaf a pharthau adwaith O7 ac O8 yr ail-systemau turio cam A/O MB y llwythwr is-system cam A/O system. O dan amodau tymheredd isel arferol a chanolig, mae'rNH₄⁺-Cyfraddau cyfraniad nitreiddiad N y ddwy is-system hyn oedd 43.1%, 49.6% a 33.8%, 54.0%, yn y drefn honno. Mae hyn yn dangos, o dan amodau tymheredd isel, bod cyfradd cyfraniad nitreiddiad NH₄⁺-N yr ail is-system cam 20.2% yn uwch na chyfradd yr is-system cam cyntaf.
OddiwrthFfigurau 4(a) ac (c), gellir gweld mai ar gyfer y bioffilmiau yn y parthau adwaith aerobig O3 ac O7 o dan dymheredd arferol, dyma'r prif barthau adwaith yn y tri-cyfnod A/O-system MBBR ar gyfer diraddio deunydd organig ynghyd â swyddogaeth nitreiddiad. Pan oedd y llwyth tynnu SCOD fesul arwynebedd arwyneb cludwr (wedi'i dalfyrru fel "llwyth tynnu SCOD", a gyfrifwyd fel COD) yn llai na 2.0 g/(m²·d) a'r llwyth nitrification fesul arwynebedd arwyneb cludwr (a dalfyrrir fel "llwyth nitrification", wedi'i gyfrifo fel N) yn llai na 1.6 g/(m²·d), cyfrifwyd y berthynas rhwng arwynebedd y llwyth nitreiddio fel arwynebedd tynnu trwy lwythiad, fel gwarediad llwyth nitreiddiad" N) a dilynodd y llwyth nitrification adwaith llinellol trefn gyntaf, gyda llethrau o 0.83 a 0.84, yn y drefn honno. Pan gynyddodd y llwyth nitreiddiad i 1.6-6.0 g/(m²·d), roedd y berthynas rhwng llwyth tynnu nitreiddiad a llwyth nitreiddiad yn dilyn adwaith trefn sero, gyda llwythi tynnu nitreiddiad cyfatebol o 1.31 a 1.34 g/(m²·d), yn y drefn honno. Pan oedd y llwyth tynnu SCOD yn 2.0-4.0 g/(m²·d) a'r llwyth nitreiddiad yn 1.6-6.0 g/(m²·d), er bod y berthynas adwaith trefn sero rhwng llwyth tynnu nitreiddiad a llwyth nitreiddiad yn parhau heb newid, gostyngodd y llwyth nitreiddiad cyfatebol cyfatebol i .095 i .75 g/(m²·d), yn y drefn honno. Ar gyfer y bioffilmiau yn y parthau adwaith aerobig O3 ac O7 o dan dymheredd canolig-isel, pan oedd y llwyth tynnu SCOD yn llai na 2.0 g/(m²·d) a'r llwyth nitrification yn llai na 1.1 g/(m²·d), gostyngodd llethrau llinellol y llwyth tynnu nitreiddiad yn erbyn llwyth nitreiddiad i 0.71, yn y drefn honno. Pan gynyddodd y llwyth nitreiddiad i 1.1-6.0 g/(m²·d), gostyngodd y llwythi tynnu nitreiddiad cyfartalog cyfatebol i 0.78 a 0.94 g/(m²·d), yn y drefn honno, sy'n cynrychioli gostyngiadau o 40.4% a 19.4% o gymharu ag amodau tymheredd arferol. Pan gynyddodd y llwyth tynnu SCOD i 2.0-4.0 g/(m²·d), gostyngodd y llwythi tynnu nitreiddiad cyfartalog cyfatebol i 0.66 a 0.91 g/(m²·d), yn y drefn honno, gan gynrychioli gostyngiadau o 30.5% a 6.2% o gymharu ag amodau tymheredd arferol. Roedd cynhwysedd nitreiddiad y biofilm yn y parth adwaith O3 yn gyson â chanlyniadau ymchwil HEM et al. dan amodau cyfatebol. Fodd bynnag, mae'n werth nodi, o dan amodau tymheredd canolig-isel, o'i gymharu â biofilm parth adwaith O3, bod biofilm parth adwaith O7 yn arddangos gallu nitreiddiad cryfach.
OddiwrthFfigurau 4(b) a (d), gellir gweld, ar gyfer y bioffilmiau yn y parthau adwaith aerobig O4 ac O8 o dan dymheredd arferol, mai dyma'r parthau adwaith yn y tri-cyfnod A/O-system MBBR sy'n gwasanaethu swyddogaeth nitreiddiad atodol yn bennaf. Pan oedd y llwyth tynnu SCOD yn llai na 1.0 g/(m²·d) a'r llwyth nitrification yn llai na 1.3 g/(m²·d), roedd y berthynas rhwng llwyth tynnu nitreiddiad a llwyth nitrification yn dilyn adwaith llinellol archeb gyntaf, gyda llethrau o 0.86 a 0.88, yn y drefn honno. Pan gynyddodd y llwyth nitreiddiad i 1.3-3.0 g/(m²·d), roedd y berthynas rhwng llwyth tynnu nitreiddiad a llwyth nitreiddiad yn dilyn adwaith trefn sero, gyda llwythi tynnu nitreiddiad cyfartalog cyfatebol o 1.11 a 1.13 g/(m²·d), yn y drefn honno. O dan amodau tymheredd canolig-isel, pan oedd y llwyth tynnu SCOD yn llai na 1.0 g/(m²·d) a'r llwyth nitreiddiad yn llai na 1.0 g/(m²·d), gostyngodd llethrau llinellol y llwyth tynnu nitreiddiad yn erbyn llwyth nitreiddiad i 0.72 a 0.84, yn y drefn honno. Pan gynyddodd y llwyth nitreiddiad i 1.0-3.0 g/(m²·d), y llwythi tynnu nitreiddiad cyfartalog cyfatebol oedd 0.72 a 0.86 g/(m²·d), yn y drefn honno, yn cynrychioli gostyngiadau o 35.1% a 23.9% o gymharu ag amodau tymheredd arferol.
O'r dadansoddiad uchod, gellir gweld, o dan dymheredd canolig-isel, bod pwyntiau ffurfdro'r berthynas rhwng llwyth tynnu nitreiddiad a llwyth nitreiddiad ar gyfer y biofilm ym mhob parth adwaith wedi digwydd yn gynharach o'i gymharu â thymheredd arferol. Mae'r ffenomen hon yn gymharol gyson â chanlyniadau ymchwil SAFWAT. Ar y cyfan, er bod cynhwysedd nitreiddiad y bioffilm ym mhob parth aerobig o'r system yn dangos tuedd ar i lawr o dan dymheredd canolig-isel,cynyddodd cynhwysedd nitreiddiad y biofilm ym mharth adwaith O7 yr ail -gyfnod A/O- is-system MBBR 20.5% -37.9% o'i gymharu â'r parth adwaith O3, a chynyddodd cynhwysedd nitreiddiad y biofilm ym mharth adwaith O8 tua 19.4% o'i gymharu â'r parth adwaith O4. Mae hyn yn dangos bod gosod yr ail barth adwaith cam yn y system MBBR tri cham A/O yn fuddiol ar gyfer gwella cynhwysedd nitreiddiad cyffredinol y system.
2.3 Newidiadau yng Nghynhwysedd Dadnitreiddio Bioffilm ym mhob Parth Adwaith Anocsig o dan Dymereddau Adwaith Gwahanol
Er mwyn gwerthuso’r newidiadau yng nghapasiti dadnitreiddiad y system MBBR tri cham A/O o safbwynt cyffredinol, dadansoddodd yr astudiaeth hon gynhwysedd dadnitreiddiad y bioffilm ym mhob parth adwaith anocsig o dan dymereddau adwaith gwahanol, gyda’r canlyniadau’n cael eu dangos ynFfigur 5.
Ffigur 5 Llwyth tynnu dadnitreiddiad ym mhob parth anocsig o'r system MBBR o dri cham A/O-o dan dymereddau adwaith gwahanol
OddiwrthFfigurau 5(a) ac (c), gellir gweld mai ar gyfer parthau adwaith anocsig A1 ac A5, dyma'r prif barthau dadnitreiddio yn y system MBBR tri cham A/O sy'n defnyddio ffynonellau carbon dŵr crai fel swbstrad. O dan amodau tymheredd isel arferol a chanolig, pan oedd y gymhareb dadnitreiddiad anocsig cyfatebol i nitrogen (ΔCBSCOD / CNOx--N) yn fwy na 5.0 a'r llwyth dadnitreiddiad fesul arwynebedd cludwr (wedi'i dalfyrru fel "llwyth dadnitreiddiad", wedi'i gyfrifo fel NO{2} yn llai na "llwyth dadnitreiddio", wedi'i gyfrifo fel NIF{2} 0.95 g/(m²·d), roedd y berthynas rhwng y llwyth tynnu dadnitreiddiad fesul arwynebedd arwyneb y cludwr (a dalfyrrir fel "llwyth tynnu dadnitreiddiad", wedi'i gyfrifo fel NOx--N) a'r llwyth dadnitreiddiad yn dilyn adwaith llinellol archeb gyntaf, gyda llethrau o 0.87, 0.82, 0.82, 0.82, a 0.828, yn y drefn honno. Pan gynyddodd y llwyth dadnitreiddiad uwchlaw 0.95 g/(m²·d), dilynodd y berthynas rhwng llwyth tynnu dadnitreiddiad a llwyth dadnitreiddiad adwaith trefn sero, gyda llwythi tynnu dadnitreiddiad cyfatebol o 0.82, 0.82 g/(m²·d) a 0.78, 0.77 g/(m.²d) yn y drefn honno Wrth i'r ΔCBSCOD / CNOx--N ostwng, symudodd pwynt ffurfdro'r berthynas rhwng llwyth tynnu denitrification a llwyth denitrification ymlaen, dangosodd y llethr llinellol o dan amodau llwyth isel duedd ar i lawr, ac ar yr un pryd, roedd y llwyth tynnu denitrification cyfartalog o dan amodau llwyth uchel hefyd yn dangos tuedd ar i lawr. Mae'r canlyniadau hyn yn dangos, ar gyfer dadnitreiddiad biofilm yn y parthau adwaith A1 ac A5 gan ddefnyddio ffynonellau carbon dŵr crai, y gymhareb carbon-i-nitrogen yw'r prif ffactor sy'n pennu'r swyddogaeth dadnitreiddio, ac o dan amodau ansawdd dŵr prawf, dylai'r gymhareb carbon-i-nitrogen ddelfrydol ar gyfer y parthau adwaith anocsig A1 ac A5 fod yn fwy na 5.
O Ffigurau 5(b) a (d), gellir gweld, ar gyfer parthau adwaith anocsig A2 ac A6, oherwydd bod parthau adwaith anocsig A1 ac A5 yn tynnu ac yn bwyta'r ffynonellau carbon yn y dŵr gwastraff crai a'r rhan fwyaf o'r nitrad a gludir gan y llif ailgylchredeg, roedd parthau adwaith anocsig A2 ac A6 yn -swbstrad tymor-llwyth isel cyflwr diffygiol.{7}} Felly, o dan amodau tymheredd isel arferol a chanolig, pan oedd ΔCBSCOD / CNOx--N rhwng 1.0-2.0 a'r llwyth dadnitreiddiad yn llai na 0.50 g/(m²·d), dim ond 0.51, 0.47, 0.47, 0.7, 0.7, 0.7, 0.47, 0.47, a llethrau llinellol y llwyth tynnu dadnitreiddiad yn y drefn honno. Ar ben hynny, pan gynyddodd y llwyth dadnitreiddiad i 0.50-1.50 g/(m²·d), dim ond 0.25, 0.20 a 0.20, 0.17 g/(m²·d) oedd y llwythi tynnu dadnitreiddiad cyfatebol ar gyfartaledd. Fodd bynnag, dangosodd canlyniadau'r arbrawf statig yn yr astudiaeth hon y gallai llwyth tynnu dadnitreiddiad y biofilm yn y parthau adwaith anocsig A2 ac A6 gyrraedd (0.66±0.14) a (0.68±0.11) g/(m²·d) o dan amodau digon o garbon a swbstrad nitrad, yn y drefn honno. Mae'r canlyniad hwn yn adlewyrchu bod y biofilm yn y parthau adwaith anocsig A2 ac A6 mewn gwirionedd yn meddu ar allu denitrification cymharol gryf, sy'n cael ei gyfyngu gan ddiffyg ffynhonnell carbon a swbstradau nitrad yn y system beilot hon.
OddiwrthFfigur 5(e), gellir gweld, ar gyfer parth adwaith anocsig A9, ei fod yn dwyn y llwyth dadnitreiddiad ar gyfer yr holl nitrad sy'n llifo allan o ddau gam cyntaf y system MBBR tri cham A/O, gan ddefnyddio asetad sodiwm a ychwanegir yn allanol fel y ffynhonnell garbon dadnitreiddiad. O dan amodau tymheredd isel arferol a chanolig, pan oedd ΔCBSCOD / CNOx--N yn fwy na 5 a'r llwyth dadnitreiddiad yn llai na 2.5 g/(m²·d), dilynodd y berthynas rhwng llwyth tynnu dadnitreiddiad a llwyth dadnitreiddiad adwaith llinol trefn gyntaf{{ 16}}, gyda llethrau, yn ôl eu trefn, gyda llethrau .4,43 Fodd bynnag, wrth i'r ΔCBSCOD / CNOx--N leihau, dangosodd llethr llinellol y berthynas rhwng llwyth tynnu dadnitreiddiad a llwyth dadnitreiddiad duedd ar i lawr. Mae'r canlyniad hwn hefyd yn dangos, ar gyfer dadnitreiddiad biofilm ym mharth adwaith A9 gan ddefnyddio ffynhonnell carbon allanol, mai'r gymhareb carbon-i-nitrogen hefyd yw'r prif ffactor sy'n pennu'r swyddogaeth denitrification, gyda chymhareb denitrification carbon-i-nitrogen sy'n ofynnol yn fwy na 3. Ar yr un pryd, mae dylanwad newidiadau tymheredd adwaith ar ei swyddogaeth denitrification yn gymharol fach.
2.4 Cynhwysedd Nitreiddiad a Nodweddion Morffolegol Biofilm ym mhob Parth Adwaith Aerobig o dan Amodau Arbrofol Statig
Dangosir cynhwysedd nitreiddiad y biofilm ym mhob parth adwaith aerobig o dan amodau arbrofol statig ynFfigur 6. O Ffigur 6, gellir gweld, o dan dymheredd arferol, bod cynhwysedd nitrification y biofilm yn y parthau adwaith aerobig O3, O4, O7, ac O8 yn (1.37 ± 0.21), (1.23 ± 0.15), (1.40 ± 0.20), a (1.25 ± 0. · ) g/ (m.²), yn y drefn honno O dan dymheredd isel canolig, roedd cynhwysedd nitreiddiad y biofilm yn y parthau adwaith aerobig cyfatebol (1.07 ± 0.01), (1.00 ± 0.04), (1.08 ± 0.09), a (1.03 ± 0.05) g/(m²·d), yn y drefn honno, yn gostwng 21.9%, 21.2%, 21.2% a 17.6% o'i gymharu â thymheredd arferol. Mae'r canlyniadau arbrofion statig hyn yn gyson â thuedd gwerthoedd mesuredig yn y system beilot. Ar ben hynny, gellir sylwi bod cynhwysedd nitreiddiad mesuredig y biofilm ym mhob parth aerobig o dan amodau arbrofol statig ychydig yn uwch na'r gwerthoedd gwirioneddol yn y system beilot. Mae'r dadansoddiad yn priodoli hyn i'r defnydd o un swbstrad nitrogen amoniwm ac amodau ocsigen toddedig uchel bron â dirlawn yn ystod yr arbrofion statig, gan arwain at lefel uwch o gapasiti nitreiddiad biofilm. O dan dymheredd arferol, y cynhwysedd nitreiddiad gwirioneddol yn y parthau adwaith O3, O4, O7, ac O8 o'r tair system MBBR cam A/O oedd 95.6%, 90.6%, 95.7%, a 90.4% o'r capasiti nitreiddio uchaf o dan arbrofion statig, yn y drefn honno. O dan dymheredd canolig-isel, gostyngodd y cynhwysedd nitreiddiad gwirioneddol yn y parthau adwaith O3, O4, O7, ac O8 i 72.9%, 72.0%, 87.0%, ac 84.5%, yn y drefn honno.
Dangosodd dadansoddiad pellach, o dan dymheredd arferol, fod y cyfraddau ocsidiad amonia penodol (cyfradd nitrification fesul uned màs MLVSS, wedi'i gyfrifo fel N) o'r biofilm yn y parthau adwaith aerobig O3, O4, O7, ac O8 yn (0.062 ± 0.0095), (0.059 ± 0.0072), (0.060±0), a (0.060±0). (0.060±0.0063) g/(g·d), yn y drefn honno. O dan dymheredd isel canolig, dim ond (0.046 ± 0.0004) a (0.041±0.0016) g/(g·d) oedd cyfraddau ocsidiad amonia penodol y biofilm yn y parthau adwaith aerobig O3 ac O4 o gymharu â thymheredd arferol, yn gostwng 25.8% a 30.5% o'i gymharu â thymheredd arferol. Mewn cyferbyniad, cyfraddau ocsidiad amonia penodol y biofilm yn y parthau adwaith aerobig O7 ac O8 oedd (0.062±0.0051) a (0.060±0.0029) g/(g·d), yn y drefn honno. O'i gymharu ag amodau tymheredd arferol, arhosodd cynhwysedd ocsideiddio amonia biofilm parth adwaith O8 heb ei newid, tra bod cynhwysedd ocsideiddio amonia biofilm parth adwaith aerobig O7 hyd yn oed wedi cynyddu 3.3%. Mae'r canlyniad hwn yn dangos, o dan amodau tymheredd isel, canolig, bod gan y biofilm ym mharth adwaith ail gam y system beilot allu nitreiddio gwell a rhesymoldeb cyfraniad yr ail is-system cam i nitreiddiad cyffredinol y system.
Dangosir canlyniadau arsylwi morffoleg biofilm ym mhob parth adwaith aerobig o is-systemau cam cyntaf ac ail gam A/O-MBBR ynFfigur 7. O dan dymheredd arferol, y trwch biofilm yn y parthau adwaith aerobig O3, O4, O7, ac O8 oedd (217.6 ± 54.6), (175.7 ± 38.7), (168.1 ± 38.2), a (152.4 ± 37.8) μm, yn y drefn honno. O dan dymheredd isel canolig, y trwch biofilm yn y parthau adwaith O3 ac O4 oedd (289.4 ± 59.9) a (285.3 ± 61.9) μm, yn y drefn honno, yn cynrychioli cynnydd o 33.0% a 62.4% o'i gymharu â thrwch biofilm o dan dymheredd arferol. Mewn cyferbyniad, y trwch biofilm yn y parthau adwaith O7 ac O8 oedd (173.1 ± 40.2) a (178.3 ± 31.2) μm, yn y drefn honno, yn cynyddu gan ddim ond 3.0% a 17.0% o'i gymharu â thymheredd arferol. Mae rhai astudiaethau wedi dangos bod gan fioffilmiau teneuach allu ocsideiddio amonia cryfach, sy'n gymharol gyson â chanlyniadau arbrofol yr astudiaeth hon. Mae'r dadansoddiad yn priodoli hyn i'r ffaith bod bacteria nitreiddio yn y biofilm yn cael eu dosbarthu'n fertigol yn strwythur haenog y biofilm; mae trwch biofilm gormodol yn arwain at lai o effeithlonrwydd trosglwyddo màs swbstrad ac affinedd swbstrad. Ar ben hynny, o dan amodau tymheredd isel canolig, roedd y crynodiad ocsigen toddedig ym mhob parth aerobig o'r system beilot yn llawer is na'r hyn yn yr adweithydd arbrawf statig (yn wahanol o 3.0-5.0 mg/L). Yn enwedig ar gyfer y bioffilmiau mwy trwchus yn y parthau adwaith O3 ac O4, arweiniodd y gostyngiad yn y gallu i drosglwyddo màs ocsigen o fewn y biofilm at ostyngiad yn eu gallu nitreiddiad gwirioneddol (dim ond tua 70% o'r capasiti nitreiddiad uchaf a fesurwyd o dan amodau statig). Felly, ar gyfer MBBR biofilm pur, mae angen gwella adnewyddiad biofilm trwy gryfhau dwyster cneifio a rheoli trwch biofilm yn rhesymol i gynnal gallu nitreiddiad biofilm.
3. Casgliad
① O dan amodau tymheredd adwaith o 10-16 gradd (tymheredd canolig{-isel), cyfradd llif triniaeth o (23.6±5.4) m³/d, a dos ffynhonnell carbon o 50-90 mg/L (wedi'i gyfrifo fel COD) ym mharth anocsig y trydydd {{7}OMB), system is-gyfnod SCOD, SCODFflur Roedd crynodiadau NH₄⁺-N, a TIN y system beilot A/O-MBBR tri cham yn (26±6), (0.4±0.6), a (6.8±3.6) mg/L, yn y drefn honno, gydacyfraddau tynnu cyfartalog yn cyrraedd 82.3%, 99.0%, ac 82.8%.
② O dan amodau tymheredd isel canolig, oherwydd gwahaniaethau ym biofilm y parthau adwaith aerobig rhwng y-cam cyntaf a'r ail-cam A/O{-MBBR, ffurfiwyd gwahaniaeth yng nghynhwysedd nitreiddiad y biofilm rhwng y ddwy is-system. Yn enwedig ar gyfer yr is-system MBBR cam A/O cyntaf, gostyngodd y gallu nitreiddiad oherwydd cynnydd mewn trwch bioffilm. Er mwyn cynnal gallu nitreiddiad biofilm, mae angen rheoli trwch y biofilm yn rhesymol.
③ Yn y system beilot MBBR tri cham A/O-, roedd effaith newidiadau tymheredd adwaith ar y swyddogaeth dadnitreiddiad yn gymharol fach. O dan wahanol dymereddau adwaith, mae angen i'r gymhareb dadnitreiddio carbon i-gan ddefnyddio dŵr crai fel ffynhonnell carbon fod yn fwy na 5, ac mae angen i'r gymhareb dadnitreiddio carbon i nitrogen gan ddefnyddio asetad sodiwm a ychwanegir yn allanol fel y ffynhonnell garbon fod yn fwy na 3.