Cymhwyso Proses AAO Wedi'i Addasu mewn Trin Dŵr Gwastraff Domestig Pyllau Glo
Daw dŵr gwastraff domestig mewn pyllau glo yn bennaf o ffreuturau staff, ystafelloedd cysgu, swyddfeydd, ystafelloedd golchi dillad ac ystafelloedd ymolchi, gyda draeniad ymdrochi yn cyfrif am dros 55% o gyfanswm y cyfaint. Mae arllwysiad dŵr ymdrochi yn gymharol gryno, gan arwain at amrywiadau llif sylweddol. Wedi'i nodweddu gan grynodiad organig is a solidau crog uwch (SS), mae draeniad ymdrochi yn wahanol iawn i garthion domestig nodweddiadol. Mae ei batrwm gollwng graddol gyda ffrydiau dŵr gwastraff eraill yn cyfrannu at amrywioldeb ansawdd dŵr sylweddol.
Mae'r rhan fwyaf o byllau glo Tsieina wedi'u lleoli mewn ardaloedd anghysbell lle mae costau cludo llaid yn uchel. Felly, dylid dewis prosesau trin â llai o gynnyrch llaid. Wrth i fwyngloddiau ddatblygu ac wrth i nifer y staff gynyddu, mae llif dŵr gwastraff yn aml yn fwy na'r capasiti dylunio gwreiddiol, gan olygu bod angen prosesau sy'n gallu addasu'n gryf i Newidiadau mewn ansawdd a swm dŵr o fewn yr un ôl troed. O dan bolisïau amgylcheddol cynyddol llym sy'n gofyn am ailddefnyddio elifiant wedi'i drin yn llawn heb unrhyw ollyngiad, rhaid i brosesau sicrhau ansawdd uchel a sefydlog elifiant.
Ar hyn o bryd, y broses AAO (Anaerobig-Anocsig-Ocsig-Ocsig) yw'r dewis a ffafrir ar gyfer trin dŵr gwastraff trefol. Mae'r erthygl hon yn dadansoddi effeithiolrwydd cymhwyso Proses AAO Wedi'i Addasu (AAO + Proses Cludo Ohiriedig) ar gyfer dŵr gwastraff domestig pyllau glo, yn seiliedig ar ei nodweddion unigryw.
1. Proses AAO wedi'i Addasu
Y broses AAO yw'r cyfluniad llif symlaf ar gyfer tynnu nitrogen a ffosfforws ar yr un pryd. Ni all bacteria ffilamentaidd amlhau'n helaeth o dan amodau anaerobig, anocsig ac aerobig bob yn ail, gan atal swmpio llaid. Nid oes angen unrhyw ychwanegiad cemegol, dim ond cymysgu ysgafn mewn tanciau anaerobig ac anocsig, gan arwain at gostau gweithredu isel. Mae gan y llaid gynnwys ffosfforws uchel, gan roi gwerth gwrtaith da iddo.
However, nitrogen removal and phosphorus removal in the AAO process are interdependent and often conflicting. Nitrifying bacteria require a long sludge age, while phosphorus removal needs a short sludge age. Limited by the sludge age required for simultaneous脱氮, enhancing phosphorus removal, especially in low-carbon wastewater, is challenging. Denitrification efficiency relates to the internal recycle ratio; excessive ratios offer limited improvement, while insufficient ratios reduce effectiveness. Typically requiring >200%, mae'r ailgylchu mewnol hwn yn defnyddio ynni sylweddol. Rhaid i elifiant sy'n mynd i mewn i'r eglurwr eilaidd gynnal lefel benodol o ocsigen toddedig (DO) i atal amodau anaerobig a rhyddhau ffosfforws, ond eto heb fod yn rhy uchel i osgoi ymyrryd â dadnitreiddiad yn y tanc anocsig trwy'r hylif cymysg wedi'i ailgylchu.
Mae'r Broses AAO Wedi'i Addasu (AAO + Proses Cludo Ohiriedig) i bob pwrpas yn lliniaru'r anfanteision hyn. Mae'n cynyddu màs microbaidd yn y tanciau biolegol, yn gwella llwytho cyfeintiol, yn gwahanu'n llwyr amser cadw hydrolig (HRT) ac amser cadw llaid (SRT), yn cryfhau gwydnwch i lwythi sioc hydrolig ac organig, yn darparu ansawdd elifiant da hyd yn oed gyda ffynonellau carbon isel, yn cynhyrchu llaid llai a mwy sefydlog (lleihau gofynion gallu trin llaid i lawr yr afon). Gall yr elifiant fodloni safonau ansawdd dŵr "Ailddefnyddio Dŵr Ailgylchu Trefol-Safon Ansawdd Dŵr ar gyfer Dŵr Amrywiol Trefol" (GB/T 18920-2020) a'r "Cod ar gyfer Dylunio Peirianneg Paratoi Glo" (GB 50359-2016) ar gyfer golchi glo. Roedd Hou Feng et al. cymhwyso'r broses cludo AAO+ gohiriedig mewn gwaith trin dŵr gwastraff tanddaearol, gan gyflawni safonau Gradd 1A fesul "Safon Gollwng Llygryddion ar gyfer Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Dinesig" (GB 18918-2002), gyda dangosyddion allweddol (COD, BOD5, NH3-N, TP) yn cyrraedd safonau Dosbarth IV fesul "Safonau Ansawdd Amgylcheddol ar gyfer Dŵr Wyneb" (GB 0383). Mae Hao Ruigang et al. defnyddio "Ocsidiad Bio-gyswllt A/O + Fflocwleiddio Chwyrliadau Tyllog + Gwaddodiad Tiwb Goleddol + Hidlo Tywod Gweithredol" wrth ehangu gwaith dŵr gwastraff domestig pwll glo, gan gyflawni ansawdd elifiant yn well na Gradd 1A. Roedd Yan Ziyu et al. hefyd wedi cyflawni canlyniadau da gan ddefnyddio prosesau bioffilm i ôl-ffitio triniaeth dŵr gwastraff domestig presennol pyllau glo. Mae'r Broses AAO Wedi'i Addasu yn caniatáu ar gyfer cynyddu cynhwysedd a gwella ansawdd elifion mewn gweithfeydd presennol gydag ychydig iawn o addasiadau.
Mae'r broses hon yn cynnwys ychwanegu cludwyr crog i'r tanciau anocsig ac aerobig, gan gyfuno manteision prosesau slwtsh actifedig a biofilm. Mae'n cynnwys llwyth cyfeintiol uchel, biomas mawr, effeithlonrwydd triniaeth uchel, gallu i addasu'n gryf i 水质和水量的变化, gwell sefydlogrwydd prosesau, a chael gwared ar faetholion yn dda. Mae'n ffurfio bioffilmiau gweithredol hynod arbenigol, gan gynyddu effeithlonrwydd fesul cyfaint adweithydd a sefydlogrwydd, gan ganiatáu ar gyfer adweithyddion llai. Mae slwtsh biofilm sy'n arafu yn cynnwys mwy o brotosoa/ metasoa, mae ganddo ddwysedd uwch a maint gronynnau mwy, gan arwain at ansefydlogrwydd da a gwahaniad hylif solet yn hawdd. Mae'n galluogi gwahanu SRT-HRT cyflawn, yn dileu swmpio llaid, ac mae'n addas ar gyfer dŵr gwastraff sy'n gyfoethog mewn organig hydawdd.
2.1 Astudiaeth Achos
Mae gan bwll glo yn Ninas Yan'an, tua 16 km o Zichang City, waith trin dŵr gwastraff domestig gyda chynhwysedd dylunio o 1200 m³/d. Y broses yw: "Sgrin + Tanc Cydraddoli + AAO gyda Chludwyr Ataliedig + Triniaeth Uwch (Ceulad-Gwaddodiad-Hidlo) + Diheintio". Mae llaid yn cael ei drin trwy "Dewychu Disgyrchiant + Dad-ddyfrio Sgriw Wasg". Mae'r elifiant yn cwrdd â therfynau llymach *GB/T 18920-2020* a GB 50359-2016 ar gyfer dŵr golchi glo. Mae'r dŵr wedi'i drin yn cael ei ailddefnyddio ar gyfer Gwyrddni mwyngloddio ac fel dŵr colur yn y gwaith paratoi glo. Mae ansawdd y dyluniad dylanwadol/elifiant i mewnTabl 1. Dangosir llif y broses ynFfigur 1.
Mae dŵr gwastraff yn mynd trwy sgrin (bwlch 5 mm, ongl gosod 75 gradd) i danc cydraddoli (L × B × H =14.0 m × 6.0 m × 6.0 m, dyfnder effeithiol 2.95 m, cyfaint 247.8 m³, HRT 4.13 h), gan fodloni gofynion GB 50810-2012. Mae dau gymysgydd yn atal setlo. Mae tri phwmp tanddwr (2 ddyletswydd +1 wrth gefn, Q=32.5 m³/h, H=17 m, N=4 kW) yn codi dŵr i'r tanciau biolegol.
Mae'r system fiolegol yn cynnwys dau drên cyfochrog. Fesul trên:
- Tanc Anaerobig: L×B×H=2.0 m × 5.0 m × 5.0 m, dyfnder effeithiol 4.5 m, HRT 1.5 h.
- Tanc Anocsig: L×B×H=4.0 m × 5.0 m × 5.0 m, dyfnder effeithiol 4.25 m, HRT 2.83 h.
- Tanc Aerobig: L×B×H=15.0 m × 5.0 m × 5.0 m, dyfnder effeithiol 4.0 m, HRT 10.0 h. System Cyfanswm HRT yw 15.75 h. Mae cludwyr crog (cymhareb llenwi 80%, arwynebedd arwyneb penodol 600 m² / m³) yn cael eu gosod yn y tanc aerobig. Cymhareb Design Air-i-Water yw 13.7:1. Defnyddir chwythwr Three Roots (2 ddyletswydd +1 wrth gefn, Q=6.84 m³/min, N=11 kW, P=44.1 kPa). Mae Cymhareb Ailgylchu Llaid yn 100%, Cymhareb Ailgylchu Diodydd Cymysg yw 200%.
Mae gan ddau eglurwr eilradd ymylol hirsgwar-mewnfa/allfa (L×B×H=5.0 m×5.0 m×3.5 m yr un) gyfradd llwytho arwyneb o 1.2 m³/(m²·h) a HRT o 2.5 h.
Mae purifier dŵr integredig (sy'n cyfuno ceulo, gwaddodi, hidlo) yn darparu triniaeth uwch ar gyfer tynnu SS a ffosfforws pellach.
Mae triniaeth llaid yn cynnwys tewhau disgyrchiant (tanc dur carbon Φ2.5 m × 5.0 m) ac yna dad-ddyfrio'r wasg sgriw. Mae polyacrylamid (PAM) yn cael ei ddosio ar 3.0-5.0 kg/t solidau sych cyn dad-ddyfrio. Mae cacen slwtsh dyddiol wedi'i dad-ddyfrio yn Llai na neu'n hafal i 150 kg gyda chynnwys lleithder Llai na neu'n hafal i 80%, wedi'i chludo oddi ar y safle.
Mae diheintio yn defnyddio generadur ClO2 ar-safle (dos clorin effeithiol 120 g/h) wedi'i ddosio yng nghilfach glir y ffynnon. Mae gan y ffynnon glir gyfaint effeithiol o 250 m³, gan ddarparu amser cyswllt o 4.2 h.
Mae'r planhigyn wedi'i gyfarparu â monitro ar-lein helaeth (mesuryddion llif, clorin gweddilliol, pH, DO, COD, cymylogrwydd, lefel / crynodiad llaid) a systemau rheoli awtomataidd ar gyfer pympiau, chwythwyr, adlif, dosio cemegol, a chymysgu, gan sicrhau gweithrediad deallus, heb oruchwyliaeth.
2.2 Dadansoddi Perfformiad
Cwblhaodd y gwaith comisiynu yn 2021 ac mae wedi gweithredu ers dros ddwy flynedd. Dangosir ansawdd dylanwadol/elifion gwirioneddol 2024 ynTabl 2.
Mae'r gymhareb BOD5/N mewnlifol yn 5.5, sy'n dynodi carbon isel-i-dŵr gwastraff cymhareb nitrogen (C/N), sy'n gostwng ymhellach yn yr haf oherwydd ymdreiddiad glaw a newidiadau mewn arferion. Gall tymereddau gaeafol eithafol yn Yan'an gyrraedd -21 gradd. Mae gwir ansawdd elifiant yn well na dyluniad, gyda chyfraddau symud yn cyrraedd: COD 97.8%, BOD5 99.7%, SS 99.7%, NH3-N 93.5%, TP 87.10%, yn cwrdd â safonau ar gyfer 绿化 a golchi glo.
Mae'r màs biofilm gweithredol yn y tanciau anocsig/aerobig mor uchel â 125 g/m² cludwr, sy'n cyfateb i MLSS o 13 g/L-pedair gwaith yn fwy na llaid actifedig confensiynol. Mae micro-organebau yn y cyfnod resbiradaeth mewndarddol, gan arwain at gynhyrchu llaid bob dydd tua 1/3 o ddulliau confensiynol, gyda gwell ansefydlogrwydd, gan ganiatáu ar gyfer offer trin llaid llaid.
Er y gall ocsidiad bio-cyswllt weithredu heb ailgylchu llaid, mae ymchwil gan Xiong Ren et al. yn dangos bod systemau ag ailgylchu yn cyflawni cyfraddau tynnu uwch ar gyfer COD, TN, NH3-N, SS ac yn lleihau cynnyrch llaid 29.6%. Mae'r dyluniad hwn yn ymgorffori ailgylchu hylif cymysg, gyda hyblygrwydd gweithredol yn seiliedig ar ansawdd elifiant.
Mae'r ffatri (1200 m³/d) yn meddiannu 1350.3 m², gyda buddsoddiad cyfalaf o 20 miliwn CNY a chost gweithredu o 1.05 CNY / m³.
O'i gymharu â AAO confensiynol, sy'n gofyn am SRT estynedig ar gyfer gweithrediad tymheredd isel yn effeithiol, mae'r broses ddiwygiedig hon yn cadw symlrwydd tynnu maetholion ar yr un pryd wrth gyfoethogi'r gymuned fiolegol gyda chludwyr. Mae'r gwahaniad SRT yn gwella biosefydlogrwydd, gan sicrhau gweithrediad dibynadwy o dan amodau C/N isel a thymheredd isel. Gellir cynnal elifiant sefydlog gydag ychydig neu ddim ailgylchu llaid, gan alluogi lleihau llaid yn y fan a'r lle a chostau trin llaid yn is. Mae ei symlrwydd a'i ddiffyg swmpio yn ei wneud yn hynod addas ar gyfer trin dŵr gwastraff domestig pyllau glo.
3. Ymchwil Optimeiddio ar gyfer Proses AAO
Mae prosesau AAO wedi'u haddasu fel arfer wedi'u cynllunio fesul paramedrau yn "Safon ar gyfer Dylunio Peirianneg Dŵr Gwastraff Awyr Agored" (GB 50014-2021). Fodd bynnag, mae angen optimeiddio paramedrau gweithredol (HRT, SRT, awyru, cymarebau ailgylchu, MLSS) sy'n benodol i ddŵr gwastraff pyllau glo i nodi'r amodau gorau posibl ar gyfer dylunio a gweithredu yn y dyfodol.
Mewn AAO confensiynol, mae llaid yn cael ei ailgylchu o'r aerobig i'r tanc anaerobig, gan gludo nitrad a DO uchel, a all amharu ar dynnu ffosfforws biolegol. Gellir ystyried proses Prifysgol Cape Town (UCT), lle mae llaid yn cael ei ailgylchu i'r tanc anocsig, hylif nitreiddio i'r tanc anocsig, ac ychwanegir ailgylchiad ychwanegol o danc anocsig i anaerobig i wella'r broses o dynnu bio-P.
Gall trin llaid gyfrif am 50-60% o gost gweithredu gwaith. Yn-dylid mabwysiadu technolegau lleihau llaid yn y fan a'r lle. Mae'r MLSS uchel mewn tanciau bio AAO wedi'u haddasu yn arwain at gymhareb F/M uchel, lle gall datgysylltu metaboledd ddigwydd, gan hyrwyddo lleihau llaid a lleihau costau trin llaid. Dylai ffocws yn y dyfodol fod ar gymhwyso mewn-technolegau lleihau situ fel twf cryptig drwy{-lysis{{9}Oxic-Sefydlu-Proses anaerobig (OSA), a datgysylltu metaboledd wrth drin dŵr gwastraff pyllau glo.
Mae'r broses hon yn addas ar gyfer ôl-osod gweithfeydd AAO presennol mewn pyllau glo. Gall ychwanegu cludwyr at danciau anocsig/aerobig wella ansawdd elifiant, cynyddu cynhwysedd, a gwella sefydlogrwydd system. Ar gyfer planhigion sydd â gofynion elifiant llymach, gall disodli'r eglurwr eilaidd gyda system MBR uwchraddio ansawdd dŵr ymhellach.
4. Casgliad
- Mae'r Broses AAO Wedi'i Addasu yn addas ar gyfer uwchraddio systemau AAO presennol mewn pyllau glo i wella sefydlogrwydd, cynyddu capasiti, neu fodloni safonau llymach.
- Wrth drin dŵr gwastraff domestig pyllau glo, gall yr elifiant fodloni safonau *GB/T 18920-2002* ar yr un pryd ar gyfer dyfrio ffyrdd / gwyrddni a safonau GB 50359-2016 ar gyfer dŵr golchi glo, gan ddangos addasrwydd cryf i newidiadau mewn ansawdd a maint dŵr.
- Mae'r broses yn cynhyrchu llaid sefydlog gyda setability da a gwahaniad hawdd, yn cynhyrchu llai o slwtsh, ac yn lleihau costau trin llaid.