Dadansoddiad o Effeithlonrwydd Symud Llygryddion mewn Dŵr Gwastraff Gan Ddefnyddio System AAO Wedi'i Addasu
Trosolwg
Mae'rAnaerobig-Anocsig-Ocsig (AAO neu A²/O)Mae proses yn dechnoleg trin dŵr gwastraff biolegol a fabwysiadwyd yn eang sydd wedi'i chynllunio ar gyfer cael gwared ar garbon organig, nitrogen a ffosfforws ar yr un pryd. Mae'n cynnwys tri pharth rhyng-gysylltiedig:
- Parth Anaerobig: Yn brin o ocsigen a nitrad, mae bacteria cyfadrannol yn torri i lawr cyfansoddion organig, gan ryddhau ffosfforws.
- Parth Anocsig: Mae bacteria dadnitreiddio yn defnyddio carbon organig fel rhoddwr electron i leihau nitradau/nitritau (sy'n cael eu dychwelyd o'r parth ocsig) i mewn i nwy nitrogen, gan gael gwared ar nitrogen.
- Parth Ocsig: Mae micro-organebau aerobig yn ocsideiddio'r deunydd organig sy'n weddill ac yn hwyluso nitreiddiad (amonia i nitrad), tra bod ffosfforws-yn cronni organebau mewn cymeriant ffosffadau.
Ym maes trin dŵr gwastraff, er y gall y system AAO confensiynol dynnu llygryddion o garthffosiaeth, mae cyfansoddiad cynyddol gymhleth dŵr gwastraff wedi arwain at ddirywiad penodol yn effeithlonrwydd trin y broses AAO. Er mwyn sicrhau lefel ymgeisio ac effeithiolrwydd y broses AAO,mae angen cynnal ymchwil benodol ar systemau wedi'u haddasu, sydd â phwysigrwydd ymarferol sylweddol i fentrau ac adrannau perthnasol wrth wella eu hansawdd gweithredol.
System AAO wedi'i Addasu
1. Egwyddorion Sylfaenol y System AAO
Gan gymryd y system trin dŵr gwastraff AAO mewn gwaith trin dŵr gwastraff penodol fel enghraifft, mae'r system bresennol yn aproses AAO confensiynol, sy'n cynnwys pedair cydran yn bennaf:tanc anaerobig, tanc aerobig, tanc anocsig, a thanc gwaddodiad eilaidd, fel y manylir ynFfigur 1.
Yn y system AAO confensiynol, mae micro-organebau'n tyfu ac yn metaboleiddio o dan amodau amgylcheddol amrywiol. Trwy ryngweithio rhwng gwahanol gymunedau microbaidd, mae llygryddion yn cael eu tynnu'n effeithiol trwy adweithiau cemegol fel amoneiddiad, nitreiddiad a dadnitreiddiad, sy'n dileu llygryddion organig yn sylweddol.
Mae'r system AAO confensiynol yn cynnig manteision megis costau technegol isel, gweithrediad syml, ac amser cadw hydrolig byr (HRT). Fodd bynnag, mae hefyd yn dioddef o anfanteision gan gynnwyseffeithlonrwydd tynnu ffosfforws gwaelagofynion llym ar gyfer oedran llaid a dylunio ffynhonnell carbon, gan ei gwneud hi'n anodd cwrdd â safonau disgwyliedig mewn rhai prosiectau tynnu llygryddion dŵr gwastraff.
2. Dadansoddiad Dyluniad o'r System AAO Wedi'i Addasu
Yn seiliedig ar ymchwil flaenorol, gwnaed gwelliannau i'r system AAO confensiynol, gan ganolbwyntio'n bennaf ar y tanc anaerobig. Mae'rsystem tanc anaerobig wedi'i haddasuyn cynnwys tair rhan:parth cymysgu dŵr slwtsh, parth gwahanu dŵr slwtsh, a pharth cyfryngau, fel y dangosir ynFfigur 2.
Yn ysystem AAO wedi'i haddasu (Ffigur 3), mae'r parth cymysgu dŵr llaid- a'r parth cyfryngau wedi'u cynllunio gyda dimensiynau union yr un fath (hyd 15 cm × 20 cm o led × 60 cm o uchder), pob un â chyfaint effeithiol o 9 L. Yr amser cadw hydrolig (HRT) ar gyfer y parth llaid a'r parth cyfryngau yw 2 awr.
3. Dadansoddiad o Effeithlonrwydd Dileu COD yn y System AAO Wedi'i Addasu
Dadansoddwyd effeithlonrwydd tynnu galw am ocsigen cemegol (COD) y system AAO wedi'i addasu. Pan oedd y COD mewnlifol yn 447 mg/L, roedd y COD elifiant o'r cam anaerobig tua 147 mg/L, a'r COD elifiant terfynol oedd 42 mg/L, gan gwrdd â safon rhyddhau Dosbarth A. Roedd effeithlonrwydd tynnu COD yn y cyfnod anaerobig cynnar yn ansefydlog, gydag amrywiadau sylweddol a lefelau cymharol isel o solidau crog hylif cymysg (MLSS). Fodd bynnag,ar ôl 7 diwrnod, sefydlogodd y gyfradd symud ar 94%. Mae'r cam anaerobig yn bennaf yn cael gwared ar lygryddion trwy ddiraddio microbaidd a gwanhau trwy adlif, gan ddangos bod llygryddion yn cael eu tynnu'n effeithiol.
Gan ddefnyddio meddalwedd Minitab, cymharwyd perfformiad tynnu'r systemau AAO addasedig a chonfensiynol trwy ddadansoddiad prawf t-sampl annibynnol, a dangosir y canlyniadau ynFfigur 4.
Ar gyfwng hyder 95%, y gwerth t-oedd 0.26, a'r gwerth p-oedd 0.605. Ni ddangosodd y dadansoddiad data unrhyw wahaniaeth arwyddocaol mewn cyfraddau tynnu cymedrig rhwng y ddwy system. Roedd y system AAO wedi'i haddasu yn dangos amrywiaeth cymharol uchel o ran effeithlonrwydd tynnu COD, yn bennaf oherwydd gwahaniaethau mewn-data cam cynnar, gan gynnwys y cyfnod ymaddasu.Ar y cyfan, roedd y system AAO wedi'i haddasu yn dangos bod COD wedi'i ddileu yn effeithiol.
4. Dadansoddiad o Effeithlonrwydd Tynnu Amonia Nitrogen yn y System AAO Wedi'i Addasu
Dadansoddwyd effeithlonrwydd tynnu nitrogen amonia (NH₃{-N). Pan oedd y crynodiad NH₃-N mewnlifol yn 36 mg/L, roedd yr elifiant NH₃{-N o’r cam anaerobig tua 19 mg/L. Yn y cyfnod cynnar, roedd y crynodiad elifiant yn gymharol uchel, ac roedd effeithlonrwydd symud yn amrywio'n sylweddol. Fodd bynnag,ar ôl 12 diwrnod o ymgynefino, cynyddodd y gyfradd symud i tua 81%, gyda bacteria nitrifying yn y cyfnod twf logarithmig.Yn dilyn hynny, sefydlogodd y gyfradd symud, gan gyrraedd cyfartaledd o 93%, gyda chrynodiad NH₃-N elifiant o 4 mg/L, sy'n bodloni safon gollwng Dosbarth A.
Ar gyfwng hyder 95%, y gwerth t-oedd 3.41, a'r gwerth p-oedd 0.998. Ni ddangosodd y dadansoddiad data unrhyw wahaniaeth arwyddocaol mewn cyfraddau tynnu cymedrig rhwng y ddwy system. Roedd y system AAO wedi'i haddasu yn dangos amrywiaeth cymharol uchel o ran effeithlonrwydd tynnu NH₃{-N, yn bennaf oherwydd gwahaniaethau mewn-data cam cynnar, gan gynnwys y cyfnod acclimation.Yn gyffredinol, dangosodd y system AAO wedi'i haddasu gael gwared ar NH₃{-N effeithiol.
5. Dadansoddiad o Gyfanswm Ffosfforws a Chyfanswm Effeithlonrwydd Tynnu Nitrogen yn y System AAO Wedi'i Addasu
5.1 Effeithlonrwydd Symud Ffosfforws Cyfanswm
Dadansoddwyd effeithlonrwydd tynnu cyfanswm ffosfforws (TP). Pan oedd y crynodiad TP mewnlifol yn 3.6 mg/L, roedd angen cyfnod ymgynefino o 11 diwrnod. Cyrhaeddodd y crynodiad TP elifiant o'r system gyfan 2.8 mg/L, tra bod crynodiad TP elifiant cam anaerobig yn 4.2 mg/L, sy'n dangos bod ffosfforws wedi'i ryddhau'n sylweddol. Ar ôl ymgynefino, mae perfformiad tynnu TP wedi gwella'n sylweddol, gyda chrynodiad TP elifiant cam anaerobig yn gostwng i 2.7 mg/L a'r effeithlonrwydd symud yn cyrraedd 17%.Yn ddiweddarach, sefydlogodd y gyfradd tynnu TP uwchlaw 60%, ac roedd y crynodiad TP elifiant yn agosáu at 0.5 mg/L, bodloni'r safon rhyddhau Dosbarth B.
Roedd cymhariaeth o'r ddwy system yn dangos bod y system AAO wedi'i haddasu yn gofyn am gyfnod ymgynefino cychwynnol gydag effeithlonrwydd symud cymharol isel. Fodd bynnag, ar ôl acclimation,gwellodd ei berfformiad tynnu TP yn sylweddol, gan ddangos gwell effeithlonrwydd o'i gymharu â'r system AAO confensiynol.
5.2 Cyfanswm Effeithlonrwydd Dileu Nitrogen
Dadansoddwyd effeithlonrwydd tynnu cyfanswm nitrogen (TN). Pan oedd y crynodiad TN mewnlifol yn 34 mg/L, roedd y crynodiad TN elifiant cam anaerobig tua 18 mg/L. Yn y cyfnod cynnar, roedd y crynodiad elifiant yn gymharol uchel, ac roedd effeithlonrwydd symud yn amrywio'n sylweddol.Ar ôl 10 diwrnod o ymgynefino, cynyddodd y gyfradd tynnu TN i 68%, gyda chrynodiad elifiant o 9 mg/L, bodloni'r safon rhyddhau Dosbarth A.
Ar gyfwng hyder 95%, y gwerth t-oedd 0.72, a'r gwerth p-oedd 0.753. Ni ddangosodd y dadansoddiad data unrhyw wahaniaeth arwyddocaol mewn cyfraddau tynnu cymedrig rhwng y ddwy system. Roedd y system AAO wedi'i haddasu yn dangos amrywiaeth cymharol uchel o ran effeithlonrwydd tynnu TN, yn bennaf oherwydd gwahaniaethau mewn-data cam cynnar, gan gynnwys y cyfnod acliniad.Ar y cyfan, dangosodd y system AAO wedi'i haddasu fod TN yn cael ei thynnu'n effeithiol.
Casgliad
I grynhoi, mae'r system AAO wedi'i haddasu yn dangos perfformiad cadarn o ran cael gwared ar lygryddion dŵr gwastraff allweddol-COD, nitrogen amonia, cyfanswm nitrogen, a chyfanswm ffosfforws-gan fodloni safonau gollwng Dosbarth A neu B ar ôl cyfnod cyflymu byr.
Er nad oedd dadansoddiad ystadegol (t{0}}prawf, gwerth p-) yn dangos unrhyw wahaniaeth sylweddol mewn effeithlonrwydd tynnu cymedrig o gymharu â’r system gonfensiynol, dangosodd y dyluniad wedi’i addasu sefydlogrwydd uwch a gwell canlyniadau triniaeth dros amser, er gwaethaf mwy o amrywioldeb data yn ystod y llawdriniaeth gychwynnol. Mae'r gwelliannau, yn enwedig yn y parth anaerobig gyda pharthau cymysgu, gwahanu a chyfryngau optimaidd, yn cyfrannu at fwy o wydnwch ac effeithlonrwydd prosesau.
Mae'r canfyddiadau hyn yn tanlinellupotensial systemau AAO wedi'u haddasu i fynd i'r afael â chyfansoddiadau dŵr gwastraff cymhleth yn effeithiol, cefnogi eu cymhwysiad ymarferol ar gyfer uwchraddio'r seilwaith trin presennol.