Technoleg Trin Carthffosiaeth o Ffos Ocsidiad Awyru Cyn-anerobig-mandwll
Rhagymadrodd
Dadansoddiad o'rproses ffos ocsideiddio confensiynolyn datgelu, trwy addasu a gwneud y gorau o ddwysedd awyru a phatrymau llif, bod dŵr gwastraff yn cael ei drin yn olynol trwy danciau adweithiau anaerobig, anocsig ac aerobig, gan sicrhau bod deunydd organig yn cael ei dynnu'n effeithiol. Fodd bynnag, mae materion felbuddsoddiad cyffredinol uchelaeffeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen iselyn gyffredin, yn arwain attynnu nitrogen a ffosfforws is-optimaidd. Er mwyn mynd i'r afael â'r cyfyngiadau hyn, mae ymchwil fanwl ar dechnoleg trin dŵr gwastraff ffos ocsidiad awyru micromandyllog cyn-anocsig wedi'i gynnal, gyda'r nod o wella effeithlonrwydd gweithredol gweithfeydd trin dŵr gwastraff trefol a gwella'r defnydd o adnoddau dŵr.
1. Trosolwg o'r Prosiect
Mae'r gwaith trin dŵr gwastraff yn X City yn bennaf yn trin carthion domestig a dŵr gwastraff diwydiannol, gyda chyfaint sylweddol o elifiant diwydiannol.Y gallu triniaeth a ddyluniwyd yw 10 × 10 ⁴ m³ / d. Dangosir y safonau ansawdd ar gyfer mewnlifiad ac elifiant ynTabl 1. Ar hyn o bryd, mae 30% o'r elifiant wedi'i drin yn cael ei ailddefnyddio fel dŵr wedi'i adennill ar gyfer gweithfeydd pŵer thermol, tra bod y 70% sy'n weddill yn cael ei ollwng i afonydd. Yn seiliedig ar ddosbarthiadau swyddogaethol dŵr wyneb a'r Safonau Gollwng Llygryddion ar gyfer Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Trefol, rhaid i'r gwaith fodloni'r safon gollwng Gradd 1B. Gyda datblygiad economaidd trefol parhaus a chynnydd yn y gollyngiadau dŵr gwastraff, mae'r planhigyn wedi gweithredu triniaeth garthffosiaeth ryng-gipio ar gyfer dŵr gwastraff domestig, wedi ehangu'r rhwydwaith carthffosydd, ac wedi mabwysiadu'r broses ffos ocsidiad awyru microporous anocsig cyn- i leihau llygredd ffynonellau dŵr wyneb trefol.
2. Llif Proses y Ffos Ocsidiad Awyru Microfandyllog Cyn-Anocsig
Craidd y broses hon yw'r cyfuniad o danc anocsig cyn-a ffos ocsidiad awyru microfandyllog. Mae'r dilyniant triniaeth fel a ganlyn:dŵr gwastraff → sgrin fras → tŷ pwmp cilfach → sgrin gain → siambr graean fortecs → tanc anaerobig → parthau anocsig/aerobig → tanc gwaddodi eilaidd → tanc diheintio → elifiant. Mae cyfran o'r llaid o'r tanc gwaddodi eilaidd yn cael ei ollwng i'r cyfleuster dad-ddyfrio llaid cyn ei waredu'n derfynol. Mae'r broses yn canolbwyntio ar ryddhau ffosfforws, tynnu nitrogen biolegol, a thynnu ffosfforws.
2.1 Rhyddhau Ffosfforws
Yn y tanc anaerobig, mae bacteria eplesu yn trosi macromoleciwlau bioddiraddadwy yn ganoligau moleciwlaidd llai, yn bennaf asidau brasterog anweddol (VFAs). O dan amodau anaerobig hir, mae organebau sy'n cronni polyffosffad (PAO) yn tyfu'n araf ac yn rhyddhau ffosffad o'u celloedd i'r hydoddiant trwy ddadelfennu polyffosffad. Mae'r broses hon yn darparu egni ar gyfer derbyn a throsi-asidau brasterog moleciwlaidd isel yn ronynnau polyhydroxybutyrate (PHB).
2.2 Tynnu Nitrogen Biolegol
Mae nitrogen amonia yn cael ei drawsnewid yn nitraid a nitrad trwy nitreiddio bacteria o dan amodau aerobig. Yn y parth anocsig, mae bacteria dadnitreiddio yn lleihau nitrad i nwy nitrogen, sy'n cael ei ryddhau i'r atmosffer. Mae'r broses hon yn lleihau lefelau nitrogen yn y dŵr gwastraff yn effeithiol.
2.3 Tynnu Ffosfforws
O dan amodau aerobig, mae PAO yn defnyddio ffynonellau carbon a PHB i amsugno orthoffosffad, gan syntheseiddio polyffosffad yn eu celloedd. Yna caiff y ffosfforws cronedig ei dynnu o'r system gyda'r llaid gwastraff, gan sicrhau gwared ffosfforws yn effeithlon.
O'i gymharu â phrosesau confensiynol,mae'r ffos ocsidiad awyru microfandyllog cyn-anocsig yn symleiddio gweithrediadau trwy ddileu gwaddodiad cynradd neu leihau ei hyd. Mae hyn yn caniatáu i ronynnau organig mwy o'r siambr raean fynd i mewn i'r system fiolegol, gan fynd i'r afael â diffygion ffynhonnell carbon. Mae'r amodau aerobig anocsig am yn ail yn atal tyfiant bacteria ffilamentaidd, yn gwella'r gallu i sefydlogi llaid, ac yn integreiddio tynnu nitrogen, tynnu ffosfforws, a diraddiad organig. Mae'r parthau anaerobig ac anocsig yn creu amgylcheddau ffafriol ar gyfer tynnu nitrogen a ffosfforws, tra bod y parth aerobig yn cefnogi rhyddhau ffosfforws a nitreiddiad ar yr un pryd. Rhaid cyfrifo cyfaint y parth aerobig yn ofalus i sicrhau effeithlonrwydd:
Lle:
- X: Crynodiad llaid microbaidd (mg/L)
- Y: Cyfernod cynnyrch llaid (kgMLSS/kgBOD)
- Se: Crynodiad elifiant (mg/L)
- S0: Crynodiad dylanwadol (mg/L)
- θC0: amser(au) cadw hydrolig
- Q: Cyfradd llif dylanwadol (L/s)
- V0: Cyfaint effeithiol o adweithydd aerobig (L)
3. Agweddau Allweddol ar Dechnoleg Ffos Ocsidiad Aeriad Microfandyllog Cyn-Anocsig
3.1 Cyn-Technoleg Tanc Anocsig
Mae'r tanc anocsig cyn-yn cynnal micro-organebau anaerobig sy'n dadelfennu a thrawsnewid deunydd organig yn y lle cyntaf, gan leihau cynhyrchiant slwtsh a lleddfu'r llwyth ar gamau trin dilynol.
3.1.1 Llif Proses
3.1.1.1 Rhagdriniaeth Dylanwadol
Mae sgrinio yn cael gwared ar solidau crog fel plastigion, gwallt, a gwastraff cegin gan ddefnyddio sgriniau biolegol uwch. Mae rheoleiddio llif ac ansawdd yn sicrhau homogenedd, tra bod gwaddodiad (naturiol neu gemegol) yn cael gwared ar solidau crog a mater organig/anorganig.
3.1.1.2 Adwaith Anaerobig
Mae tymheredd a reolir, pH, ac amser cadw yn hwyluso cymysgu llaid anaerobig a dŵr gwastraff yn drylwyr, gan wella tynnu deunydd organig. Mae adweithyddion anaerobig yn defnyddio cymysgu neu gylchrediad i hyrwyddo eplesu, cynhyrchu CO₂, CH₄, ac olion H₂S. Gwahaniad nwy-hylif-gwahaniad solet a thriniaeth nwy cynffon yn dilyn.
3.1.1.3 Post-Triniaeth ac Elifiant
Mae llygryddion anorganig ac organig sy'n gwrthsefyll yn cael eu trin trwy brosesau aerobig neu arsugniad carbon wedi'i actifadu. Mae monitro ar-lein yn olrhain gweithgaredd microbaidd a dangosyddion ansawdd dŵr (ee, cymhareb F/M, ocsigen toddedig). Dylai'r gymhareb F/M gyfartaledd o 0.06; dylai ocsigen toddedig mewn parthau anaerobig fod yn 0.5-1 mg/L.
3.1.2 Rheoli Prosesau
Mae mesurau allweddol yn cynnwys:
Meithrin llaid anaerobig gyda chynhwysedd diraddio uchel a chynnal y cymarebau maetholion gorau posibl (C:N:P ≈ 100:5:1).
Rheoli llwyth organig, tymheredd (30-35 gradd ), a pH (6.5-7.5). Dylai'r llwyth organig fod yn 3–6 kgBOD₅/(m³·d).
Gweithredu ailgylchu llaid i gynnal crynodiad a gweithgaredd microbaidd. Gellir defnyddio llaid wedi'i ddad-ddyfrio fel gwrtaith neu borthiant.
3.2 Technoleg Ffos Ocsidiad Awyru Microfandyllog
Mae chwyddo llaid, a achosir yn aml gan facteria ffilamentaidd neu ehangiad sŵogloea, yn amharu ar y gallu i setlo. Mae'r hafaliadau canlynol yn disgrifio twf microbaidd:
Lle:
- Kd: cyfernod pydredd microbaidd (d-1)
- S: Crynodiad swbstrad (mg/L)
- Ks: hanner{0}}cyfernod dirlawnder (mg/L)
- Y: Cyfernod cynnyrch (kgMLSS/kgCOD)
- μmax: Cyfradd twf penodol uchaf (d-1)
- μ: Cyfradd twf microbaidd (d-1)
Lle:
- Smin: Crynodiad swbstrad lleiaf ar gyflwr cyson (mg/L)
- Kd: cyfernod pydredd microbaidd (d-1)
- Ks: hanner{0}}cyfernod dirlawnder, hy, crynodiad y swbstrad pan μ=μmax/2μ=μuchafswm / 2 (mg/L)
- Y: Cyfernod cynnyrch (kgMLSS/kgCOD)
- μmax: Cyfradd twf penodol uchaf (d-1)
3.2.1 Paramedrau Dylunio Proses
Mae dŵr gwastraff yn mynd trwy sgriniau, siambrau graean, a thanciau anaerobig (gyda chymysgwyr) cyn mynd i mewn i'r ffos ocsideiddio. Mae awyryddion microfandyllog a llafnau gwthio tanddwr yn creu amodau aerobig/anocsig bob yn ail. Mae'r system yn cynnwys dau danc anaerobig (2.8h HRT) a phedair ffos ocsideiddio (8.64h HRT). Oed slwtsh yw 11.3 diwrnod.
3.2.2 Peilot-Cynllunio Dyfais ar Raddfa
Mae'r system beilot yn cynnwys siambr graean awyredig, pympiau, dewisydd anaerobig, ffos ocsideiddio, pwmp adlif llaid, setlwr eilaidd, a phwmp elifiant. Mae gan y dewisydd anaerobig (2.35 m³) dair adran gyda chymysgwyr a monitorau (ORP, pH). Mae'r ffos ocsideiddio (26.3 m³) yn cynnwys cilfachau / allfeydd lluosog a thryledwyr microfandyllog. Dangosodd profion gyfartaleddau dylanwadol: SS 160 mg/L, COD 448 mg/L, TP 4 mg/L.
Casgliad
Mae integreiddio technolegau ffosydd ocsidiad awyru cyn-anocsig a microfandyllog yn gwella'n sylweddol y broses o dynnu nitrogen a ffosfforws.. Dylai ymdrechion yn y dyfodol ganolbwyntio ar optimeiddio oedran llaid, ocsigen toddedig, a chymhareb adlif llaid i wella effeithlonrwydd triniaeth ymhellach.