Pakāpeniskas skābekļa padeves AAO procesa aerobajā zonā ietekmes uz piesārņotāju noņemšanas efektivitāti analīze
Pārskats
AAO process ir plaši izmantota notekūdeņu attīrīšanas tehnoloģija, kas galvenokārt ietver anaerobos, anoksiskos un aerobos posmus, kas darbojas sinerģiski, lai efektīvi noņemtu piesārņotājus no notekūdeņiem. Aerobā stadija ir kritiska AAO procesa sastāvdaļa, un skābekļa padeves metode tieši ietekmē visas sistēmas kopējo darbības efektivitāti. Lai vēl vairāk uzlabotu AAO procesa efektivitāti praktiskos lietojumos, pētnieki ir ierosinājuši pakāpenisku skābekļa piegādes shēmu. Sistēmā izveidojot vairākas zonas ar atšķirīgu izšķīdušā skābekļa (DO) koncentrāciju, šīs shēmas mērķis ir optimizēt aerobo mikroorganismu vielmaiņas aktivitāti un uzlabot piesārņotāju noņemšanas efektivitāti. Tāpēc, analizējot pakāpeniskas skābekļa padeves ietekmi AAO procesa aerobajā zonā uz piesārņojošo vielu izvadīšanu, ir būtiska praktiska nozīme.
Pārskats par pakāpenisku skābekļa piegādi AAO procesa aerobajā zonā
Aerobā zona ir galvenā organisko vielu oksidēšanās un sadalīšanās vieta. Izmantojot pakāpenisku skābekļa padevi, DO koncentrācijas dažādās zonās var elastīgi pielāgot, pamatojoties uz organisko vielu noārdīšanās ātrumu un mikroorganismu skābekļa patēriņu, nodrošinot vienmērīgu un pietiekamu organisko vielu sadalīšanos zonās. Šī pieeja palīdz uzlabot organisko vielu izvadīšanas ātrumu un stabilizēt notekūdeņu kvalitāti. Aerobajā zonā nitrificējošās baktērijas amonjaka slāpekli oksidē par nitrātiem. Pakāpeniska skābekļa padeve nodrošina nitrifikācijas baktēriju efektīvu darbību piemērotā DO koncentrācijā, izvairoties no negatīvas ietekmes uz nitrifikācijas procesu, ko izraisa pārmērīgi augsts vai zems DO līmenis. Vienlaikus, kontrolējot recirkulācijas attiecību un jauktā šķidruma koncentrāciju, nitrifikācijas procesu var vēl vairāk optimizēt, uzlabojot amonjaka slāpekļa atdalīšanas efektivitāti. AAO process veic vienlaicīgu slāpekļa un fosfora atdalīšanu. Pakāpeniskas skābekļa padeves apstākļos aerobajā zonā fosforu{7}}akumulējošie organismi (PAO) var pilnībā absorbēt fosforu atbilstošā DO koncentrācijā un panākt fosfora izvadīšanu, izvadot ar fosforu{8}}bagātas dūņas turpmākajos posmos. Tikmēr, pielāgojot darbības parametrus anoksiskajā un aerobajā zonā, var optimizēt denitrifikācijas procesu, uzlabojot kopējā slāpekļa atdalīšanas efektivitāti.
Eksperimentālā metodika iestudējuma ietekmes analīzei Skābekļa padeve par piesārņojošo vielu noņemšanas efektivitāti
Eksperimenta laikā aerācijas intensitātes regulēšanai tika izmantotas tādas metodes kā aerācijas vārstu vadības sistēmas, automātiskās vadības sistēmas un pūtēju ierīču skaits, tādējādi atspoguļojot DO koncentrāciju. Eksperimentālās iestatīšanas procesa plūsma ir parādīta1. attēls.
Kā parādīts 1. attēlā, AAO sistēmas aerobā zona ir sadalīta trīs reģionos: galvas, vidējā un astes daļā. Sistēmas hidrauliskās aiztures laiks (HRT) tika iestatīts uz 2 stundām. Reaktora izmēri bija 160 cm × 125 cm × 100 cm (garums × platums × augstums), un jauktā šķidruma augstums bija iestatīts uz 60 cm. Plūsmas virziens starp reakcijas tvertnēm tika kontrolēts, izmantojot vadošās sienas un deflektorus.
Notekūdeņu paraugi tika savākti no sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtas primārās sedimentācijas tvertnes. Notekūdeņu kvalitāte bija samērā stabila, un visi attiecīgie rādītāji bija standarta diapazonos: TP koncentrācija bija robežās no 3,0 līdz 5,5 mg/L, TN koncentrācija no 26 līdz 49 mg/L un ĶSP no 255 līdz 485 mg/L.
Katra aerobā sekcija bija aprīkota ar virpuļgaisa sūkni un neatkarīgi konfigurētu perforētu cauruļu sistēmu, lai izveidotu aerācijas sistēmu aerācijas operācijām. Sistēmas darbības laikā katrs virpuļveida gaisa sūknis darbojās neatkarīgi un stabili, saglabājot DO koncentrāciju attiecīgi 4–5 mg/L, 3–4 mg/L un 2–3 mg/L robežās. Tika izmērītas un analizētas DO koncentrācijas un notekūdeņu kvalitāte no dažādām sekcijām, lai noteiktu specifisko ietekmi uz piesārņotāju atdalīšanas efektivitāti.
3 Galvas sekcijas DO koncentrācijas ietekmes uz piesārņotāju noņemšanas efektivitāti analīze
3.1. ĶSP noņemšanas efektivitātes analīze
ĶSP noņemšanas analīze AAO aerobās zonas galvas daļā trīs dažādos DO koncentrācijas apstākļos uzrādīja izplūdes ĶSP vērtības attiecīgi 41,2, 40,2 un 40,8 mg/L ar noņemšanas efektivitāti attiecīgi 91,3%, 90,5% un 90,8%. Konkrētas detaļas ir parādītas2. attēls.
Datu analīze liecina, ka, lai gan ĶSP noņemšanas efektivitāte galvas daļā zināmā mērā mainījās dažādās DO koncentrācijās, kopējās atšķirības bija minimālas un neuzrādīja skaidru korelāciju. Kad DO koncentrācija palielinājās no 2–3 mg/L līmeņa līdz 3–4 mg/L līmenim, notekūdeņu ĶSP un izvadīšanas efektivitāte samazinājās attiecīgi par 1,0 mg/L un 0,8%. Tomēr, kad DO koncentrācija palielinājās līdz 4–5 mg / L līmenim, notekūdeņu ĶSP un noņemšanas efektivitāte palielinājās attiecīgi par 0, 6 mg / l un 0, 3%. Dažādas DO koncentrācijas būtiski neietekmēja ĶSP noņemšanas efektivitāti.
3.2. TN noņemšanas efektivitātes analīze
TN noņemšanas analīze galvas sekcijā uzrādīja izplūdes TN koncentrāciju 12,8, 12,3 un 13,1 mg/l trīs DO apstākļos ar izvadīšanas ātrumu attiecīgi 68,0%, 66,8% un 67,7%.
Datu analīze liecina, ka TN noņemšanas efektivitāte galvas daļā zināmā mērā mainījās dažādās DO koncentrācijās, taču kopējās atšķirības bija minimālas un neuzrādīja skaidru korelāciju. Tādējādi var secināt, ka dažādas DO koncentrācijas būtiski neietekmēja TN noņemšanas efektivitāti.
3.3. TP noņemšanas efektivitātes analīze
TP noņemšanas analīze galvas daļā uzrādīja izplūdes TP koncentrāciju 0, 60, 0, 51 un 0, 48 mg / l trīs DO apstākļos ar izņemšanas ātrumu attiecīgi 88, 1%, 90, 7% un 91, 7%.
Datu analīze liecina, ka TP noņemšanas efektivitāte galvas daļā mainījās atkarībā no DO koncentrācijas. DO koncentrācijas palielināšana samazināja notekūdeņu TP koncentrāciju un vēl vairāk uzlaboja noņemšanas efektivitāti. Tādējādi var secināt, ka DO koncentrācijas līmenis 4–5 mg/L sasniedza salīdzinoši augstāko izņemšanas efektivitāti.
Visaptveroša analīze liecina, ka, iestatot DO koncentrāciju galvas daļā līdz 4–5 mg / l līmenim, tiek panākta augstāka fosfora uzņemšanas efektivitāte.
4 Vidējās sadaļas DO koncentrācijas ietekmes uz piesārņotāju noņemšanas efektivitāti analīze
4.1. ĶSP noņemšanas efektivitātes analīze
ĶSP noņemšanas analīze vidējā daļā uzrādīja izplūdes ĶSP vērtības 39,9, 38,9 un 40,4 mg/l trīs DO apstākļos ar noņemšanas efektivitāti attiecīgi 91,0%, 90,9% un 91,2%. Konkrētas detaļas ir parādītas3. attēls.
Datu analīze liecina, ka, lai gan ĶSP noņemšanas efektivitāte vidējā daļā zināmā mērā mainījās dažādās DO koncentrācijās, kopējās atšķirības bija minimālas un neuzrādīja skaidru korelāciju. Kad DO koncentrācija palielinājās no 2–3 mg/L līmeņa līdz 3–4 mg/L līmenim, notekūdeņu ĶSP un izvadīšanas efektivitāte samazinājās attiecīgi par 1,0 mg/L un 0,1%. Tomēr, kad DO koncentrācija palielinājās līdz 4–5 mg / L līmenim, notekūdeņu ĶSP un noņemšanas efektivitāte palielinājās attiecīgi par 0, 5 mg / l un 0, 3%. Dažādas DO koncentrācijas būtiski neietekmēja ĶSP noņemšanas efektivitāti.
4.2. TN noņemšanas efektivitātes analīze
TN noņemšanas analīze vidējā daļā uzrādīja izplūdes TN koncentrāciju 13, 8, 13, 0 un 12, 9 mg / l trīs DO apstākļos ar noņemšanas ātrumu attiecīgi 62, 5%, 66, 3% un 66, 4%. Salīdzinoši DO koncentrācijas līmeņi 3–4 mg / l un 4–5 mg / l nodrošināja labāku TN noņemšanas efektivitāti.
4.3. TP noņemšanas efektivitātes analīze
TP noņemšanas analīze vidējā daļā uzrādīja izplūdes TP koncentrāciju 0, 57, 0, 52 un 0, 46 mg / l trīs DO apstākļos ar noņemšanas ātrumu attiecīgi 88, 5%, 90, 8% un 91, 5%. Salīdzinoši DO koncentrācijas līmeņi 3–4 mg / l un 4–5 mg / l nodrošināja labāku TP noņemšanas efektivitāti.
Visaptveroša analīze liecina, ka DO koncentrācijas iestatīšana vidējā daļā līdz 3–4 mg / l nodrošina augstāku piesārņotāju noņemšanas efektivitāti.
Astes sekcijas DO koncentrācijas ietekmes uz piesārņotāju noņemšanas efektivitāti analīze
5.1. ĶSP noņemšanas efektivitātes analīze
ĶSP noņemšanas analīze astes daļā parādīja noņemšanas efektivitāti 91, 8% visos trīs DO koncentrācijas apstākļos. Dažādas DO koncentrācijas būtiski neietekmēja ĶSP noņemšanas efektivitāti.
5.2. TN noņemšanas efektivitātes analīze
TN noņemšanas analīze astes daļā uzrādīja izplūdes TN koncentrāciju 11, 5, 12, 7 un 13, 4 mg / l trīs DO apstākļos ar noņemšanas ātrumu attiecīgi 72, 7%, 67, 9% un 66, 5%. Salīdzinoši DO koncentrācijas līmenis 2–3 mg / l nodrošināja labāku TN noņemšanas efektivitāti.
5.3. TP noņemšanas efektivitātes analīze
TP noņemšanas analīze astes daļā parādīja, ka, ja DO koncentrācija bija zem 2,0 mg/l, noņemšanas efektivitāte nepārsniedza 96%. Šajā eksperimentā noņemšanas ātrums visos trīs DO apstākļos bija 90%, un notekūdeņu koncentrācija atbilda primārajam standartam.
Rezumējot, DO koncentrācijas iestatīšana astes daļā līdz 2–3 mg/L līmenim nodrošina augstāku piesārņotāju noņemšanas efektivitāti.
Secinājums
Lai izpētītu pakāpeniskas skābekļa padeves specifisko ietekmi AAO procesa aerobajā zonā uz piesārņotāju noņemšanas efektivitāti, pētījuma laikā aerobā zona tika sadalīta galvas, vidējā un astes daļā. ĶSP, TN un TP noņemšanas efektivitātes analīze šajās sadaļās kopā ar pētījuma rezultātiem liecina, ka DO koncentrācijas līmeņu iestatīšana trijās aerobās zonās attiecīgi 4–5 mg/L, 3–4 mg/L un 2–3 mg/L nodrošina labāku kopējo piesārņotāju atdalīšanas efektivitāti. Šī pieeja var sniegt atbalstu un atsauci ekoloģiskās vides aizsardzības, enerģijas taupīšanas un emisiju samazināšanas centienos.