Технологія очищення стічних вод пре-анаеробної мікро-канави окислення аерації
вступ
Аналіззвичайний процес окисленняпоказує, що завдяки регулюванню та оптимізації інтенсивності аерації та схеми потоку стічні води послідовно очищаються через резервуари для анаеробної, безкисневої та аеробної реакції, забезпечуючи ефективне видалення органічних речовин. Однак такі питання, яквисокі загальні інвестиціїінизька ефективність перенесення киснюпоширені, що призводять донеоптимальне видалення азоту та фосфору. Щоб усунути ці обмеження, було проведено-поглиблене дослідження перед-аноксичної мікропористої аераційної технології очищення стічних вод із окисленням у канавах, спрямоване на підвищення ефективності роботи міських очисних споруд та покращення використання водних ресурсів.
1. Огляд проекту
Очисні споруди в місті X очищають переважно побутові стічні води та промислові стічні води зі значним об’ємом промислових стоків.Проектна продуктивність очищення 10×10⁴ м³/добу. Стандарти якості стоків і стоків наведено вТаблиця 1. В даний час 30% очищених стоків повторно використовуються як регенерована вода для теплових електростанцій, а решта 70% скидається в річки. Виходячи з функціональної класифікації поверхневих вод і стандартів скидів забруднюючих речовин для міських очисних споруд, станція повинна відповідати стандарту скидів класу 1B. У зв’язку з постійним економічним розвитком міст і збільшенням обсягів скиду стічних вод, завод запровадив перехоплюючу очистку побутових стічних вод, розширив каналізаційну мережу та запровадив перед-аноксидний процес мікропористого окислення, щоб зменшити забруднення міських поверхневих водних джерел.
2. Технологічний потік канави перед-безкисневої мікропористої аерації окислення
Основою цього процесу є поєднання перед{0}}аноксидної ємності та мікропористої аераційної окислювальної канави. Послідовність лікування така:стічні води → грубе сито → вхідна насосна станція → дрібне сито → вихрова камера для піску → анаеробний резервуар → безкисневі/аеробні зони → вторинний відстійник → дезінфекційний резервуар → стічні води. Частина осаду з вторинного відстійника перед остаточною утилізацією скидається на установку зневоднення осаду. Процес зосереджений на вивільненні фосфору, біологічному видаленні азоту та видаленні фосфору.
2.1 Виділення фосфору
В анаеробному резервуарі ферментаційні бактерії перетворюють біорозкладані макромолекули на менші молекулярні проміжні продукти, насамперед леткі жирні кислоти (ЛЖК). За тривалих анаеробних умов поліфосфат{1}}акумулюючі організми (PAO) ростуть повільно та вивільняють фосфат зі своїх клітин у розчин, розщеплюючи поліфосфати. Цей процес забезпечує енергію для поглинання та перетворення низько{3}}молекулярних жирних кислот у гранули полігідроксибутирату (PHB).
2.2 Біологічне видалення азоту
Аміачний азот перетворюється на нітрит і нітрат нітрифікуючими бактеріями в аеробних умовах. У безкисневій зоні денітрифікуючі бактерії відновлюють нітрат до газоподібного азоту, який виділяється в атмосферу. Цей процес ефективно знижує рівень азоту в стічних водах.
2.3 Видалення фосфору
В аеробних умовах PAO використовують джерела вуглецю та PHB для поглинання ортофосфату, синтезуючи поліфосфати у своїх клітинах. Накопичений фосфор згодом видаляється із системи разом із відпрацьованим мулом, що забезпечує ефективне видалення фосфору.
У порівнянні зі звичайними процесами,перед-аноксична мікропориста аераційна окислювальна канава спрощує операції, усуваючи первинне осадження або скорочуючи його тривалість. Це дозволяє більшим органічним частинкам із камери піску проникати в біологічну систему, усуваючи недоліки джерела вуглецю. Поперемінні анаеробні-аноксичні-аеробні умови пригнічують ріст ниткоподібних бактерій, покращують осідання осаду та поєднують видалення азоту, видалення фосфору та розкладання органіки. Анаеробна та аноксична зони створюють сприятливе середовище для видалення азоту та фосфору, тоді як аеробна зона підтримує одночасне виділення фосфору та нітрифікацію. Необхідно ретельно розрахувати обсяг аеробної зони, щоб забезпечити ефективність:
Де:
- X: Концентрація мікробного мулу (мг/л)
- Y: Коефіцієнт виходу осаду (кгMLSS/кг БПК)
- Se: Концентрація стічних вод (мг/л)
- S0: Концентрація впливу (мг/л)
- θC0: Гідравлічний час утримання (с)
- Q: Швидкість потоку (л/с)
- V0: Ефективний об'єм аеробного реактора (л)
3. Ключові аспекти технології перед-безкисневої мікропористої аераційної окислювальної канави
3.1 Технологія перед-аноксичних резервуарів
У перед{0}}аноксидному резервуарі містяться анаеробні мікроорганізми, які попередньо розкладають і перетворюють органічну речовину, зменшуючи утворення мулу та зменшуючи навантаження на наступні етапи очищення.
3.1.1 Хід процесу
3.1.1.1 Попередня обробка впливу
Просіювання видаляє завислі тверді речовини, такі як пластик, волосся та кухонні відходи, за допомогою передових біологічних екранів. Регулювання потоку та якості забезпечує однорідність, тоді як седиментація (природна чи хімічна-за допомогою) видаляє зважені тверді речовини та органічні/неорганічні речовини.
3.1.1.2 Анаеробна реакція
Контрольована температура, pH і час утримування сприяють ретельному змішуванню анаеробного мулу та стічних вод, покращуючи видалення органічних речовин. Анаеробні реактори використовують змішування або циркуляцію для сприяння бродінню, утворюючи CO₂, CH₄ та сліди H₂S. Далі відокремлюються газ-рідина-тверда речовина та обробка хвостового газу.
3.1.1.3 До-очищення та стоки
Стійкі неорганічні та органічні забруднювачі очищаються за допомогою аеробних процесів або адсорбції активованим вугіллям. Онлайн-моніторинг відстежує мікробну активність і показники якості води (наприклад, співвідношення F/M, розчинений кисень). Коефіцієнт F/M повинен становити в середньому 0,06; розчинений кисень в анаеробних зонах має становити 0,5–1 мг/л.
3.1.2 Контроль процесу
Основні заходи включають:
Культивування анаеробного мулу з високою здатністю до розкладання та підтриманням оптимального співвідношення поживних речовин (C:N:P ≈ 100:5:1).
Контроль органічного навантаження, температури (30–35 градусів) і pH (6,5–7,5). Органічне навантаження має становити 3–6 кг БПК₅/(м³·д).
Впровадження переробки мулу для підтримки концентрації та активності мікробів. Зневоднений осад можна використовувати як добриво або корм.
3.2 Технологія канави мікропористого аераційного окислення
Здуття мулу, яке часто спричинене ниткоподібними бактеріями або розширенням зооглої, погіршує здатність до осідання. Наступні рівняння описують ріст мікробів:
Де:
- Kd: Коефіцієнт мікробного розпаду (d-1)
- S: Концентрація субстрату (мг/л)
- Ks: Коефіцієнт половинного-насичення (мг/л)
- Y: Коефіцієнт виходу (кгMLSS/кгCOD)
- μмакс: максимальна питома швидкість росту (d-1)
- μ: Швидкість мікробного росту (d-1)
Де:
- Sхв: Мінімальна концентрація субстрату в стабільному стані (мг/л)
- Kd: Коефіцієнт мікробного розпаду (d-1)
- Ks: половинний-коефіцієнт насичення, тобто концентрація субстрату, коли μ=μmax/2μ=μmax/2 (мг/л)
- Y: Коефіцієнт виходу (кгMLSS/кгCOD)
- μмакс: максимальна питома швидкість росту (d-1)
3.2.1 Параметри розробки процесу
Стічні води проходять через решітки, піскокамери та анаеробні резервуари (зі змішувачами), перш ніж потрапити в канаву окислення. Мікропористі аератори та занурені гвинти створюють чергування аеробних/безкисневих умов. Система включає два анаеробних резервуари (2,8 год HRT) і чотири окислювальні канави (8,64 год HRT). Вік осаду 11,3 доби.
3.2.2 Проект-пілотного вагового пристрою
Пілотна система включає камеру з аерованим піском, насоси, анаеробний селектор, канаву для окислення, рефлюксний насос для мулу, вторинний відстійник і насос для стоків. Анаеробний селектор (2,35 м³) має три відділення з міксерами та моніторами (ОВП, рН). Окислювальна канава (26,3 м³) має кілька входів/виходів і мікропористі дифузори. Тестування показало впливові середні значення: SS 160 мг/л, COD 448 мг/л, TP 4 мг/л.
Висновок
Інтеграція перед{0}}аноксичних і мікропористих технологій аераційного окислення значно покращує видалення азоту та фосфору. Майбутні зусилля повинні бути зосереджені на оптимізації віку осаду, розчиненого кисню та коефіцієнта рефлюксу осаду для подальшого підвищення ефективності очищення.