Από την εργαστηριακή-εφαρμογή μεγάλης κλίμακας στα 300.000 m³/ημέρα, πώς λύνει αυτή η τεχνολογία το πρόβλημα της απονιτροποίησης στα λύματα με χαμηλή αναλογία άνθρακα-προς-αζώτου;
Για όσους εργάζονται στη βιομηχανία επεξεργασίας λυμάτων, υπάρχει επί του παρόντος μια διπλή πρόκληση: από τη μία πλευρά, τα πρότυπα απόρριψης αστικών λυμάτων γίνονται συνεχώς αυστηρότερα, με-ολοένα αυξανόμενες απαιτήσεις για την απομάκρυνση του συνολικού αζώτου και του ολικού φωσφόρου, καθιστώντας την ακραία απονιτροποίηση απαραίτητη για τη βιομηχανία. Από την άλλη πλευρά, η χαμηλή αναλογία άνθρακα-προς-αζώτου είναι διαδεδομένη στα αστικά λύματα στην Κίνα. Οι παραδοσιακές διεργασίες βασίζονται σε εξωτερικές πηγές άνθρακα για να διασφαλίσουν την αποτελεσματικότητα της απονιτροποίησης, η οποία όχι μόνο αυξάνει σημαντικά το λειτουργικό κόστος, αλλά επιφέρει επιπλέον πίεση εκπομπών άνθρακα, σε αντίθεση με τον στρατηγικό στόχο "διπλού-άνθρακα".
Στις παραδοσιακές διαδικασίες AAO, οι περισσότερες από τις πηγές οργανικού άνθρακα στα λύματα σπαταλούνται μέσω αερισμού και οξείδωσης στο αερόβιο στάδιο, αφήνοντας ανεπαρκείς πηγές άνθρακα για απονιτροποίηση, καθιστώντας δύσκολη την κάλυψη των αναγκών μετασχηματισμού της βιομηχανίας για "βελτίωση ποιότητας και απόδοσης + μείωση της ρύπανσης και των εκπομπών άνθρακα". Η ταχέως αναδυόμενη διαδικασία Αναερόβιας-Oxic-Anoxic (AOA), με τη βασική της δύναμη να επιτυγχάνει βαθιά απομάκρυνση αζώτου και φωσφόρου χωρίς εξωτερικές πηγές άνθρακα, έχει σταδιακά μετατοπιστεί από την εργαστηριακή έρευνα σε μεγάλης κλίμακας μηχανολογική πρακτική, μετατρέποντας σε μια φαινομενική "πιο σκοτεινή επεξεργασία" στη βιομηχανία.
Αποκρυπτογράφηση πυρήνα: Μόνο μια αλλαγή στη σειρά αντίδρασης, ποια είναι η μαγεία του AOA;
Πολλοί άνθρωποι αναρωτιούνται γιατί το AOA, σε σύγκριση με την παραδοσιακή διαδικασία AAO, αντιστρέφει μόνο τη σειρά αντίδρασης του "αερόβιου" και του "ανοξικού", επιτυγχάνοντας μια ποιοτική ανακάλυψη. Η απάντηση βρίσκεται στον μοναδικό μηχανισμό αφαίρεσης του αζώτου και του φωσφόρου "πρώτα αποθηκεύστε και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε" εσωτερική πηγή άνθρακα-.
Οι παραδοσιακές διεργασίες AAO (Αναερόβια-Αναερόβια-Αερόβια) χρησιμοποιούν μια αναερόβια-ανοξική-αερόβια ροή. Οι περισσότερες από τις άμεσα βιοαποδομήσιμες πηγές οργανικού άνθρακα στα λύματα οξειδώνονται αδιακρίτως και αποσυντίθενται κατά τον αερισμό στο αερόβιο στάδιο. Πολύ λίγος άνθρακας είναι πραγματικά διαθέσιμος για απονιτροποίηση στο ανοξικό στάδιο, αναγκάζοντας την προσθήκη εξωτερικών πηγών άνθρακα όπως το οξικό νάτριο να καλύψει το κενό, δημιουργώντας έναν φαύλο κύκλο «όσο περισσότερες πηγές άνθρακα είναι σπάνιες, τόσο περισσότερο προστίθενται· όσο υψηλότερο είναι το κόστος, τόσο υψηλότερες οι εκπομπές άνθρακα».
Αντίθετα, η διαδικασία AAO, με την ανοξική διάταξη τριών σταδίων-αναερόβιας-αερόβιας-αναδομεί πλήρως τη διαδρομή χρήσης της πηγής άνθρακα, διασφαλίζοντας ότι κάθε πηγή άνθρακα χρησιμοποιείται αποτελεσματικά:
1. Αναερόβιο Στάδιο: Πηγή-Κλείδωμα βάσει άνθρακα
Το εύκολα βιοαποδομήσιμο COD στην εισροή μετατρέπεται κατά προτίμηση σε εσωτερικές πηγές άνθρακα όπως το PHA και αποθηκεύεται στους μικροοργανισμούς. Αυτό ουσιαστικά προετοιμάζει εκ των προτέρων "πυρομαχικά απονιτροποίησης" για τους μικροοργανισμούς, αποτρέποντας τα απόβλητα άνθρακα από την πηγή.
2. Αερόβιο Στάδιο: Νιτροποίηση ακριβείας
Αυτό το στάδιο ολοκληρώνει ολόκληρη τη διαδικασία νιτροποίησης για το άζωτο αμμωνίας. Ταυτόχρονα, ελέγχοντας επακριβώς τον χρόνο αερισμού και τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου, αποτρέπει την υπερβολική οξείδωση της εσωτερικής πηγής άνθρακα που αποθηκεύεται στους μικροοργανισμούς, εξασφαλίζοντας επαρκή αποθέματα για επακόλουθη απονιτροποίηση.
3. Μετά-Ανοξικό Στάδιο: Ενδογενής Απονιτροποίηση
Οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν την προ-αποθηκευμένη εσωτερική πηγή άνθρακα τους για να ολοκληρώσουν την απονιτροποίηση του νιτρικού αζώτου. Η όλη διαδικασία δεν βασίζεται σε εξωτερικές πηγές άνθρακα, λύνοντας ουσιαστικά το πρόβλημα της βιομηχανίας της ανεπαρκούς πηγής άνθρακα σε λύματα χαμηλής-αναλογίας άνθρακα-προς-αζώτου.
Επαλήθευση σκληρού πυρήνα: Από 100.000 έως 300.000 m³/ημέρα, αυτά τα έργα έχουν υλοποιηθεί και παρουσιάζουν αποτελέσματα.
Η αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας αποδεικνύεται από την πρακτική μηχανική. Επί του παρόντος, η διαδικασία AOA έχει εφαρμοστεί σε μεγάλη κλίμακα σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων σε πολλές πόλεις σε όλη την Κίνα, καλύπτοντας διάφορα σενάρια όπως νέα έργα, αναβαθμίσεις, επιπτώσεις της περιόδου βροχών και λειτουργία σε χαμηλές{1}}θερμοκρασίες, παρέχοντας εξαιρετικά πειστικά λειτουργικά αποτελέσματα.
Τα αποτελέσματα των δοκιμών παραγωγής δείχνουν ότι ακόμη και κάτω από ακραίες συνθήκες με φορτίο νερού άνω του 202%, η ποιότητα των λυμάτων της διαδικασίας AOA δεν επιδεινώθηκε σημαντικά: οι ρυθμοί απομάκρυνσης αμμωνιακού αζώτου, ολικού αζώτου και ολικού φωσφόρου παρουσίασαν μόνο μικρές, ελεγχόμενες διακυμάνσεις και οι συγκεντρώσεις των λυμάτων παρέμειναν σταθερά εντός των προτύπων. Προσαρμόζοντας απλώς την αναλογία αρχικής επιστροφής λάσπης, την αναλογία-αέρα προς-και τη συγκέντρωση της λάσπης, το σύστημα μπορεί να επιστρέψει γρήγορα σε σταθερή λειτουργία, προσαρμόζοντας τέλεια τις πολύπλοκες συνθήκες σημαντικών διακυμάνσεων του όγκου του νερού κατά την περίοδο των βροχών.
Πλήρης-Προσαρμοστικότητα σεναρίου: Συμβατό με εκ των υστέρων, χειρίζεται Λειτουργίες χαμηλής θερμοκρασίας-
Εκτός από τα νέα έργα, η διαδικασία AOA καταδεικνύει επίσης ισχυρή συμβατότητα στην αναβάθμιση των υφιστάμενων μονάδων επεξεργασίας λυμάτων. Μετά την ολοκλήρωση μιας 1500 m³/d ORBAL οξείδωσης τάφρου-Αναβάθμισης της διαδικασίας AOA σε μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων στο Chongqing, ο συνολικός ρυθμός απομάκρυνσης αζώτου αυξήθηκε από 71,52% της αρχικής διαδικασίας AAO σε 83,01% χωρίς την ανάγκη εξωτερικής πηγής άνθρακα, και οι επιδράσεις της αμμωνίας και της ολικής απομάκρυνσης του COD ήταν συνολικά στις παραδοσιακές διαδικασίες.
Αντιμετωπίζοντας το σημείο πόνου της βιομηχανίας της μειωμένης δραστηριότητας απονιτροποίησης λόγω χαμηλών χειμερινών θερμοκρασιών σε περιοχές βόρειων/οροπεδίων, μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων επεξεργασίας λυμάτων 40.000 m³/d AOA στο Γκουιγιάνγκ, που λειτουργεί για 430 ημέρες υπό συνθήκες θερμοκρασιών νερού έως 11 βαθμούς , πέτυχε ακόμα 40% αζώτου {5} με τη συνολική απομάκρυνση του αζώτου στο post-anox σταθερό στα 4,13 mg/L. Σε σύγκριση με τις μονάδες επεξεργασίας λυμάτων διεργασίας AAO με την ίδια πηγή εισροής, το συνολικό άζωτο των εκροών μειώθηκε κατά 54,62%, η κατανάλωση ενέργειας στη βιολογική δεξαμενή μειώθηκε κατά 24%, η κατανάλωση χημικών κατά 39% και η παραγωγή ιλύος κατά 7%.
Πέρα από την τήρηση προτύπων: Μελλοντικές δυνατότητες αναβάθμισης της διαδικασίας AOA
Επί του παρόντος, η διαδικασία AOA έχει διαμορφώσει ένα σχετικά πλήρες τεχνικό σύστημα, αλλά οι δυνατότητές της εκτείνονται πολύ πέρα από αυτό. Για να καλύψει τις αναπτυξιακές ανάγκες της βιομηχανίας επεξεργασίας λυμάτων για χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και χαμηλότερες εκπομπές άνθρακα, η βιομηχανία έχει αρχίσει να διερευνά την ενσωμάτωση της διαδικασίας AOA με νέες τεχνολογίες αφαίρεσης αζώτου για να διερευνήσει περαιτέρω τις δυνατότητες τεχνολογικής αναβάθμισης.
Πολλαπλές μελέτες έχουν δείξει ότι το συζευγμένο σύστημα τεχνολογίας AOA (Automatic Aeration) με τεχνολογίες νιτροποίησης σύντομης-περικοπής και αναερόβιας οξείδωσης αμμωνίου (ANAO) παρουσιάζει εξαιρετική απόδοση αφαίρεσης αζώτου στην επεξεργασία αστικών λυμάτων με χαμηλές αναλογίες COD/TN: Ένα σύντομο-σύστημα νιτροποίησης με βάση την ολοκλήρωση ANA, μετά τη λειτουργία{2} επιτυγχάνει συγκέντρωση ολικού αζώτου στα απόβλητα τόσο χαμηλή όσο 2,3 mg/L, με συνολικό ποσοστό απομάκρυνσης αζώτου έως και 95,8%. ένα τροποποιημένο σύστημα συνεχούς ροής AOA, υπό συνθήκες όπου ο λόγος εισερχόμενου COD/TN είναι τόσο χαμηλός όσο 3,2, επιτυγχάνει αποτελέσματα προηγμένης επεξεργασίας με TN εκροής (4,6±1,5) mg/L και ολικό φώσφορο (0,2±0,2) mg/L, με το ANAO{10}που αντιστοιχεί στην απομάκρυνση του αζώτου σε συνδυασμό με {1}%.
Αυτές οι εξερευνήσεις παρέχουν απεριόριστες δυνατότητες για τη μελλοντική υλοποίηση σχεδόν-μηδενικής πηγής άνθρακα και σχεδόν-μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας επεξεργασίας λυμάτων με τη χρήση της διαδικασίας AOA, και επίσης παρέχουν βασική τεχνολογική υποστήριξη για τον μετασχηματισμό χαμηλών-διοξειδίου του άνθρακα της βιομηχανίας επεξεργασίας λυμάτων της χώρας μου.
Σύναψη
Από την επίλυση του προβλήματος της απομάκρυνσης αζώτου από τα λύματα με χαμηλές αναλογίες άνθρακα-προς-αζώτου έως την προσαρμογή στις ανάγκες μετασχηματισμού της βιομηχανίας για "βελτίωση συνεργιστικής απόδοσης μέσω μείωσης της ρύπανσης και μείωσης του άνθρακα", η διαδικασία AOA έχει αποδείξει τη βασική της αξία στον τομέα επεξεργασίας κινητήρων λυμάτων. Με συνεχή τεχνολογική επανάληψη και{3}}μεγάλη{3}προώθηση, η διαδικασία AOA γίνεται η προτιμώμενη λύση για την κατασκευή και την αναβάθμιση σταθμών επεξεργασίας αστικών λυμάτων στη χώρα μου, οδηγώντας τη βιομηχανία στη σταθερή μετάβαση από την "πλήρωση των προτύπων εκπομπών" σε ένα στάδιο ανάπτυξης υψηλής ποιότητας{{4}με "πράσινο, χαμηλό{{5}και βελτιωμένο αυτοκίνητο".