A²/O proces prečišćavanja otpadnih voda: kako uticaj, unutrašnje recikliranje i aeracija rade zajedno

A²/O proces se široko koristi kada postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda treba biološki ukloniti i dušik i fosfor.

Na prvi pogled, proces izgleda jednostavno: otpadna voda teče kroz anaerobnu zonu, anoksičnu zonu i aerobnu zonu prije nego što uđe u sekundarni taložnik.

U praksi, međutim, tokovi cjevovoda i reciklaže između ovih zona čine proces funkcioniranjem.

Svi važni tokovi ne rade istu stvar. Influent donosi organsku materiju i hranljive materije, unutrašnji reciklaža vraća nitrate u anoksičnu zonu, a aeracija snabdeva kiseonikom aerobnu zonu.

Razumijevanje ovih tokova čini mnogo lakšim razumjeti kako A²/O postrojenje radi.

U konvencionalnom A²/O postrojenju, normalan protok otpadne vode je općenito:

Grubo prosijavanje → Fino prosijavanje → Uklanjanje pijeska → Razvodni bunar → Uvodni glavni → Anaerobni rezervoar

Glavne konstrukcije uklanjaju velike krute tvari i pijesak prije nego što otpadna voda uđe u fazu biološke obrade.

Distributivni bunar može uključivati ​​ulazni ventil, mjerač protoka i drugu kontrolnu opremu. Oni omogućavaju operaterima da prate i regulišu protok koji ulazi u biološki proces.

Anaerobni rezervoar je prva biološka zona u konvencionalnom A²/O aranžmanu. Ovo je važno za biološko uklanjanje fosfora jer organizmima koji akumuliraju-fosfor (PAO) trebaju odgovarajući anaerobni uslovi da bi oslobodili fosfor i preuzeli lako biorazgradivi ugljik.

Iz tog razloga, normalni dotok je usmjeren na anaerobnu zonu, a ne direktno na anoksičnu ili aerobnu zonu. EPA-in opis konvencionalnog A²/O procesa takođe pokazuje uticaj koji ulazi u anaerobnu zonu, a zatim u anoksičnu i aerobnu zonu.

To ne znači da svaka biljka{0}}za uklanjanje nutrijenata ima potpuno isti hidraulički raspored. Modificirani procesi mogu koristiti različite konfiguracije i tokove recikliranja. Važna stvar je da raspored cijevi mora odgovarati biološkom procesu koji se koristi.

Hitna premosnica

Neka postrojenja također imaju bajpas cijevi za održavanje, kvar opreme ili druge abnormalne uvjete.

Bypass je aranžman za hitne slučajeve ili održavanje, a ne dio normalnog biološkog procesa. Da li se otpadna voda može zaobići, uskladištiti ili usmjeriti u drugu fazu tretmana ovisi o dizajnu postrojenja i lokalnim zahtjevima za ispuštanje.

Anaerobna zona sadrži malo ili nimalo rastvorenog kiseonika i namenjena je da obezbedi uslove pogodne za oslobađanje fosfora od strane PAO.

Povratni aktivni mulj (RAS) se normalno vraća iz sekundarnog taložnika u vrh anaerobne zone, gdje se miješa sa ulaznom otpadnom vodom.

Lako biorazgradivi ugljik u influentu je ovdje posebno važan.

PAO koriste energiju dobivenu iz intracelularnog polifosfata kako bi preuzeli lako biorazgradivi ugljik i pohranili ga kao intracelularna jedinjenja ugljika. Fosfat se oslobađa u tečnost tokom ove anaerobne faze.

Kasnije, pod aerobnim-i u nekim sistemima anoksičnim- uslovima, PAO ponovo preuzimaju fosfor. Kada se biomasa{3}} bogata fosforom na kraju izgubi iz sistema, fosfor napušta proces tretmana sa otpadnim aktivnim muljem.

Dakle, anaerobna zona nije samo rezervoar bez vazduha. To je važan dio biološkog mehanizma{1}}uklanjanja fosfora.

Nakon anaerobne zone, miješana tekućina ulazi u anoksičnu zonu.

Anoksična zona je dizajnirana za denitrifikaciju. Za razliku od aerobne zone, ona se ne snabdijeva zrakom za aeraciju. Umjesto toga, mikseri se obično koriste da se miješana alkoholna pića drži suspendirana.

Ali odakle dolazi nitrat?

Ovdje interna recirkulacijska linija postaje važna.

Dio nitrificirane miješane tekućine iz aerobne zone se pumpa natrag u anoksičnu zonu:

Aerobni rezervoar → Unutrašnja pumpa za reciklažu → Anoksični rezervoar

Reciklirana miješana tekućina sadrži nitrate koji nastaju tokom nitrifikacije.

U anoksičnoj zoni, mikroorganizmi koriste raspoloživi biorazgradivi ugljik za redukciju nitrata u plinoviti dušik.

Osnovni redoslijed-uklanjanja azota je:

Amonijak → Nitrifikacija → Nitrati → Unutrašnji recikliranje → Denitrifikacija → Gasoviti dušik

Ovo unutrašnje recikliranje jedna je od karakteristika konvencionalnog A²/O procesa.

Unutrašnji tok recikliranja mora biti dovoljno velik da vrati dovoljno nitrata u anoksičnu zonu, ali ne postoji jedinstveni omjer recikliranja koji je ispravan za svaku biljku.

U zavisnosti od dizajna i radnih uslova, interne stope reciklaže mogu biti u rasponu od jednog do nekoliko puta većeg protoka.

na primjer,100%–400% ulaznog tokamože se susresti u praksi, ali stvarna radna tačka treba da se odredi iz zahteva procesa postrojenja, a ne iz fiksnog pravila.

Važni faktori uključuju:

Utjecajno opterećenje dušikom

Dostupnost biorazgradivog COD-a

Koncentracija nitrata

Potreban efluent TN

Volumen anoksične{0}}zone

Prenos rastvorenog kiseonika

Pumpanje energije

Učinak biološkog{0}}uklanjanja fosfora

Povećanje stope recikliranja ne znači automatski i bolje uklanjanje dušika. Nakon što proces ima dovoljan prijenos nitrata u anoksičnu zonu, dodatno pumpanje može donijeti malu korist uz povećanje potrošnje energije.

Recikliranje stoga treba prilagoditi na osnovu stvarnih performansi postrojenja.

Pomiješana alkoholna pića tada ulazi u aerobnu zonu.

Ovo je mjesto gdje se kisik isporučuje za podršku biološkim reakcijama kao što su:

Nitrifikacija

Oksidacija organske materije

Aerobno upijanje fosfora

Sistem aeracije se obično sastoji od:

Ventilator → Glavni zračni kolektor → Ogranak zraka → Oprema za aeraciju

Uobičajeno se koriste{0}}difuzori finih mjehurića, iako su mogući i drugi sistemi aeracije.

Protok zraka do pojedinačnih spremnika ili odjeljaka može se podesiti kako bi se održala potrebna koncentracija otopljenog kisika (DO).

Premalo kiseonika može ograničiti nitrifikaciju. Previše prozračivanja, međutim, nije nužno od koristi. Prekomjerno prozračivanje može povećati potrošnju energije i može uticati na performanse biološkog uklanjanja-fosfora pod određenim radnim uvjetima. Istraživanja na A²/O sistemima su takođe prijavila pogoršanje biološkog uklanjanja fosfora u uslovima prevelike aeracije.

Stoga nije cilj jednostavno da se opskrbi što više zraka. Cilj je osigurati dovoljno kisika za potrebne biološke reakcije uz održavanje odgovarajućih uvjeta tijekom cijelog procesa.

Nakon biološke obrade, miješana tekućina teče u sekundarni taložnik.

Tipičan aranžman je:

Aerobni rezervoar → Efluentni kanal → Sekundarni prečistač

Tamo gdje hidraulički profil postrojenja to dozvoljava, ovaj tok se može pokretati gravitacijom, a ne prijenosnom pumpom.

Sekundarni taložnik odvaja biološke čvrste materije od tretirane vode.

Taloženi mulj se zatim deli u dva važna toka:

Vratite aktivni mulj (RAS)→ vratio se biološkom procesu

Otpadni aktivni mulj (WAS)→ uklonjen iz sistema

Pročišćena voda nastavlja prema nizvodnom tretmanu ili ispuštanju.

Gledajući samo rezervoare, A²/O postrojenje može izgledati jednostavno.

Ali biološki proces zavisi od nekoliko tokova koji rade zajedno:

Utjecaj:dovodi otpadne vode i biorazgradivi ugljenik u sistem.

RAS:vraća aktivni mulj i PAO u biološki proces.

Unutrašnje recikliranje:vraća mješoviti alkohol-bogat nitratima u anoksičnu zonu.

Prozračivanje zraka:opskrbljuje kisikom aerobnu zonu.

BILO:uklanja višak biomase i krutih tvari bogatih{0}} fosforom.

Svaki tok ima drugačiju svrhu.

Zbog toga A²/O rad nije samo održavanje odgovarajuće zapremine rezervoara. Hidraulički priključci, stope recikliranja, opskrba kisikom i rasipanje mulja moraju raditi zajedno.

U tretmanu otpadnih voda, cijevi su dio procesa. Određuje gdje idu ugljik, nitrat, biomasa i kiseonik-i to na kraju utiče na uklanjanje azota i fosfora.