Tilrauna-kvarðarannsókn á fjölþrepa A/O-MBBR kerfi til að fjarlægja nitur við miðlungs-lágt hitastig
Yfirlit
Undanfarin ár hefur Kína náð umtalsverðum árangri í stjórnun vatnsumhverfis, en stendur enn frammi fyrir vandamálum eins og skorti á vatnsauðlindum, umhverfismengun vatns og skemmdum á vistfræðilegu vatni. Frá sjónarhóli að vernda vatnsauðlindir, koma í veg fyrir vatnsmengun og endurheimta vatnsvistfræði, er stöðugt að stuðla að bættri skilvirkni og skilvirkni skólphreinsunar mjög mikilvæg til að auka nýtingarhlutfall vatnsauðlinda, bæta gæði vatnsumhverfis, auka lífsgæði þjóðarinnar, flýta fyrir byggingu vistfræðilegs umhverfis og vinna baráttuna um hreint vatn. Eins og er, byggt á núverandi landsvísu „mengunarlosunarstaðli fyrir hreinsistöðvar fyrir skólphreinsistöðvar í þéttbýli“ (GB18918-2002), hafa sveitarfélög í röð lagt fram nýjar kröfur um gæði frárennslishreinsistöðva í þéttbýli, með sérstaklega strangari kröfum um vísbendingar eins og lífrænt efni, ammoníak köfnunarefni og heildarköfnunarefni. Hefðbundin vatnsmeðferðartækni sem táknuð er með virkjaðri seyruferlinu stendur frammi fyrir flöskuhálsum eins og takmörkuð líffræðileg nítrun við lágt hitastig. Fjölmargar rannsóknir hafa sýnt að nítrunarafköst virkjaðar seyruferlisins minnkar verulega við lágt-hitastig, samfara vandamálum eins og alvarlegri seyruuppbyggingu og líffræðilegum sóda. Þess vegna hefur það orðið brýnt vandamál að leysa á sviði skólphreinsunar að brjótast í gegnum lághita flöskuhálsinn og ná stöðugu og skilvirku líffræðilegu köfnunarefnishreinsun. Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) tækninni hefur verið beitt í hundruðum skólphreinsistöðva um allan heim. Vegna meðfylgjandi vaxtarástands líffilmunnar innan kjarnaofnsins og stöðugrar endurnýjunargetu þess, býr hún ekki aðeins yfir miklum lífmassa heldur heldur hún einnig mikilli virkni. Niðurstöður umsókna á Norðurlöndum benda einnig til þess að það hafi sterkari aðlögunarhæfni við lágt hitastig samanborið við virkjaða seyruferlið.
Af þessum sökum nýtir þessi rannsókn, sem miðar að eiginleikum frárennslisvatns frá þéttbýli í Kína, kosti MBBR og fjölþrepa anoxískt/oxískt (A/O) ferli fyrir líffræðilega nitureyðingu til að byggja uppþriggja-þrepa A/O-MBBR flugmaður-kvarðakerfi. Könnuð var flutningsgeta kerfisins fyrir lífrænt efni, ammoníak köfnunarefni og heildar ólífrænt köfnunarefni við miðlungs-lágt hitastig. Nitrunargeta og formfræðilegar breytingar líffilmunnar við kyrrstæðar tilraunaaðstæður voru greind, sem veitir tæknilega aðstoð til að ná stöðugum og skilvirkum niturfjarlægingu úr frárennsli þéttbýlis við lágt-hitastig og til að byggja og stjórna fjöl-A/O-MBBR kerfum.
1. Efni og aðferðir
1.1 Pilot-kvarða Tilraunauppsetning kerfis og notkunarhamur
Ferlisflæði hins smíðaða þriggja-þrepa A/O-MBBR tilrauna-kvarðakerfis er sýnt íMynd 1. Pilot-kvarðakerfið samanstendur af þremur þrepum anoxic/oxic (A/O), skipt í 10 hvarfsvæði alls.Fyrsta-stigiðA/O-MBBR undirkerfi samanstendur af súrefnislausu hvarfsvæði (A1, A2) og loftháð hvarfsvæði (O3, O4).Annað-stigiðA/O-MBBR undirkerfi samanstendur af súrefnislausu hvarfsvæði (A5, A6) og loftháð hvarfsvæði (O7, O8).Þriðja-stigiðA/O-MBBR undirkerfi samanstendur af súrefnislausu hvarfsvæði (A9) og loftháðu hvarfsvæði (O10). Virkt rúmmál afhvert áðurnefnt hvarfsvæði er 1,4 m³ (1m * 1m * 1,4m), með virkri vatnsdýpt 1,4 m. Hvíldrandi líffilmuburðarefni (miðlar) með tiltekið yfirborðsflatarmál 500 m²/m³ var bætt við hvern hluta hvarfsvæðisins, með burðarfyllingarhlutfalli upp á 35% fyrir alla. Vélræn blöndun var notuð á súrefnislausu hvarfsvæðunum til að halda burðarefninu vökva, en gatað pípaloftun var notuð á loftháðu hvarfsvæðinu, sem stjórnaðistyrkur uppleysts súrefnis við 3-9 mg/L.
Raunverulegur innflæðishraði -kvörðunarkerfisins var (23.6 + 5.4) m³/d, með tveggja-innstreymisdreifingu, með inntakspunkta stillta á hvarfsvæði A1 og O5 og innflæðishlutfallið 1:1. Pilot-kvarðakerfið var með tvö sett af nítruðum vökva endurrás (frá O4 til A1 og frá O8 til A5), með endurrásarhlutfalli frá 100% til 200% (miðað við innstreymishraða hvers þrepa). Til að tryggja rétta eftir-denitrification var 50-90 mg/L af natríumasetati (reiknað sem COD) bætt við sem ytri kolefnisgjafa á A9 hvarfsvæðinu. Allri tilraunarannsókninni var skipt í 2 áfanga: Fasi I - Venjulegur hiti (18-29 gráður); Fasi II - Miðlungs-lágur hiti (10-16 gráður).
1.2 Próf vatn
Tilraunaprófið var gert á-stað í skólphreinsistöð í þéttbýli í Qingdao-borg. Prófunarvatnið var tekið úr frárennsli aðalsetlagstanks þessarar verksmiðju og fór inn í tilraunakerfið eftir aukna formeðferð með floti. Vatnsgæðaskilyrði eftir aukna flotformeðferð eru sýnd íTafla 1.
1.3 Uppgötvunarvísar og aðferðir
1.3.1 Hefðbundnir vísar
Hefðbundnir vísbendingar eins og SCOD, NH₄⁺-N, NO₂⁻-N, NO₃⁻-N, SS, MLSS og MLVSS voru mældir með stöðluðum aðferðum úr „Vöktunar- og greiningaraðferðum fyrir vatn og skólp“. Uppleyst súrefni, hitastig, pH og ORP voru mæld með því að nota aflytjanlegur mælir fyrir uppleyst súrefni (HACH HQ40d). Líffilmuþykkt var mæld með því að nota anöfug flúrljómunarsmásjá (Olympus, IX71).
1.3.2 Nitrification Static Experiment
Við notkun kerfisins voru reglulega tekin sýni úr burðarefnum frá loftháðu svæðunum til að mæla nítrunargetu líffilmunnar við kyrrstöðu hvarfaðstæður. Flutningsefni frá hverju loftháðu hvarfsvæði voru sett í 5L reactor, með fyllingarhlutfall eins og tilraunakerfið við 35%. Prófunarvatnið var tilbúið NH₄Cl lausn með massastyrk 20-25 mg/L (reiknað sem N). Á meðan á tilrauninni stóð var lítil loftdæla notuð til að lofta til að halda burðarefninu vökvaða á meðan stjórnað var uppleystu súrefninu við 7-11 mg/L. Prófunartíminn var 2 klukkustundir, með sýnatöku millibili á 30 mínútum, sem mældi breytinguna á NH4+-N styrk til að reikna út nítrunargetu líffilmunnar við kyrrstöðu hvarfaðstæður.
2. Niðurstöður og greining
2.1 Rekstrarafköst þriggja-þrepa A/O-MBBR flugmannakerfisins
Rekstrarframmistaða þriggja-þrepa A/O-MBBR tilraunakerfisins er sýnd íMynd 2. Í venjulegum hitastigsfasa (I. áfangi), með hvarfhitastig upp á 18-29 gráður, meðferðarflæðishraði upp á (23.6+5.4) m³/d, og kolefnisskammtur upp á 50 mg/L (reiknaður sem COD, sama hér að neðan) í súrefnislausu svæði þriðja-stigs A/O-undirkerfisins, MBBR, SC, og MBBR, undirkerfisins. NH₄⁺-N og TIN styrkur var (160±31), (35,0±7,2) og (35,8±7,0) mg/L, í sömu röð, og styrkur meðhöndlaðs frárennslis var (27±8), (0,6±0,5) og (2,7±2,2) mg/L, í sömu röðMeðalhlutfall fjarlæginga nær 83,1%, 98,3% og 92,5%. Í miðlungs-lághitastiginu (2. stigs), með hvarfhitastig upp á 10-16 gráður, sama meðferðarflæðishraði upp á (23.6+5.4) m³/d, og kolefnisskammtur upp á 50-90 mg/L á súrefnislausu svæði þriðja-þrepa A/O-SC inflúensukerfisins, og BR inflúensukerfisins. Styrkur NH₄⁺-N og TIN var (147±30), (38,3±2,1) og (39,6±2,3) mg/L, í sömu röð, og styrkur frárennslis var (26±6), (0,4±0,6) og (6,8±3,6) mg/L, í sömu röð, meðMeðalhlutfall fjarlæginga nær 82,3%, 99,0% og 82,8%. Ennfremur, á dögum 56-62 í notkun kerfisins, þegar kolefnisskammturinn var 50 mg/L, kom fram veruleg NO₂⁻-N uppsöfnun á A9 hvarfsvæðinu. Hins vegar, eftir að kolefnisskammturinn var smám saman aukinn í 90 mg/L, hvarf NO₂⁻-N uppsöfnunin á A9 hvarfsvæðinu smám saman og styrkur TIN frárennslis lækkaði í hæfilegt magn.
2.2 Breytingar á nítrunargetu líffilmu á hverju loftháðu hvarfsvæði við mismunandi hvarfhitastig
Til að meta breytingar á nítrunargetu þriggja-þrepa A/O-MBBR kerfisins frá heildarsjónarhorni, voru NH₄⁺-N nítrunarframlagshlutfall og nítrunargeta líffilmunnar á hverju loftháðu hvarfsvæði við mismunandi hvarfhita greind, með niðurstöðurnar sýndar íMyndir 3 og 4, í sömu röð.
Mynd 4 Nitrification flutningsálag og aðlögunarferlar á loftháðum svæðum 1. og 2. þreps A/O-MBBR undirkerfa við mismunandi hvarfhitastig
FráMynd 3, það sést að innan þriggja-þrepa A/O-MBBR kerfisins, vegna tveggja-punktaáhrifa, O3 og O4 viðbragðssvæða fyrsta-þreps A/O-MBBR undirkerfisins og O7 og O8 viðbragðssvæða annars stigs A/O{0}MB aðal borkerfis{0}MB{0}MB{9} nítrunarálag kerfisins. Við bæði venjulegt og meðal-lágt hitastig erNH₄⁺-N nítrunarframlagshlutfall þessara tveggja undirkerfa var 43,1%, 49,6% og 33,8%, 54,0%, í sömu röð. Þetta sýnir að við meðal-lágt hitastig var NH₄⁺-N nítrunarframlagshlutfall annars-stigs undirkerfisins 20,2% hærra en fyrsta-stigs undirkerfisins.
FráA- og c-myndir 4., það má sjá að fyrir líffilmurnar á O3 og O7 loftháð hvarfsvæðinu við venjulegt hitastig, þá eru þær aðalhvarfsvæðin í þriggja-þrepa A/O-MBBR kerfinu fyrir niðurbrot lífrænna efna ásamt nítrunarvirkni. Þegar SCOD flutningsálag á hvert yfirborð burðarflatar (skammstafað sem "SCOD removal load", reiknað sem COD) var minna en 2,0 g/(m²·d) og nítrunarálag á yfirborð burðarflatarmáls (skammstafað sem "nitrification load", reiknað sem N) var minna en 1,6 g/(m² flutningsyfirborðsflatarmáls nítrunarflatarmáls) var minna en 1,6 g/(m² flutningsyfirborðs álags d) (skammstafað sem "nitrification removal load", reiknað sem N) og nitrification álagið fylgdi fyrstu -línulegu viðbrögðum, með halla upp á 0,83 og 0,84, í sömu röð. Þegar nítrunarálagið jókst í 1,6-6,0 g/(m²·d), fylgdi sambandið milli nítrunarfjarlægingarálags og nítrunarálags núll-stöðu hvarf, með samsvarandi meðalhleðslu nítrunarfjarlægingar upp á 1,31 og 1,34 g/(m².d), í sömu röð. Þegar SCOD-fjarlægingarálagið var 2,0-4,0 g/(m²·d) og nítrunarálagið var 1,6-6,0 g/(m²·d), þó að núll-stigs hvarfsambandið milli nítrunar-fjarlægingarálags og nítrunarálags hélst óbreytt og samsvarandi minnkuð meðaltal nítrunar og 9 minnkaðra nítrunar. 0,97 g/(m²·d), í sömu röð. Fyrir líffilmurnar á O3 og O7 loftháðu hvarfsvæðinu við miðlungs lágt hitastig, þegar SCOD flutningsálagið var minna en 2,0 g/(m²·d) og nítrunarálagið var minna en 1,1 g/(m²·d), þá minnka línulegar hallar nítrunarfjarlægingarálags á móti nítrunarálagi á móti 011 miðað við 08. Þegar nítrunarálagið jókst í 1,1-6,0 g/(m²·d), lækkaði samsvarandi meðaltal nitrification flutningsálags í 0,78 og 0,94 g/(m²·d), í sömu röð, sem svarar til lækkunar um 40,4% og 19,4% miðað við eðlileg hitastig. Þegar SCOD-fjarlægingarálagið jókst í 2,0-4,0 g/(m²·d), lækkaði samsvarandi meðaltal nitrification flutningsálags í 0,66 og 0,91 g/(m²·d), í sömu röð, sem svarar til lækkunar um 30,5% og 6,2% miðað við eðlileg hitastig. Nitrunargeta líffilmunnar á O3 hvarfsvæðinu var í samræmi við rannsóknarniðurstöður HEM o.fl. við samsvarandi skilyrði. Hins vegar er athyglisvert að við miðlungs lágt hitastig, samanborið við O3 hvarfsvæði líffilmu, sýndi O7 hvarfsvæði líffilmu sterkari nítrunargetu.
FráMyndir 4(b) og (d), það má sjá að fyrir líffilmurnar á O4 og O8 loftháðu hvarfsvæðinu við venjulegt hitastig, þá eru þau hvarfsvæðin í þriggja-þrepa A/O-MBBR kerfinu sem þjóna fyrst og fremst viðbótar nítrunarvirkni. Þegar SCOD-fjarlægingarálagið var minna en 1,0 g/(m²·d) og nítrunarálagið var minna en 1,3 g/(m²·d), fylgdu sambandið milli nítrunarfjarlægingarálags og nítrunarálags fyrstu -reglu línulegu hvarfinu, með halla upp á 0,86 og 0,88 í sömu röð. Þegar nítrunarálagið jókst í 1,3-3,0 g/(m²·d) fylgdi sambandið milli nítrunarfjarlægingarálags og nítrunarálags núll-stöðu hvarf, með samsvarandi meðaltali nítrunarfjarlægingarálags upp á 1,11 og 1,13 g/(m².d), í sömu röð. Við miðlungs lágt hitastig, þegar SCOD-fjarlægingarálagið var minna en 1,0 g/(m²·d) og nitrification-álagið var minna en 1,0 g/(m²·d), lækkuðu línulegar hallar álags nitrification-fjarlægingar á móti nitrification-álagi í 0,72 og 0,84, í sömu röð. Þegar nítrunarálagið jókst í 1,0-3,0 g/(m²·d), var samsvarandi meðaltal nitrification flutningsálags 0,72 og 0,86 g/(m²·d), í sömu röð, sem svarar til lækkunar um 35,1% og 23,9% miðað við venjulegar hitastig.
Af ofangreindri greiningu má sjá að við miðlungs-lágt hitastig komu beygjupunktar sambandsins milli nítrunarfjarlægingarálags og nítrunarálags fyrir líffilmuna á hverju hvarfsvæði fyrr samanborið við eðlilegt hitastig. Þetta fyrirbæri er tiltölulega í samræmi við rannsóknarniðurstöður SAFWAT. Á heildina litið, þó að nítrunargeta líffilmunnar á hverju loftháðu svæði kerfisins sýndi lækkun við miðlungs-lágt hitastig,nítrunargeta líffilmunnar á O7 hvarfsvæði annars-þreps A/O-MBBR undirkerfisins jókst um 20,5%-37,9% samanborið við O3 hvarfsvæðið og nítrunargeta líffilmunnar á O8 hvarfsvæðinu jókst um um 19,4% miðað við O4 hvarfsvæðið.. Þetta gefur til kynna að uppsetning annars-viðbragðssvæðis í þriggja-þrepa A/O-MBBR kerfinu sé gagnleg til að bæta heildarnitrunargetu kerfisins.
2.3 Breytingar á líffilmu denitrification getu á hverju súrefnislausu hvarfsvæði við mismunandi hvarfhitastig
Til að meta breytingar á afoxunargetu þriggja-þrepa A/O-MBBR kerfisins út frá heildarsjónarhorni, greindi þessi rannsókn afkastagetu líffilmunnar á hverju súrefnislausu hvarfsvæði við mismunandi hvarfhitastig, með niðurstöðurnar sýndar íMynd 5.
Mynd 5 Hleðsla til að fjarlægja denitrification á hverju súrefnislausu svæði þriggja-þrepa A/O-MBBR kerfisins við mismunandi hvarfhitastig
FráA- og c-myndir 5., það má sjá að fyrir A1 og A5 súrefnislausu hvarfsvæðin eru þau helstu denitrification svæðin í þriggja-þrepa A/O-MBBR kerfinu sem notar hrávatnskolefnisgjafa sem hvarfefni. Við bæði eðlileg og meðal-lágt hitastig, þegar samsvarandi anoxískt denitrification kolefnis-til-köfnunarefnishlutfall (ΔCBSCOD / CNOx--N) var meira en 5,0 og denitrification álag á hvert yfirborð burðarefnis (skammstafað sem "denitrification" NOx--N) var minna en 0,95 g/(m²·d), sambandið á milli nítrunarfjarlægingarálags á hvert yfirborðsflatarmál burðarefnis (skammstafað sem "denitrification removal load", reiknað sem NOx--N) og denitrification flutningshleðslunnar fylgdi fyrst{34} hlíðari viðbrögðum 0,87, 0,88 og 0,82, 0,84, í sömu röð. Þegar nítrunarálag jókst yfir 0,95 g/(m²·d), fylgdi sambandið milli títrunarfjarlægingarálags og nítrunarálags núll-stigs viðbragði, með samsvarandi meðaltalsfjarlægingarálagi 0,82, 0,82 g/(m²·d) og 0²·78 g, í sömu röð, (0,78 g)/m. Þegar ΔCBSCOD / CNOx--N lækkaði, færðist beygingarpunktur sambandsins milli álags á efnahreinsun og neysluálagi fram á við, línuleg halla við lághleðsluskilyrði sýndi lækkandi tilhneigingu og á sama tíma sýndi meðaltal neysluhreinsunarfjarlægingarálags við aðstæður með mikið álag einnig niðurleið. Þessar niðurstöður benda til þess að fyrir líffilmu denitrification á A1 og A5 hvarfsvæðinu með því að nota hrávatnskolefnisgjafa, er kolefnis-til-köfnunarefnishlutfallið aðalþátturinn sem ákvarðar afneitunarvirknina, og við prófunarskilyrði vatnsgæða ætti kjörið kolefnis-til-köfnunarefnishlutfall fyrir A1 og A5 anoxískt hvarfsvæði að vera hærra en 5.
Frá myndum 5(b) og (d), það má sjá að fyrir A2 og A6 súrefnislausu hvarfsvæðin, þar sem A1 og A5 súrefnislaus hvarfsvæðin fjarlægðu og neyttu kolefnisgjafana í hráu frárennslisvatninu og megninu af nítratinu sem flutt er með endurrásarflæðinu, voru A2 og A6 súrefnislaus hvarfsvæðin með langtíma-lítið{7} undirlag{7.} Þess vegna, við bæði venjuleg og meðal-lágt hitastig, þegar ΔCBSCOD / CNOx--N var á milli 1,0-2,0 og nítrunarálag var minna en 0,50 g/(m²·d), voru línulegar hallar álags til að fjarlægja nítrun á móti nítrunarálagi aðeins 0,40, 0,71, 0,7, 0,7, 0,7, 0,7, 0,7, 0,7, 0,7, 0,7, 0,7, 0,7, 0,7, 0,7, 0,50 g/(m²·d) við bæði eðlileg og meðal-lágt hitastig. í sömu röð. Þar að auki, þegar denitrification álagið jókst í 0,50-1,50 g/(m²·d), var samsvarandi meðaltal denitrification fjarlægingarálags aðeins 0,25, 0,20 og 0,20, 0,17 g/(m²·d), í sömu röð. Hins vegar sýndu niðurstöður kyrrstöðutilrauna í þessari rannsókn að við aðstæður þar sem nægilegt kolefnisuppspretta og nítrat hvarfefni er, gæti nítrunarfjarlægingarálag líffilmunnar á A2 og A6 anoxískum hvarfsvæðum náð (0,66±0,14) og (0,68±0,11) g/(m²·d), í sömu röð. Þessi niðurstaða endurspeglar að líffilman í A2 og A6 súrefnislausu hvarfsvæðunum hefur í raun tiltölulega sterka denitrification getu, sem takmarkast af skorti á kolefnisgjafa og nítrat hvarfefnum í þessu tilraunakerfi.
FráMynd 5(e), það má sjá að fyrir A9 anoxíska hvarfsvæðið ber það afneitrunarálag fyrir allt nítrat sem streymir út frá fyrstu tveimur stigum þriggja-þreps A/O-MBBR kerfisins, með því að nota utanaðkomandi viðbætt natríumasetat sem kolefnisuppsprettu afneitrunar. Við bæði venjuleg og meðal-lágt hitastig, þegar ΔCBSCOD / CNOx--N var meira en 5 og nítrunarálagið var minna en 2,5 g/(m²·d), fylgdi sambandið á milli nítrunarfjarlægingarálags og nítrunarálags í fyrstu{{16}.0,9,3 viðbragðslínu, 9,3.0. í sömu röð. Hins vegar, þar sem ΔCBSCOD / CNOx--N lækkaði, sýndi línuleg halla sambandsins milli álags sem fjarlægt er af denitrification og álags denitrification, lækkun. Þessi niðurstaða gefur einnig til kynna að fyrir líffilmu denitrification á A9 hvarfsvæðinu með því að nota utanaðkomandi kolefnisgjafa, er kolefnis-til-köfnunarefnishlutfallið einnig aðalþátturinn sem ákvarðar denitrification virknina, með nauðsynlegu denitrification kolefnis-til-köfnunarefnishlutfalli meira en 3. Samtímis eru áhrif hvarfhitabreytinga á denitrification virkni þess tiltölulega lítil.
2.4 Nitrunargeta og formfræðilegir eiginleikar líffilmu á hverju loftháðu hvarfsvæði við kyrrstæðar tilraunaaðstæður
Nitrunargeta líffilmunnar á hverju loftháðu hvarfsvæði við truflanir tilraunaaðstæðna er sýnd íMynd 6. Á mynd 6 má sjá að við venjulegt hitastig var nítrunargeta líffilmunnar á O3, O4, O7 og O8 loftháðu hvarfsvæðinu (1,37±0,21), (1,23±0,15), (1,40±0,20) og (1,25±(m².·d), í sömu röð. Við meðal-lágt hitastig var nítrunargeta líffilmunnar á samsvarandi loftháð hvarfsvæðum (1,07±0,01), (1,00±0,04), (1,08±0,09) og (1,03±0,05) g/(m²·d), í sömu röð, minnkandi um 21,7%, um 21,7%, í sömu röð 22,9% og 17,6% miðað við venjulegan hita. Þessar kyrrstæðu tilraunaniðurstöður eru í samræmi við þróun mældra gilda í tilraunakerfinu. Ennfremur má sjá að mæld nítrunargeta líffilmunnar á hverju loftháðu svæði við kyrrstöður tilraunaaðstæður var nokkru hærri en raungildi í tilraunakerfinu. Greiningin rekur þetta til notkunar á einu ammóníumköfnunarefnis hvarfefni og nærri-mettuðu háu uppleystu súrefnisskilyrðum meðan á kyrrstöðutilraunum stendur, sem leiðir til meiri nítrunargetu líffilmu. Við venjulegt hitastig var raunveruleg nítrunargeta á O3, O4, O7 og O8 hvarfsvæðum þriggja -þrepa A/O-MBBR kerfisins 95,6%, 90,6%, 95,7% og 90,4% af hámarks nítrunargetu í kyrrstöðutilraunum, hver um sig. Við meðal-lágt hitastig minnkaði raunveruleg nítrunargeta á O3, O4, O7 og O8 hvarfsvæðum í 72,9%, 72,0%, 87,0% og 84,5%, í sömu röð.
Frekari greining sýndi að við eðlilegt hitastig var sérstakur ammoníakoxunarhraði (nitrification hlutfall á hverja massaeiningu MLVSS, reiknað sem N) líffilmunnar á O3, O4, O7 og O8 loftháð hvarfsvæðinu (0,062±0,0095), (0,059±0,0070), (0,0060), (0.006). (0,060±0,0063) g/(g·d), í sömu röð. Við miðlungs-lágt hitastig var sértækur ammoníaksoxunarhraði líffilmunnar á O3 og O4 loftháðu hvarfsvæðinu aðeins (0,046±0,0004) og (0,041±0,0016) g/(g·d), í sömu röð, og lækkaði um 25,5% og 30,8% og 30. Aftur á móti var sérstakur ammoníaksoxunarhraði líffilmunnar á O7 og O8 loftháð hvarfsvæðinu (0,062±0,0051) og (0,060±0,0029) g/(g·d), í sömu röð. Samanborið við venjulegar hitastigsaðstæður hélst ammoníakoxunargeta líffilmu O8 hvarfsvæðisins óbreytt, en ammoníakoxunargeta líffilmu O7 loftháðra hvarfsvæðisins jókst jafnvel um 3,3%. Þessi niðurstaða sýnir að við miðlungs-lágt hitastig hefur líffilman á öðru-viðbragðssvæði tilraunakerfisins betri nítrunargetu og skynsemin í framlagi annars-undirkerfisins til heildarnitrunar kerfisins.
Niðurstöður athugunar á formgerð líffilmu á hverju loftháðu hvarfsvæði fyrsta og annars stigs A/O-MBBR undirkerfa eru sýndar íMynd 7. Við eðlilegt hitastig var líffilmuþykktin í O3, O4, O7 og O8 loftháð hvarfsvæðinu (217,6±54,6), (175,7±38,7), (168,1±38,2) og (152,4±37,8) μm, í sömu röð. Við miðlungs-lágt hitastig var líffilmuþykktin á O3 og O4 hvarfsvæðinu (289,4±59,9) og (285,3±61,9) μm, í sömu röð, sem jafngildir aukningu um 33,0% og 62,4% miðað við líffilmuþykkt við venjulegt hitastig. Aftur á móti var líffilmuþykktin á O7 og O8 hvarfsvæðunum (173,1±40,2) og (178,3±31,2) μm, í sömu röð, og jókst aðeins um 3,0% og 17,0% miðað við venjulegan hita. Sumar rannsóknir hafa sýnt að þynnri líffilmur hafa sterkari ammoníaksoxunargetu, sem er tiltölulega í samræmi við tilraunaniðurstöður þessarar rannsóknar. Greiningin rekur þetta til þess að nítrandi bakteríur í líffilmunni dreifist lóðrétt í lagskiptu uppbyggingu líffilmunnar; of mikil líffilmuþykkt leiðir til minnkaðrar massaflutnings skilvirkni hvarfefnis og sækni hvarfefnis. Ennfremur, við miðlungs-lágt hitastig, var styrkur uppleysts súrefnis í hverju loftháðu svæði tilraunakerfisins mun lægri en í kyrrstöðutilraunaofnum (munur á 3,0-5,0 mg/L). Sérstaklega fyrir þykkari líffilmurnar á O3 og O4 hvarfsvæðunum leiddi minnkun á flutningsgetu súrefnismassa innan líffilmunnar til minnkunar á raunverulegri nítrunargetu þeirra (aðeins um 70% af hámarks nítrunargetu mæld við kyrrstæðar aðstæður). Þess vegna, fyrir hreina líffilmu MBBR, er nauðsynlegt að auka endurnýjun líffilmu með því að styrkja klippistyrk og stjórna þykkt líffilmu með eðlilegum hætti til að viðhalda nítrunargetu líffilmu.
3. Niðurstaða
① Við efnahvarfshitastig upp á 10-16 gráður (miðlungs-lágt hitastig), meðferðarflæðishraða upp á (23,6±5,4) m³/d, og kolefnisskammtur upp á 50-90 mg/L (reiknað sem COD) í anoxíska svæði þriðja A/{7}MB{7} undirkerfis þriðja A,{7}MB undirkerfisins. styrkur frárennslis SCOD, NH₄⁺-N og TIN í þriggja þrepa A/O-MBBR tilraunakerfinu var (26±6), (0,4±0,6) og (6,8±3,6) mg/L, í sömu röð, meðMeðalhlutfall fjarlæginga nær 82,3%, 99,0% og 82,8%.
② Við miðlungs-lágt hitastig, vegna mismunar á líffilmu loftháðra hvarfsvæða milli fyrsta-stigs og annars-stigs A/O-MBBR undirkerfa, myndaðist munur á nítrunargetu líffilmunnar á milli undirkerfanna tveggja. Sérstaklega fyrir fyrsta-stig A/O-MBBR undirkerfisins minnkaði nítrunargetan vegna aukinnar líffilmuþykktar. Til að viðhalda nítrunargetu líffilmu er nauðsynlegt að hafa eðlilega stjórn á þykkt líffilmu.
③ Í þriggja-þrepa A/O-MBBR tilraunakerfinu voru áhrif breytinga á efnahvarfshitastigi á denitrification virka tiltölulega lítil. Við mismunandi hvarfhitastig þarf afrennsliskolefnis-til-köfnunarefnishlutfallsins með því að nota hrávatn sem kolefnisgjafa að vera meira en 5, og hlutfalls kolefnis-til-köfnunarefnis með því að nota utanaðkomandi viðbætt natríumasetat sem kolefnisgjafa þarf að vera meira en 3.