Skólpshreinsunartækni fyrir-loftfirrt ör-holaloftun Oxunarskurður
Inngangur
Greining áhefðbundið oxunarskurðarferlileiðir í ljós að með því að stilla og hámarka loftræstingarstyrk og flæðimynstur er skólp meðhöndlað í röð í gegnum loftfirrta, anoxíska og loftháða hvarftanka, sem tryggir árangursríka fjarlægingu lífrænna efna. Hins vegar eru atriði eins ogmikil heildarfjárfestingoglágt súrefnisflutningsskilvirknieru algengar, sem leiða tilóákjósanlegur nitur- og fosfóreyðing. Til að bregðast við þessum takmörkunum hafa -djúpar rannsóknir verið gerðar á for-anoxískri örgjúpa loftun oxunar skurði skólphreinsunartækni, sem miðar að því að auka rekstrarhagkvæmni skólphreinsistöðva í þéttbýli og bæta nýtingu vatnsauðlinda.
1. Verkefnayfirlit
Frárennslisstöðin í X City hreinsar fyrst og fremst skólp frá heimili og iðnaðar frárennsli, með umtalsverðu magni iðnaðar frárennslis.Hönnuð meðferðargeta er 10×10⁴ m³/d. Gæðastaðlar fyrir aðrennsli og frárennsli eru sýndir íTafla 1. Nú eru 30% af meðhöndluðu frárennsli endurnýtt sem endurheimt vatn fyrir varmavirkjanir, en 70% sem eftir eru eru losuð í ár. Byggt á virkniflokkun yfirborðsvatns og stöðlum um losun mengunarefna fyrir hreinsistöðvar fyrir skólphreinsistöðvar í þéttbýli, verður verksmiðjan að uppfylla losunarstaðal 1B. Með áframhaldandi efnahagsþróun í þéttbýli og vaxandi frárennsli frárennslis, hefur verksmiðjan innleitt hlerandi skólphreinsun fyrir fráveituvatn, stækkað fráveitukerfið og tekið upp for-anoxandi örporous loftun oxunarferlið til að draga úr mengun yfirborðsvatnsuppsprettna í þéttbýli.
2. Ferlisflæði for-anoxískrar örporous loftunaroxunarskurðar
Kjarni þessa ferlis er sambland af for-anoxískum tanki og örgljúpum oxunarskurði fyrir loftun. Meðferðarröðin er sem hér segir:frárennslisvatn → gróft skjár → inntaksdæluhús → fínt skjár → hvirfilhólf → loftfirrtur tankur → súrefnislaus/loftháð svæði → efri botnfallstankur → sótthreinsunartankur → frárennsli. Hluti af seyru úr seyrubotnfallsgeymi er losað í afvötnunaraðstöðu fyrir seyru fyrir endanlega förgun. Ferlið beinist að fosfórlosun, líffræðilegri nitureyðingu og fosfóreyðingu.
2.1 Fosfórlosun
Í loftfirrta tankinum breyta gerjunarbakteríur lífbrjótanlegum stórsameindum í smærri sameinda milliefni, fyrst og fremst rokgjarnar fitusýrur (VFA). Við langvarandi loftfirrtar aðstæður vaxa fjölfosfat-uppsöfnunarlífverur hægt og losa fosfat úr frumum sínum í lausnina með því að brjóta niður fjölfosföt. Þetta ferli veitir orku fyrir upptöku og umbreytingu lág-sameindafitusýra í pólýhýdroxýbútýrat (PHB) korn.
2.2 Líffræðileg nitureyðing
Ammoníak köfnunarefni breytist í nítrít og nítrat með því að nítra bakteríur við loftháðar aðstæður. Á súrefnislausu svæði minnka nítrunargerlar nítrat í köfnunarefnisgas, sem losnar út í andrúmsloftið. Þetta ferli dregur í raun úr magni köfnunarefnis í frárennslisvatninu.
2.3 Fjarlæging fosfórs
Við loftháðar aðstæður nota PAO kolefnisgjafar og PHB til að gleypa ortófosfat og mynda fjölfosföt í frumum sínum. Uppsafnaður fosfór er í kjölfarið fjarlægður úr kerfinu með úrgangseðjunni, þannig að hægt er að fjarlægja fosfór á skilvirkan hátt.
Í samanburði við hefðbundna ferla,for-anoxandi örporous loftun oxunarskurðurinn einfaldar aðgerðir með því að útrýma frumseti eða draga úr lengd þess. Þetta gerir stærri lífrænum ögnum úr kornhólfinu kleift að komast inn í líffræðilega kerfið og taka á kolefnisskorti. Til skiptis loftfirrð-anoxísk-loftháð skilyrði hamla þráðgerlavexti, bæta seyði seyru og samþætta nitureyðingu, fosfórfjarlægingu og lífrænt niðurbrot. Loftfirrt og anoxískt svæði skapa hagstætt umhverfi til að fjarlægja köfnunarefni og fosfór, en loftháð svæði styður samtímis fosfórlosun og nitrification. Rúmmál loftháða svæðisins verður að vera vandlega reiknað til að tryggja skilvirkni:
Hvar:
- X: Styrkur örveruseyru (mg/L)
- Y: Afrakstursstuðull seyru (kgMLSS/kgBOD)
- SeStyrkur frárennslis (mg/L)
- S0Styrkur áhrifa (mg/L)
- θC0: Vökvasöfnunartími (s)
- Q: Innflæðishraði (L/s)
- V0: Virkt rúmmál loftháðs reactors (L)
3. Lykilatriði for-Anoxic Microporous Aeration Oxidation Ditch Technology
3.1 Pre-Anoxic Tank Technology
For-anoxandi tankurinn hýsir loftfirrtar örverur sem bráðna brotna niður og umbreyta lífrænum efnum, draga úr seyruframleiðslu og létta álagi á síðari meðhöndlunarstigum.
3.1.1 Ferlisflæði
3.1.1.1 Áhrifaformeðferð
Skimun fjarlægir sviflausn efni eins og plast, hár og eldhúsúrgang með því að nota háþróaða líffræðilega skjái. Flæðis- og gæðastjórnun tryggja einsleitni en botnfall (náttúrulegt eða efna-aðstoð) fjarlægir sviflausn og lífræn/ólífræn efni.
3.1.1.2 Loftfirrt hvarf
Stýrt hitastig, pH og varðveislutími auðveldar ítarlega blöndun loftfirrrar seyru og frárennslisvatns, sem eykur brottnám lífrænna efna. Loftfirrir reactors nota blöndun eða hringrás til að stuðla að gerjun, framleiða CO₂, CH₄ og snefil af H₂S. Gas-vökva-aðskilnaður á föstu formi og meðhöndlun afgangsgass fylgja.
3.1.1.3 Eftir-meðhöndlun og frárennsli
Þolir ólífræn og lífræn mengunarefni eru meðhöndluð með loftháðum ferlum eða aðsogs virks kolefnis. Vöktun á netinu rekur örveruvirkni og vatnsgæðavísa (td F/M hlutfall, uppleyst súrefni). F/M hlutfallið ætti að vera að meðaltali 0,06; uppleyst súrefni á loftfirrtum svæðum ætti að vera 0,5–1 mg/L.
3.1.2 Ferlaeftirlit
Helstu ráðstafanir eru:
Rækta loftfirrta seyru með mikla niðurbrotsgetu og viðhalda ákjósanlegum næringarefnahlutföllum (C:N:P ≈ 100:5:1).
Að stjórna lífrænu álagi, hitastigi (30–35 gráður) og pH (6,5–7,5). Lífrænt álag ætti að vera 3–6 kgBOD₅/(m³·d).
Innleiða endurvinnslu seyru til að viðhalda styrk og virkni örvera. Afvötnuð seyru er hægt að nota aftur sem áburð eða fóður.
3.2 Microporous Aeration Oxidation Ditch Technology
Bungur í seyru, oft af völdum þráðlaga baktería eða dýradýraþenslu, skerðir setnun. Eftirfarandi jöfnur lýsa örveruvexti:
Hvar:
- Kd: Rotnunarstuðull örvera (d-1)
- S: Styrkur undirlags (mg/L)
- Ks: Hálf-mettunarstuðull (mg/L)
- Y: Afrakstursstuðull (kgMLSS/kgCOD)
- μhámark: Hámarks sérstakur vaxtarhraði (d-1)
- μ: Vaxtarhraði örvera (d-1)
Hvar:
- Smín: Lágmarksstyrkur hvarfefnis við jafnvægi (mg/L)
- Kd: Rotnunarstuðull örvera (d-1)
- Ks: Hálf-mettunarstuðull, þ.e. styrkur undirlagsins þegar μ=μmax/2μ=μhámark/2 (mg/L)
- Y: Afrakstursstuðull (kgMLSS/kgCOD)
- μhámark: Hámarks sérstakur vaxtarhraði (d-1)
3.2.1 Ferlshönnunarfæribreytur
Frárennslisvatn fer í gegnum skjái, grisjuhólf og loftfirrta tanka (með blöndunartækjum) áður en það fer í oxunarskurðinn. Örgjúpar loftræstir og skrúfur í kafi skapa loftháðar/anoxískar aðstæður til skiptis. Kerfið inniheldur tvo loftfirrta tanka (2,8 klst. HRT) og fjóra oxunarskurði (8,64 klst. HRT). Aldur seyru er 11,3 dagar.
3.2.2 Pilot-Mærðartækjahönnun
Tilraunakerfið felur í sér loftblandað kornhólf, dælur, loftfirrt valkerfi, oxunarskurð, seyrubakflæðisdælu, aukasetur og frárennslisdælu. Loftfirrt valtæki (2,35 m³) hefur þrjú hólf með blöndunartækjum og skjáum (ORP, pH). Oxunarskurðurinn (26,3 m³) býður upp á mörg inntak/úttak og örgljúpa dreifara. Próf sýndu áhrifameðaltöl: SS 160 mg/L, COD 448 mg/L, TP 4 mg/L.
Niðurstaða
Samþætting for-anoxískrar og örgjúprar loftunaroxunartækni bætir verulega fjarlægingu köfnunarefnis og fosfórs. Framtíðarviðleitni ætti að einbeita sér að því að hámarka aldur seyru, uppleyst súrefni og bakflæðishlutfall seyru til að auka enn frekar skilvirkni meðhöndlunar.