Pagrindinė AO denitrifikacijos proceso logika ir privalumai / trūkumai
AO denitrifikacijos proceso esmė yra nuoseklus dviejų etapų veikimas: anoksinis ir aerobinis. Azoto konversija ir pašalinimas pasiekiamas sinergiškai veikiant mikroorganizmams. Konkretus procesas gali būti suskirstytas į tris etapus:
Amonifikacija: Anoksinėje stadijoje (A bakas, DO Mažiau arba lygus 0,2 mg/L) heterotrofinės bakterijos paverčia organinių teršalų, tokių kaip baltymai ir riebalai nuotekose, azotą į amoniakinį azotą (NH₃-N).
Nitrifikacija: Aerobinėje stadijoje (O bakas, DO=2–4 mg/L) nitrifikuojančios bakterijos, pakankamai aprūpindamos deguonimi, oksiduoja amoniakinį azotą į nitratinį azotą (NO3⁻) arba nitritinį azotą (NO₂⁻).
Denitrifikacija: Nitrifikuotas skystis iš aerobinio etapo per vidinę recirkuliaciją grąžinamas į anoksinę stadiją. Denitrifikuojančios bakterijos anoksinėmis sąlygomis redukuoja nitratinį azotą į azoto dujas (N₂), kurios vėliau išsiskiria iš vandens telkinio per aeraciją, užbaigdamos denitrifikacijos kilpą. Šis proceso dizainas turi du pagrindinius pranašumus:
Pirma, kai anoksinis bakas yra prieš aerobinį rezervuarą, organinę anglį nuotekose gali tiesiogiai panaudoti denitrifikuojančios bakterijos, taip sumažinant organinę aerobinio rezervuaro apkrovą ir išorinių anglies šaltinių kainą.
Antra, šarmingumas, atsirandantis dėl denitrifikacijos, kompensuoja šarmingumą, kurį sunaudoja nitrifikacija aerobiniame rezervuare, taip padedant išlaikyti sistemos pH stabilumą.
Tačiau AO procesas taip pat turi didelių trūkumų: jo azoto šalinimo efektyvumas nėra didelis, paprastai tik 70–80%, daug mažesnis nei 90–95% organinių medžiagų pašalinimo greitis. Nepaisant to, daugumoje įprastų nuotekų projektų pagrindinių parametrų kontrolė gali žymiai pagerinti azoto šalinimo efektyvumą. Didelio-amonio-azoto nuotekoms paprastai pakanka dviejų-pakopų AO serijos konstrukcijos.
Kaip pagerinti azoto šalinimo efektyvumą
MLSS (mišrio skysčio suspenduotų kietųjų dalelių koncentracija): MLSS koncentracija tiesiogiai veikia nitrifikuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų skaičių. Rekomenduojama jį palaikyti virš 3000 mg/l; žemiau šios vertės sistemos azoto šalinimo pajėgumas gerokai sumažės.
Dumblo pakrovimas (COD / MLSS): Nitrifikuojančios bakterijos yra „lėtai{0}}augančios bakterijos“. Jei organinė apkrova yra per didelė, heterotrofinės bakterijos greitai dauginsis, konkuruos dėl deguonies ir maistinių medžiagų. Rekomenduojama reguliuoti dumblo įkrovimo greitį iki mažesnio nei 0,10–0,15 kgCOD/kgMLSS·d. Tai galima pasiekti padidinus MLSS koncentraciją arba padidinus aeracijos bako tūrį, sumažinant organinę apkrovą ir suteikiant pakankamai erdvės nitrifikuojančioms bakterijoms daugintis.
Dumblo amžius: Minimalus specifinis nitrifikuojančių bakterijų augimo greitis yra tik 0,21 per dieną, daug mažesnis nei heterotrofinių bakterijų 1,2 per dieną. Kad nitrifikuojančios bakterijos taptų dominuojančia rūšimi, dumblo amžius turi būti ilgesnis nei 4,76 dienos. Tačiau tradicinių aktyviojo dumblo procesų dumblo amžius yra tik 2–4 dienos, o tai yra pagrindinė priežastis, kodėl nitrifikacija negali būti baigta.
Amoniako azoto apkrova: Amoniakinio azoto apkrova (organinis azotas + amoniakinis azotas) nitrifikacijai turi būti kontroliuojama mažesnė nei 0,05 gTKN/(gMLSS·d). Per didelė apkrova viršys nitrifikuojančių bakterijų apdorojimo pajėgumus, todėl kaupsis amoniakinis azotas ir nutrūks denitrifikacija.
Aeracijos bako įtekamoji anglies šaltinis: Jei įtekančio BDS5 koncentracija yra per didelė (viršija 80 mg/L), heterotrofinės bakterijos dauginsis, konkuruodamos su nitrifikuojančiomis bakterijomis dėl deguonies, taip slopindamos nitrifikaciją. Todėl į nitrifikacijos baką patenkantis BDS₅ turi būti kontroliuojamas žemiau 80 mg/l.
C/N santykis: Norint užtikrinti visišką denitrifikaciją, C/N santykis turi būti reguliuojamas tarp 4 ir 6. Jei anglies šaltinio nepakanka, denitrifikacija negali vykti visiškai, o nitratinis azotas liks, todėl nuotekose bus didelė bendrojo azoto koncentracija.
Įtekančio amoniako azoto koncentracija: Amoniako azoto koncentracijos poveikis nitrifikacijai rodo tendenciją „kilti, tada mažėti“. Esant mažoms koncentracijoms, reakcijos greitis didėja didėjant koncentracijai. Tačiau kai amoniako azoto koncentracija aerobinio rezervuaro priekiniame gale komunalinėse nuotekose viršija 100 mg/l, o pramoninėse – 150 mg/l, nitrifikacija bus slopinama. Didelio -amonio-azoto nuotekų (pvz., akvakultūros nuotekų ir sąvartynų filtrato) pradinė įtekančio vandens koncentracija gali būti sumažinta skiedžiant recirkuliaciniu būdu.
Vidinės recirkuliacijos koeficientas (nitrifikacijos skysčio recirkuliacija): Didesnis recirkuliacijos koeficientas lemia didesnį denitrifikacijos greitį, bet taip pat padidina elektros sąnaudas. Paprastai jis kontroliuojamas nuo 300 iki 500 % ir gali būti tiksliai-sureguliuotas, remiantis nuotekų bendrojo azoto duomenimis. Jei bendro azoto kiekis yra didelis, recirkuliacijos koeficientą galima atitinkamai padidinti. Jei eksploatacinės išlaidos yra per didelės, jas galima sumažinti, nepaisant standartų.
Ištirpęs deguonis (DO) nitrifikacijos bake: Nitrifikuojančios bakterijos yra „aerobinės bakterijos“, o pakankamas deguonies kiekis yra būtina nitrifikacijos sąlyga. Rekomenduojama palaikyti DO tarp 2 ir 4 mg/l. Teoriškai oksiduojant 1 g NH₄⁺ reikia 4,57 g deguonies. Jei DO nukrenta žemiau 2 mg/l, nitrifikacijos reakcija labai sulėtės.
Hidraulinės sulaikymo laikas (HRT): Pakankamas sulaikymo laikas yra būtinas visiškai reakcijai. Nitrifikacijos PHT turėtų būti ilgesnė nei 6 valandos, o denitrifikacijos atveju – 2 valandos, santykiu 3:1. Priešingu atveju azoto šalinimo efektyvumas greitai sumažės.
pH ir šarmingumas: Optimalus pH nitrifikuojančioms bakterijoms yra 8,0–8,4, o denitrifikuojančioms – 6,5–7,5. PH nukrypimai nuo šių intervalų labai paveiks mikrobų aktyvumą. Be to, norint visiškai nitrifikuoti 1 g amoniakinio azoto, reikia 7,1 g šarmingumo (skaičiuojant CaCO₃), o denitrifikacijos metu susidaręs šarmingumas gali kompensuoti maždaug pusę. Jei šarmingumas yra nepakankamas, jį reikia nedelsiant papildyti (pvz., pridedant natrio karbonato), kad būtų išvengta pH kritimo ir nitrifikacijos slopinimo.
Temperatūra: Temperatūra tiesiogiai veikia mikrobų veiklą. Optimali temperatūra nitrifikacijai yra 20–30 laipsnių ir beveik nustoja nukristi žemiau 5 laipsnių. Optimali denitrifikacijos temperatūra yra 20–40 laipsnių, o greitis greitai nukrenta žemiau 15 laipsnių. Eksploatuojant ir prižiūrint žiemą, denitrifikacijos greitis turi būti palaikomas didinant dumblo amžių, mažinant apkrovą ir ilginant hidraulinio sulaikymo laiką.
Druskingumas: Per didelis druskingumas pažeidžia mikrobų ląstelių membranas ir veikia deguonies pernešimą, taip slopindamas nitrifikaciją. Normaliomis sąlygomis nitrifikacija gali vykti normaliai, kai chloro koncentracija yra mažesnė nei 2000 mg/l. Jei įtaka stabili, druskai -toleruojančias bakterijas galima auginti, kad jos galėtų veikti net esant 5000 mg/l chloro koncentracijai. Pastaba: Druskingumo svyravimai yra pavojingesni nei didelis druskingumas, nes dėl jų gali lengvai prarasti dumblą.
Toksiškos ir kenksmingos medžiagos: Sunkieji metalai, fenoliai, tiokarbamidas, laisvas amoniakas, antibiotikai ir kt. gali tiesiogiai sunaikinti nitrifikuojančias bakterijas arba slopinti jų fermentų aktyvumą. Valant nuotekas, kuriose yra šių medžiagų, būtinas išankstinis apdorojimas (pvz., koaguliacija, sedimentacija ir adsorbcija), todėl toksiškų ir kenksmingų medžiagų patekimas į biologinio valymo baką turi būti griežtai draudžiamas.
Mūsų svetainėje galite naršyti ir kitus produktus. Jei turite klausimų, susisiekite su mumis. Tikimės, kad ši informacija bus naudinga jūsų nuotekų valymui.