AAO- ja AO-prosessit, kumpi on parempi jätevedenkäsittelyssä?

1. AAO- ja AO-prosessit: COD-poiston suorituskyvyn vertailu

Jätevedenkäsittelyprosessien kyky poistaa orgaanista ainesta on yksi prosessin tehokkuuden tärkeimmistä indikaattoreista. COD:n koko heijastaa suoraan jäteveden orgaanisen aineen määrää. DPS-tiedonkäsittelyjärjestelmää käytettiin näiden kahden prosessin tulo- ja poistovirran COD-pitoisuuden ja COD-poistonopeuden eron testaamiseen. Tulokset osoittivat, että näiden kahden prosessin sisääntulon COD:ssä ei ollut merkittävää eroa, mutta jäteveden COD:ssä ja poistonopeudessa oli merkittäviä eroja. AAO-prosessi oli huomattavasti parempi kuin AO-prosessi COD:n poistamisessa. Syynä on se, että AO-prosessissa denitrifikaatioreaktio hapettomassa osassa voi kuluttaa osan jäteveden orgaanisesta aineesta, mutta suurin osa orgaanisesta aineesta poistetaan aerobisen hajoamisen avulla. Xinlingin jätevesilaitoksen ensimmäisen vaiheen AO-prosessin aerobisen osan hydraulinen retentioaika on lyhyt, ilmastussäiliön tilavuus pieni ja ilmastustilavuus riittämätön, mikä johtaa huonoon orgaanisen aineksen poistoon. AAO-prosessissa suurin osa orgaanisesta aineesta muuttuu PHB:ksi polyfosfaattibakteerien toimesta anaerobisessa osassa ja varastoituu soluihin, ja osa orgaanisesta aineesta poistetaan denitrifikaatiolla hapettomassa osassa. Jäteveden saapuessa aerobiseen osuuteen COD-pitoisuus on periaatteessa lähellä poistostandardia, ja se huononee edelleen aerobisessa osassa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että AAO-prosessin anaerobisen osan COD-poistonopeus voi olla yli 80 %, kun taas hapettoman osan poistonopeus on keskimäärin alle 10 %.

2. AAO- ja AO-prosessit: denitrifikaatiosuorituskyvyn vertailu

Viime vuosina ympäristön vedenlaadun lisääntyvän rehevöitymisen ja jätevedenpoistostandardien jatkuvan parantamisen myötä tehokkaan denitrifikaatioprosessin löytämisestä on tullut yksi tärkeimmistä kysymyksistä jätevedenpuhdistamoiden nykyisessä suunnittelussa. Sekä AAO-prosessilla että AO-prosessilla on biologisia denitrifikaatiotoimintoja, ja näiden kahden prosessin denitrifikaatioperiaatteet ovat samat, jotka molemmat ovat denitrifikaatioita. Suorittamalla merkittävien erojen koe kahden prosessin tulo- ja poisto-TN-pitoisuuksilla ja TN-poistonopeuksilla, tulokset osoittavat, että näiden kahden prosessin tulo-TN:ssä ei ole merkittävää eroa, ja jäteveden TN- ja poistonopeudet ovat merkittävästi erilaisia. . AAO-prosessi on huomattavasti parempi kuin AO-prosessi TN:n poistamisessa. Denitrifikaatiodenitrifikaatioprosessissa nitraattityppi on pääaine jäteveden kokonaistypessä, ja nitraattitypen poistonopeus hapettomassa osassa voi olla yli 90 %. Tutkimukset ovat osoittaneet, että jäteveden nitraattipitoisuuden säätäminen hapettomalla vyöhykkeellä arvoon 1mg/L ~ 2mg/l voi maksimoida TN:n poistumisnopeuden ja hyödyntää COD:tä täysimääräisesti hapettoman alueen denitrifikaatiokapasiteetin parantamiseksi. Aerobisella vyöhykkeellä oleva sekalipeä sisältää suuren määrän nitraattityppeä, joka palautuu hapettomalle alueelle sisäisen kierron kautta ja käy läpi denitrifikaatioreaktion hapettomalla vyöhykkeellä. Xinlingin jätevesilaitoksen AO-prosessin hapettoman osan HRT on liian lyhyt, vain 1,8 tuntia, mikä on alle 3,46 tuntia AAO-prosessista, ja sisäinen palautussuhde on 50 % ~ 100 %, mikä on alle 150 %~250 % AAO-prosessista, mikä johtaa denitrifikaatiofunktioon, joka on huonompi kuin AAO:n. Lisäksi AO-prosessin denitrifikaatiovaikutus ei ole yhtä vakaa kuin AAO-prosessin, ja siihen vaikuttavat suuresti ulkoiset tekijät (lämpötila, C/N-suhde jne.).

3. AAO- ja AO-prosessit: fosforinpoistotehokkuuden vertailu

Veden liiallinen fosforipitoisuus johtaa myös mikro-organismien lisääntymiseen, planktonin voimakkaaseen kasvuun ja rehevöitymiseen. Denitrifikaatiofosforinpoistoteknologian syntyminen on läpimurto perinteisessä biologisessa fosforinpoistoteoriassa. Se ei ainoastaan ​​ratkaise perinteisten prosessien ristiriitoja, vaan myös auttaa saavuttamaan kestävän jätevedenkäsittelyn. Tulokset osoittavat, että näiden kahden prosessin tulon TP:n ja TP:n poistonopeudessa ei ole merkittävää eroa, ja jäteveden TP:ssä ja poistonopeudessa on merkittäviä eroja. AAO-prosessi on huomattavasti parempi kuin AO-prosessi TP:n poistamisessa. Syynä on se, että Xinlingin jätevedenpuhdistamon ensimmäisen vaiheen AO-prosessissa ei ole anaerobista fosforinpäästöosastoa. Biologisessa fosforinpoistoprosessissa polyfosfaattibakteerit voivat vapauttaa fosforia kokonaan vain anaerobisessa osassa varmistaakseen hyvän fosforin absorptiovaikutuksen anoksisessa ja aerobisessa osassa. Tämä prosessi poistaa fosforia vain mikro-organismien assimilaatiolla. AAO-prosessin fosforinpoisto suoritetaan pääosin polyfosfaattibakteerien toimesta. Yleisesti ottaen polyfosfaattibakteerien absorboima fosforin määrä hapettomassa osassa ja aerobisessa osassa on enemmän kuin anaerobisessa osassa vapautuvan fosforin määrä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että AAO-prosessin fosforin keskimääräisen absorption ja keskimääräisen fosforin vapautumisen suhde on 1,28 ja fosforin absorptio hapettomassa vaiheessa on korkeampi kuin aerobisessa vaiheessa.

4. AAO- ja AO-prosessit: yhteenveto poiston suorituskyvyn vertailusta
Yhteenvetona voidaan todeta, että orgaanisen aineen, typen ja fosforin poisto AAO-prosessilla on merkittävästi parempi kuin AO-prosessilla, erityisesti fosforinpoistossa. Koska AO-prosessilla ei ole anaerobista vaihetta, se voi poistaa vain pienen osan fosforista mikro-organismien assimilaatiolla. Siksi, jos fosforinpoistolle on vaatimuksia, älä valitse tätä menetelmää tai lisää kemiallista fosforinpoistoa.

1. Lämpötilan vaikutus COD:n poistoon kahdella prosessilla

Lämpötila vaikuttaa vain vähän COD:n poistoon AAO-prosessissa. Vaikka lämpötila on alle 5 celsiusastetta, COD-poistonopeus voi olla yli 85 %, mikä osoittaa, että lämpötilalla ei ole juurikaan vaikutusta polyfosfaattibakteerien aiheuttamaan orgaanisen aineen konversioon.

COD:n poisto AO-prosessilla kuitenkin usein laskee välillä 5-15 celsiusastetta lämpötilan noustessa ja nousee sitten uudelleen. Tämä voi johtua siitä, että kun ilmasto on vuorotellen kylmää ja lämmintä, systeemin bakteeriyhteisön määrä ja rakenne muuttuvat ja järjestelmän hallitseva populaatio muuttuu vähitellen yhtä lämpötilaa suosivasta bakteeriyhteisöstä bakteeriyhteisöön. joka suosii toista lämpötilaa, mikä vaikuttaa kykyyn käsitellä orgaanista ainetta.

2. Lämpötilan vaikutus näiden kahden prosessin denitrifikaatioon

Epäilemättä lämpötilan vaikutus näiden kahden prosessin denitrifikaatioon on varsin ilmeinen - molemmissa prosesseissa TN:n poistumisnopeus kasvaa merkittävästi lämpötilan noustessa. Erityisesti AO-prosessissa, kun lämpötila on korkeampi kuin 15 celsiusastetta, TN-poistonopeus kasvaa lähes lineaarisesti. Miksi lämpötilan nousu voi siis parantaa näiden kahden prosessin denitrifikaatiokykyä? Toisaalta se johtuu siitä, että lämpötilan nousu edistää aktiivilietteen mikro-organismien kasvua ja lisääntymistä ja parantaa typpielementtien assimilaation tehokkuutta; toisaalta se johtuu siitä, että lämpötilan nousu tehostaa myös nitrifioivien bakteerien ja denitrifikaatiobakteerien metabolista aktiivisuutta järjestelmässä, jolloin järjestelmän denitrifikaatio- ja denitrifikaatiokyky paranee. Yleisesti uskotaan, että sopivin kasvulämpötila on nitrifioiville bakteereille on 25-30 celsiusastetta. Kun lämpötila on alle 15 celsiusastetta, nitrifikaationopeus laskee merkittävästi ja myös nitrifioivien bakteerien aktiivisuus vähenee huomattavasti. Kun lämpötila on alle 5 celsiusastetta, nitrifioivien bakteerien elämä melkein pysähtyy. On syytä mainita, että joskus jopa matalissa lämpötiloissa (alle 5 astetta) näiden kahden järjestelmän TN-poistonopeus ei ole pienempi kuin 40 %, mikä tarkoittaa, että alhaisissa lämpötiloissa nämä kaksi järjestelmää ovat pääasiassa riippuvaisia ​​mikro-organismien assimilaatiosta. aktiiviliete typen poistamiseksi.

3. Lämpötilan vaikutus fosforin poistoon kahdella prosessilla

Todellisesta tilanteesta AAO-prosessin fosforinpoistonopeus kasvaa vastaavasti lämpötilan noustessa, erityisesti kun lämpötila on yli 20 celsiusastetta, TP-poistonopeus pyrkii pysymään vakaana. Tämä johtuu siitä, että avain biologiseen fosforinpoistoon on luottaa polyfosfaattibakteerien fosforinpoistoaktiivisuuteen, ja lämpötilan nousu lisää polyfosfaattibakteerien aktiivisuutta ja parantaa fosforinpoistonopeutta. AO-prosessin fosforinpoiston säännöllisyys lämpötilan muutoksilla ei kuitenkaan ole vahva, eikä ilmeistä korrelaatiota ole. Tämä johtuu siitä, että AO-prosessissa ei ole anaerobista osaa, polyfosfaattibakteerien selviytymiselle ei ole ehtoja ja fosforin poisto riippuu vain mikro-organismien assimilaatiosta, joten lämpötilalla ei ole juurikaan vaikutusta mikro-organismien assimilaatioon tässä prosessissa.

1. Sisään tulevan C/N-suhteen vaikutus COD:n poistoon kahdella prosessilla

AAO-prosessissa COD-poistonopeus pysyy periaatteessa vakaana C/N-suhteesta riippumatta. Tiedot osoittavat, että polyfosfaattibakteerit syntetisoivat suurimman osan COD:sta solunsisäiseksi varastoitavaksi PHA:ksi anaerobisella vyöhykkeellä. Keskimääräinen käyttöaste on 75 %-85 %. Noin 10 % COD:stä päätyy hapettomalle alueelle, eikä aerobiselle vyöhykkeelle pääse lähes lainkaan jäljellä olevaa biohajoavaa orgaanista ainesta. Siksi tämä prosessi voi hyödyntää täysin sisään tulevan hiilen lähteen ja siihen vaikuttaa vähemmän orgaanisen kuormituksen vaikutus. C/N-suhteella on tietty vaikutus COD:n poistoon AO-prosessissa. Xinlingin jätevedenpuhdistamon tietojen mukaan kun C/N-suhde on suurempi kuin 10, C/N-suhteen kasvaessa COD-poistonopeus laskee hieman ja orgaaninen kuormitus vaikuttaa järjestelmään.

2. Sisään tulevan C/N-suhteen vaikutus kahden prosessin denitrifikaatioon

A/O-prosessissa C/N-suhteen kasvaessa TN:n poistonopeus laskee lähes lineaarisesti ja orgaanisen aineksen pitoisuus vaikuttaa vakavasti nitrifikaatioprosessin tuotantonopeuteen. Tämä johtuu siitä, että nitrifioivat bakteerit ovat autotrofisia bakteereja, eikä orgaanisen aineksen pitoisuus ole sen kasvua rajoittava tekijä. Liiallinen orgaanisen aineksen pitoisuus saa aikaan nopean lisääntymisnopeuden omaavien heterotrofisten bakteerien nopean lisääntymisen, ensisijaisesti veden happea hyödyntäen, eikä autotrofisista bakteereista ole etua, ja niiden aktiivisuus estyy, mikä vaikuttaa nitrifikaatioreaktioon. AAO-prosessissa kokeelliset tiedot osoittavat, että kun sisään tulevan C/N-suhde kasvaa arvosta 5 arvoon 9, TN-poistonopeus kasvaa tasaisesti ja kun C/N-suhde on 8,9, TN-poistonopeus on jopa 83,2 %. Kuitenkin, kun C/N-suhde kasvaa arvosta 9 arvoon 14, TN:n poistonopeus pienenee sen sijaan, että se kasvaisi. Kun C/N-suhde kasvaa tietyllä alueella, myös TN-poistonopeus kasvaa tasaisesti, mutta kun C/N-suhde kasvaa tiettyyn arvoon ja TN-poistonopeus saavuttaa korkeimman, TN-poistonopeus pienenee C/N-suhde. Pääsyy on sama kuin AO-prosessissa. C/N-suhteen kasvu johtaa autotrofisten bakteerien määrän vähenemiseen järjestelmässä, nitrifikaatiotehokkuuden laskuun ja siten typen kokonaispoistonopeuden laskuun. Tietojen mukaan pienin teoreettinen C/N-suhde täydelliselle denitrifikaatiolle on 2.86 ilman sisäisten hiililähteiden varastointia, mutta todellinen vaadittu arvo on paljon tätä lukua suurempi.

3. Sisään tulevan C/N-suhteen vaikutus fosforin poistoon kahdella prosessilla

C/N-suhteella on suuri vaikutus AAO-prosessin fosforinpoistovaikutukseen. Kokeelliset tiedot osoittavat, että kun sisäänvirtaavan C/N-suhde kasvaa 5:stä 9:ään, TP:n poistumisnopeus kasvaa vähitellen. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että sisään tuleva hiilen lähde on riittämätön, kun sisään tulevan C/N-suhde on alhainen, ja paluuliete sisältää suuren määrän nitraattia, joka kuluttaa suuren määrän COD:tä, mikä johtaa riittämättömään fosforin vapautumiseen anaerobisella vyöhykkeellä ja järjestelmän fosforinpoistonopeuden lasku. Kun sisään tuleva C/N-suhde kasvaa arvosta 9 arvoon 14, kokonaisfosforinpoistonopeus laskee, varsinkin kun C/N-suhde on suurempi kuin 11, kokonaisfosforinpoistonopeus pienenee lähes lineaarisesti. Tämä johtuu siitä, että kun orgaaninen kuormitus on suhteellisen korkea, polyfosfaattibakteerit eivät pysty anaerobisessa vaiheessa täysin hyödyntämään sisäänvirtauksen orgaanista ainetta, ja jäljelle jäävä ylimääräinen orgaaninen aine edistää polysakkaridibakteerien kasvua ja vähentää siten polyfosfaattibakteerien osuutta. aktiivilieteessä ja vaikuttaa fosforinpoistovaikutukseen. Sisään tulevalla C/N-suhteella on vain vähän vaikutusta AO-prosessin fosforinpoistovaikutukseen, pääasiassa siksi, että fosforin poisto AO-prosessissa tapahtuu vain mikro-organismien assimilaatiolla ja C/N-suhteella on vain vähän vaikutusta assimilaatioon.

1. C/P-suhteen vaikutus näiden kahden prosessin COD-poistoon.

Kokeelliset tiedot osoittavat, että AO-prosessin COD-poistonopeus ei muutu C/P-suhteen kanssa, eikä ilmeistä korrelaatiota ole. Voidaan nähdä, että C/P-suhde ei ole pääasiallinen AO-prosessin orgaanisen aineksen poistovaikutukseen vaikuttava tekijä. AAO-prosessissa riippumatta siitä, kuinka vaikuttava C/P-suhde muuttuu, sen COD-poistonopeus on yli 85 %. Aiheeseen liittyvät tutkimukset ovat osoittaneet, että yli 79 % COD:stä kuluu anaerobisella vyöhykkeellä PHA:n, solun sisällä varastoitavan aineen, syntetisoimiseen, kun taas 6 %-11 % COD:sta happamassa vyöhykkeessä kuluu solujen kasvuun ja denitrifikaatio. Aerobisella vyöhykkeellä COD-kulutusta ei juurikaan tapahdu, koska solukuoleman jälkeen sekoitettuun liuokseen joutuu soluseinämiä ja muita vaikeasti hajoavia aineita, mikä lisää COD:tä.

2. Sisään tulevan C/P-suhteen vaikutus kahden prosessin denitrifikaatioon

C/P-suhteen vaikutuksessa AO-prosessin denitrifikaatiovaikutukseen ei ole selvää säännönmukaisuutta, ja TN-poistonopeus vaihtelee suuresti. Tämä voi johtua siitä, että muilla tekijöillä kuin C/P-suhteella on suurempi vaikutus AO-prosessin denitrifikaatioon kuin C/P-suhteella. C/P-suhteen vaikutus AAO-prosessin denitrifikaatiovaikutukseen ei ole ilmeinen. Vaikka C/P-suhde vaihtelee suuresti, TN-poistonopeus on suhteellisen vakaa. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että yleisen jäteveden C/P-suhde on suhteellisen korkea. Liiallinen COD:n pääsy hapettomalle alueelle estää fosforin imeytymisen. Anoksisella alueella C/N-suhde on aina suurempi kuin todellisen kysynnän minimiarvo. Denitrifioivat bakteerit käyttävät liiallisia ulkoisia hiililähteitä denitrifioidakseen nopeasti, mikä ei vaikuta TN:n poistoon.

3. Sisään tulevan C/P-suhteen vaikutus fosforin poistoon kahdella prosessilla

AAO-prosessissa, kun C/P-suhde on alle 80, fosforinpoistonopeus vaihtelee merkittävästi. Kun C/P-suhde on suurempi kuin 80, fosforinpoistonopeus on vakaa yli 85 %:ssa ja jäteveden fosforipitoisuus on alle 0,5 mg/L. Järjestelmän fosforinpoistonopeuteen eivät periaatteessa enää vaikuta muut tekijät, mikä viittaa siihen, että kun sisäänvirtaavan C/P-suhde on suurempi kuin 80 AAO-järjestelmässä, voidaan saavuttaa vakaa ja tehokas jäteveden laatu. Tämä johtuu siitä, että kun C/P-suhde on korkea, sisäänvirtauksen tuottama hiililähde on suurempi kuin se hiililähteen määrä, joka tarvitaan fosforin vapauttamiseen anaerobisella vyöhykkeellä, joten fosforinpoistonopeus on suurempi. Kun C/P-suhde on alhainen, polyfosfaattibakteerien fosforin absorptiokyky heikkenee COD:n rajoituksen vuoksi, mikä johtaa alhaiseen fosforinpoistotehokkuuteen. AO-prosessissa ei ole selvää mallia C/P-suhteen vaikutuksesta sen fosforinpoistovaikutukseen, mikä osoittaa, että C/P-suhteella on vain vähän vaikutusta mikrobien assimilaatioon.