Ozadje projekta
- Lokacija:Čistilna naprava za kemično skupino v Zhejiangu
- Težavnost:Uporabil je postopek A2O za odstranjevanje visoke vsebnosti Kjeldahlovega dušika iz odpadne vode bofore. Toda njegov dotok so sestavljale različne proizvodne odpadne vode, ki so vsebovale veliko količino ionov Ca²⁺ in S²⁻ v supernatantu karbidne žlindre iz acetilenske odpadne vode. Ti ioni so resno vplivali na mikrobni proces nitrifikacije in delovanje naprave.
- Naši ukrepi:1. Dodajte naprave za predobdelavo na začetni stopnji. 2. Pretvorite sekundarno aerobno stopnjo v postopek MBBR.
Eksperimentalni materiali in metode
Kakovost surove vode
Vtok za pilotno napravo je bil pridobljen iz iztoka homogenizacijskega rezervoarja čistilne naprave. V tabeli 1 so prikazani kazalniki kakovosti dotočne vode. V skladu z eksperimentalnimi zahtevami je bila povečana koncentracija amonijevega dušika v vtoku, z amonijevim sulfatom, ki je bil uporabljen kot dušikov dodatek za vzdrževanje koncentracije TKN 120-220 mg/L.
Potek procesa in glavna oprema
Trenutni postopek čistilne naprave je postopek A2O (slika 1), pri čemer stopnja AO uporablja metodo z aktivnim blatom in končni aerobni rezervoar z dodajanjem elastičnih polnil. Projektni pretok je 14.400 m³/d. Postopek pilotne enote je prikazan na sliki 2 s pretokom 100 L/h in neprekinjenim 24-urnim delovanjem.
Glavne značilnosti pilotne enote vključujejo dodajanje naprave za predobdelavo in pretvorbo sekundarne aerobne stopnje v postopek MBBR. Ta hibridna zasnova visečega-pritrjenega stanja odpravlja potrebo po sekundarnem usedalniku. Tabela 2 navaja specifikacije in dimenzije primarne opreme.
Rezultati in razprava
1. Pogoji zagona in delovanja
Pilotna enota se je začela aprila 2007 z mikrobno inokulacijo. Dodano blato je bilo pridobljeno iz začetnega aerobnega rezervoarja tovarne. Nitrifikacijske bakterije MBBR so gojili z gospodinjsko kanalizacijo in vodo iz pipe,-obdelano z amonijevim sulfatom, z dodatkom NaHCO₃ za uravnavanje alkalnosti in postopno povečanje obremenitve z dušikom iz amoniaka. Volumen dotočne vode v primarni aerobni posodi je bil nato povečan in dosegel želene pogoje po približno enem mesecu, kar je omogočilo neprekinjeno testiranje dotoka. Med delovanjem je bila MLSS v anoksičnih in aerobnih rezervoarjih 4,832 mg/L, medtem ko je bila v rezervoarju MBBR suspendirana MLSS 5,091 mg/L. Raven DO v anoksičnem rezervoarju je bila 3 mg/L, v rezervoarju MBBR pa med 3-4 mg/L, s pH 7,4-7,5, kar je spodbujalo ugodne pogoje za rast nitrificirajočih bakterij.
2. Učinkovitost pred zdravljenjem
FeSO₄ in NaHCO3 sta bila dodana v pred{0}}prezračevalno posodo, s čimer se je pH prilagodil na približno 7,7 s spremljanjem koncentracij Ca²⁺ in S²⁻ v iztoku. Koncentracija Ca²⁺ v iztoku je bila okoli 300 mg/L, medtem ko je bil S²⁻ zmanjšan na ravni, ki ne bi zavirale mikrobne aktivnosti v fazi biološke obdelave. Vendar pa je bila predobdelava manj učinkovita pri odstranitvi Ca²⁺, zaradi česar je ostala relativno visoka koncentracija.
3. Učinkovitost odstranjevanja COD
Vtočna koncentracija KPK je bila dvignjena na 1.000 mg/L v skladu s testnimi zahtevami. Zaradi dvo-stopenjske aerobne nastavitve s pred-denitrifikacijo je bila poraba KPK še posebej visoka med denitrifikacijo. Po poročilih je za popolno denitrifikacijo potrebno razmerje COD:TKN nad 6,6:1; vendar je bilo eksperimentalno razmerje med 4,5-8,3, kar je povzročilo povprečno stopnjo denitrifikacije 69 %. Čeprav je bila KPK v iztoku razmeroma visoka, je koncentracija KPK v iztoku ostala pod 100 mg/L. Slika 3 ponazarja koncentracijo KPK v iztoku v obdobju testiranja od avgusta do septembra 2007, ki prikazuje koncentracije med 40-80 mg/L in povprečno stopnjo odstranitve 93,3 %, kar ustreza kitajskemu "Celovitemu standardu izpusta odpadne vode" (GB 8978-1996) standardu za izpust razreda I.
4. Učinkovitost odstranjevanja dušika iz amoniaka
V testnem obdobju od avgusta do septembra 2007 je bila koncentracija TKN v dotoku med 120-220 mg/L, stopnja odstranitve pa je presegala 95 %. Ta postopek je učinkovito odstranil Kjeldahlov dušik zaradi postopka MBBR, uporabljenega v zadnji fazi, ki je vključeval obešene in pritrjene oblike blata, s čimer se je povečala koncentracija blata in povečala odpornost sistema na udarne obremenitve. Obremenitev z amonijevim dušikom je bila 0,018 kg/(kg·d). Ker pa so se nočne temperature septembra začele močno spreminjati v primerjavi z avgustom, je prišlo do rahlega zmanjšanja skupne učinkovitosti odstranjevanja TKN.
5. Analiza kalcijevih ionov v polnilih rezervoarjev MBBR
Poročila kažejo, da odlaganje Ca²⁺ zavira nitrifikacijo. Med delovanjem čistilne naprave je odlaganje kalcijevih ionov na prožna polnila v aerobnem rezervoarju zaviralo rast mikrobov, kar je zmanjšalo učinkovitost nitrifikacije v končnem aerobnem rezervoarju. Ker je bila predobdelava neučinkovita za odstranitev Ca²⁺, je bilo opravljeno potrebno spremljanje Ca²⁺ v procesu MBBR. Meritve vsebnosti kalcija so bile maja 2,13 %, julija 1,89 % in septembra 1,04 %, kar kaže na odlaganje Ca²⁺ na polnilih. Vendar bi se zaradi gibljive narave polnil MBBR odloženi Ca²⁺ samodejno izločil pod vplivom prezračevanja, kar bi preprečilo škodljive učinke na nitrifikacijo.
Sklepi
Ta pilotna študija, ki jo je izvedel AquaSust, je naknadno opremila obrat z dodajanjem-naprav za predhodno obdelavo v začetni fazi in specializacijo za postopek MBBR v aerobni fazi. Končni podatki so pokazali naslednje pozitivne rezultate:
1. Po učinkoviti predobdelavi je bila koncentracija S²⁻ v iztoku nizka, čeprav je učinkovitost odstranjevanja Ca²⁺ ostala nizka. Celotna stabilnost postopka je bila ohranjena, kar je koristilo biološki obdelavi na koncu.
2. Ko je koncentracija KPK v iztoku dosegla 1.000 mg/L, je KPK v iztoku ostala pod 80 mg/L, s povprečno stopnjo odstranitve KPK 93,3 %, ki je izpolnjevala zahteve.
3. Postopek MBBR je dosledno dosegal visoko stopnjo odstranitve dušika po Kjeldahlu, v povprečju več kot 95 % z obremenitvijo dušika iz amoniaka 0,018 kg/(kg·d).
4. Spremljanje kalcijevih ionov v polnilih rezervoarjev MBBR je pokazalo, da je bilo preprečeno znatno odlaganje, s čimer so se izognili škodljivim učinkom na nitrifikacijo.