Prosjektbakgrunn
- Sted:Et avløpsrenseanlegg under en kjemisk gruppe i Zhejiang
- Vanskelighet:Den brukte A2O-prosessen for å fjerne høy Kjeldahl-nitrogen fra avløpsvannet. Men dens innflytelse besto av forskjellige produksjonsavløpsvann, som inneholdt en stor mengde Ca²⁺- og S²⁻-ioner i supernatanten av karbidslagg fra acetylenavløpsvann. Disse ionene påvirket den mikrobielle nitrifikasjonsprosessen og driften av anlegget alvorlig.
- Våre tiltak:1. Legg til forbehandlingsfasiliteter i det innledende stadiet. 2. Konverter det sekundære aerobe stadiet til MBBR-prosessen.
Eksperimentelle materialer og metoder
Råvannskvalitet
Innløpet til pilotanlegget ble avledet fra avløpet fra avløpsrenseanleggets homogeniseringstank. Tabell 1 viser indikatorene for innflytende vannkvalitet. I henhold til de eksperimentelle kravene ble den innflytende ammoniakknitrogenkonsentrasjonen hevet, med ammoniumsulfat brukt som nitrogentilskudd for å opprettholde en TKN-konsentrasjon på 120-220 mg/L.
Prosessflyt og hovedutstyr
Den nåværende renseanleggsprosessen er A2O-prosessen (Figur 1), med AO-stadiet som bruker aktivslammetoden og den endelige aerobe tanken legger til elastiske fyllstoffer. Designet strømningshastighet er 14 400 m³/d. Pilotenhetsprosessen er vist i figur 2, med en strømningshastighet på 100 L/t og kontinuerlig 24-timers drift.
Pilotenhetens hovedegenskaper inkluderer tillegg av et forbehandlingsanlegg og konvertering av det sekundære aerobe trinnet til en MBBR-prosess. Denne hybride suspenderte-monterte tilstandsdesignen eliminerer behovet for en sekundær sedimentasjonstank. Tabell 2 viser spesifikasjonene og dimensjonene til primærutstyret.
Resultater og diskusjon
1. Oppstart og driftsbetingelser
Pilotenheten startet i april 2007, og startet med mikrobiell inokulering. Slammet som ble tilsatt ble hentet fra anleggets opprinnelige aerobe tank. MBBRs nitrifiserende bakterier ble dyrket med husholdningskloakk og ammoniumsulfat-behandlet springvann, med NaHCO₃ tilsatt for å regulere alkaliteten og gradvis øke ammoniakknitrogenmengden. Innløpsvannvolumet i den primære aerobe tanken ble deretter økt, og nådde de ønskede forholdene etter omtrent en måned, noe som muliggjorde kontinuerlig testing av innløpsvann. Under drift var MLSS i de anoksiske og aerobe tankene 4 832 mg/L, mens i MBBR-tanken var suspendert MLSS 5 091 mg/L. DO-nivåene i den anoksiske tanken var 3 mg/L, og i MBBR-tanken var de mellom 3-4 mg/L, med en pH på 7,4-7,5, noe som fremmer gunstige forhold for nitrifiserende bakterievekst.
2. Forbehandlingseffektivitet
FeSO4 og NaHC03 ble tilsatt til for-luftingstanken, justering av pH til ca. 7,7, med overvåking av avløpskonsentrasjonene Ca²+ og S²⁻. Konsentrasjonen av avløpsvann Ca²⁺ var rundt 300 mg/L, mens S²⁻ ble redusert til nivåer som ikke ville hemme mikrobiell aktivitet i det biologiske behandlingsstadiet. Imidlertid var forbehandlingen mindre effektiv for Ca²+-fjerning, og etterlot en relativt høy konsentrasjon.
3. Effektivitet for fjerning av COD
Den innflytende COD-konsentrasjonen ble hevet til 1000 mg/L i henhold til testkravene. På grunn av to-trinns aerobe oppsett med pre-denitrifisering, var COD-forbruket spesielt høyt under denitrifisering. Ifølge rapporter er et COD:TKN-forhold over 6,6:1 nødvendig for fullstendig denitrifisering; Imidlertid var det eksperimentelle forholdet mellom 4,5-8,3, noe som resulterte i en gjennomsnittlig denitrifikasjonsrate på 69 %. Selv om innflytende COD var relativt høy, forble COD-konsentrasjonen under 100 mg/L. Figur 3 illustrerer COD-konsentrasjonen i avløpet i løpet av testperioden fra august til september 2007, og viser konsentrasjoner mellom 40-80 mg/L og en gjennomsnittlig fjerningshastighet på 93,3 %, som oppfyller Kinas "Comprehensive Discharge Standard of Wastewater" (GB 8978-1996) Klasse I-utslippsstandard.
4. Effektivitet for fjerning av ammoniakknitrogen
I testperioden fra august til september 2007 var den innflytende TKN-konsentrasjonen mellom 120-220 mg/L, med en fjerningsgrad på over 95 %. Denne prosessen fjernet effektivt Kjeldahl-nitrogen på grunn av MBBR-prosessen som ble brukt i det siste trinnet, som inkluderte både suspendert og festet former for slam, og dermed økte slamkonsentrasjonen og forbedret systemets motstand mot sjokkbelastninger. Ammoniakknitrogenbelastningen var 0,018 kg/(kg·d). Ettersom nattetemperaturene i september begynte å variere betydelig sammenlignet med august, var det imidlertid en liten nedgang i den samlede TKN-fjerningseffektiviteten.
5. Kalsiumionanalyse i MBBR-tankfyllere
Rapporter indikerer at Ca²⁺-avsetning hemmer nitrifikasjon. I renseanleggets drift hemmet kalsiumionavsetning på de fleksible fyllstoffene i den aerobe tanken mikrobiell vekst, noe som reduserte nitrifikasjonseffektiviteten i den endelige aerobe tanken. Siden forbehandlingen var ineffektiv for Ca²+-fjerning, ble nødvendig overvåking av Ca²+ i MBBR-prosessen utført. Kalsiuminnholdsmålinger var 2,13 % i mai, 1,89 % i juli og 1,04 % i september, noe som indikerer Ca²⁺-avsetning på fyllstoffene. På grunn av den bevegelige naturen til MBBR-fyllstoffer, ville imidlertid avsatt Ca²⁺ automatisk avgis under luftpåvirkning, og forhindre negative effekter på nitrifikasjon.
Konklusjoner
Denne pilotstudien av AquaSust ettermonterte anlegget ved å legge til for-behandlingsfasiliteter i det innledende stadiet og spesialisert seg på MBBR-prosessen i det aerobe stadiet. De endelige dataene viste positive resultater som følger:
1. Etter effektiv forbehandling var konsentrasjonen av avløpsvannet lav, selv om fjerningseffektiviteten for Ca2+ forble lav. Generell prosessstabilitet ble opprettholdt, noe som gavner nedstrøms biologisk behandling.
2. Når COD-konsentrasjonen på innløpet nådde 1000 mg/L, forble COD-avløpet under 80 mg/L, med en gjennomsnittlig COD-fjerningshastighet på 93,3 %, som oppfyller kravene.
3. MBBR-prosessen oppnådde konsekvent en høy Kjeldahl-nitrogenfjerningshastighet, i gjennomsnitt over 95 % med en ammoniakknitrogenbelastning på 0,018 kg/(kg·d).
4. Kalsiumionovervåking i MBBR tankfyllere viste at betydelig avsetning ble forhindret, og unngikk negative effekter på nitrifikasjon.