Como podemos melhorar a remoção de nitrogênio e fósforo?

Antes de ajustar o ponto de adição da fonte de carbono, o metanol foi consumido parcialmente na seção anaeróbica antes de entrar na seção anóxica para desnitrificação. Após o ajuste, todo o metanol é usado para desnitrificação, eliminando o consumo de metanol na seção anaeróbica e reduzindo significativamente o uso de metanol.

As águas residuais municipais são frequentemente tratadas usando processos de lodo ativado, principalmente AAO e SBR. Embora esses processos ofereçam excelentes resultados de tratamento, devido à baixa relação C/N das águas residuais municipais, a fonte de carbono influente geralmente falha em atender aos requisitos para a remoção de nitrogênio e fósforo. Esses processos requerem medidas adicionais, como a adição de fontes externas de carbono, para garantir que os níveis de Efluente TN e TP atendam aos padrões.

Isso, no entanto,, sem dúvida, aumentará significativamente os custos operacionais e de gerenciamento das estações de tratamento de esgoto.

◎ Os custos da fonte de carbono são limitados: como podemos reduzir os custos de fonte de carbono para as estações de tratamento de esgoto?
◎ Como podemos abordar a questão de fontes insuficientes de carbono para remoção de nitrogênio e fósforo nas estações de tratamento de águas residuais municipais?
◎ Como podemos melhorar a remoção de nitrogênio e fósforo quando as fontes de carbono são insuficientes? ◎ ......

Resumimos as oito medidas de otimização a seguir para o tratamento de águas residuais de fonte de carbono baixo {}}.

1. Ajustando os métodos de dosagem da fonte de carbono

A adição de uma fonte externa de carbono garante principalmente matéria orgânica suficiente na seção anóxica para utilizar as bactérias desnitrificantes, melhorando assim a eficiência da desnitrificação.

Com base nisso, nossa pesquisa revelou que alguns operadores ajustaram o ponto de adição de metanol da entrada da seção anaeróbica do tanque A2/O na seção anóxica. Eles também ajustaram racionalmente a dose de metanol (aumentando a dose quando a concentração de entrada e a razão C/n foram baixas e o valor de TN efluente mostrou uma tendência ascendente e reduzindo -a quando a concentração de entrada e a razão C/N foram baixas e diminuindo a dosagem quando a validade do efluente foi baixa). Eles também implementaram ajustes correspondentes de processo para atender aos requisitos de produção e operação e garantir que os padrões da qualidade da qualidade do efluente.

Antes de ajustar o ponto de adição da fonte de carbono, algum metanol foi consumido pela primeira vez na seção anaeróbica antes de entrar na seção anóxica para desnitrificação. Após o ajuste, todo o metanol foi usado para desnitrificação, eliminando o consumo de metanol na seção anaeróbica e reduzindo significativamente o uso de metanol.

Os resultados mostram que o consumo diário de metanol da estação de esgoto diminuiu em aproximadamente 45,9%, reduzindo significativamente os custos operacionais. Além disso, com a redução no uso de metanol, todos os parâmetros da qualidade da água atenderam aos padrões.

2. Melhorias nos processos tradicionais de tratamento de água

1) Processo AAO aprimorado

◎ Uma zona de remoção de fósforo anaeróbica e uma zona de aeração de oxigênio baixa - são instaladas adjacentes à zona de sedimentação, formando uma configuração integrada. Isso melhora a eficiência e reduz o tempo de tratamento de esgoto.

◎ Aproveitando o princípio da pressão do ar, uma zona de aeração de oxigênio baixa - é estabelecida na frente da zona de fluxo de ar, fornecendo forças naturais enquanto reduz o consumo de energia e as cargas de choque.

◎ Um sistema exclusivo de controle de oxigênio dissolvido aumenta a remoção de DQO, nitrogênio total (TN) e fósforo total (TP). É um processo -chave para o tratamento de esgoto urbano de origem de carbono baixo -.

2) Processo SBR aprimorado

O processo SBR é uma melhoria no processo de lodo ativado. Oferece vantagens como operação simples, menos etapas, custos mais baixos, excelente sólido - separação de líquidos, remoção superior de nitrogênio e fósforo e forte resistência a cargas de choque. É adequado para o tratamento de águas residuais de empresas com pequenos volumes de água.

Vale a pena notar que, com base no processo SBR aprimorado, uma zona anóxica pré - pode ser adicionada para desnitrificar o nitrito introduzido pelo processo de recirculação externa, fornecendo um melhor ambiente anaeróbico para a liberação subsequente de fósforo anaeróbico.

Após a matéria orgânica na água bruta na zona anóxica pré -- sofre um certo grau de hidrólise, é mais efetivamente utilizada por fosfato - acumulação de bactérias. Além disso, a adição de uma zona anóxica pré -- oferece mais opções para a distribuição da fonte de carbono na água bruta.

Isso otimiza a seleção da fonte de carbono durante a distribuição da água bruta e centraliza o tratamento da fonte de carbono para as águas residuais municipais, melhorando assim a eficiência geral da otimização de águas residuais e aumentando a reciclagem de recursos hídricos.

1. Estágio - Método de lodo ativado influente

Na prática, preferimos nos referir a esse método como multi - entrada de pontos.

Multi - A entrada de pontos foi adotada inicialmente para reduzir a discrepância entre a demanda de oxigênio e a oferta de oxigênio na lagoa biológica, alcançando assim a conservação de energia e a redução do consumo. Atualmente, este método é usado para dois propósitos principais:

Primeiro, para aumentar o conteúdo da fonte de carbono nos estágios de desnitrificação e remoção de fósforo;

Segundo, ao consumir o excesso de oxigênio dissolvido transportado pelo retorno da solução de lodo e da solução de nitrificação, otimiza o ambiente de reação de desnitrificação e remoção de fósforo, melhorando assim a eficiência do tratamento.

Vale ressaltar que uma estação de tratamento de águas residuais que visitamos utiliza um processo de UCT modificado com vários pontos de entrada de água.

Ao mesmo tempo, também descobrimos que esse método operacional tem desvantagens significativas. Por exemplo, o aumento dos pontos de entrada de água aumenta o volume da estrutura e o sistema de tubulação, o que, sem dúvida, aumenta o volume do tanque de reação e o investimento em construção, aumenta as dificuldades operacionais e de gestão e complica o sistema.

No entanto, como diz o ditado, "uma falha supera um mérito". Comparados à melhoria da desnitrificação e eficiência de remoção de fósforo, essas desvantagens são completamente insignificantes.

2. Adicionando um tanque de hidrólise anaeróbica e acidificação

De um modo geral, um método comum para melhorar os processos de desnitrificação e remoção de fósforo é adicionar um tanque de hidrólise anaeróbica e acidificação (estágio) antes do reator de desnitrificação e remoção de fósforo.

Isso ocorre porque durante o estágio de hidrólise anaeróbica e acidificação, grandes moléculas orgânicas são convertidas em compostos mais simples e secretados fora das células. Isso reduz a carga orgânica das águas residuais que está sendo tratada, melhora sua biodegradabilidade e, portanto, aumenta a eficiência do tratamento subsequente.

Por exemplo, em uma estação de tratamento de águas residuais sob investigação, um tanque pré -anóxico pré - (pre - tanque de desnitrificação) e um tanque anaeróbico foram instalados antes da doação de oxidação para o que a oxidação de que a oxidação é um tanque de queda de um tanque. No tanque anaeróbico, moléculas grandes e substâncias recalcitrantes são convertidas em substâncias prontamente biodegradáveis, fornecendo uma fonte de carbono para fosfato - acumulando bactérias.

Além disso, muitos casos mundiais reais - demonstraram que o uso do processo de hidrólise e acidificação como uma etapa de pré -tratamento para a desnitrificação biológica do baixo - concentração de águas residuais municipais pode complementar o estágio de desnitrificação com uma certa quantidade de fonte de carbono, melhorando efetivamente a eficiência de desnitrificação.

No entanto, é importante observar que, dados os custos de construção e operação do tanque de hidrólise, bem como as condições reais de esgoto em certas regiões, esse método deve ser adaptado às condições locais, levando em consideração fatores como eficácia do tratamento e custos econômicos.

1. Projete adequadamente tanques de esclarecimento primário

A função do tanque de esclarecimento primário é remover ainda mais partículas inorgânicas mais finas que as câmaras de areia não podem remover, potencialmente removendo 10% a 20% da matéria orgânica. Ele também tem um certo efeito hidrolítico e acidificador, reduzindo assim a carga nas unidades de tratamento biológico subsequentes e melhorando significativamente a eficiência do tratamento.

No entanto, o projeto do tanque de esclarecimento primário merece uma discussão mais aprofundada, como pode, até certo ponto, levar a fontes de carbono mais baixas nos estágios subsequentes de remoção de nitrogênio e fósforo.

Atualmente, existem três abordagens principais para projetar ou não um tanque de esclarecimento primário, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens. As empresas de projeto e construção devem considerar as condições influentes reais e os requisitos de construção específicos para o projeto e a construção apropriados.

1) Eliminando diretamente o tanque de esclarecimento primário
Essa abordagem é, sem dúvida, uma boa opção para estações de tratamento de esgoto com concentrações de SS influentes baixas e moderadamente flutuantes.

Por exemplo, muitas estações de tratamento de esgoto (como o processo de vala de oxidação atrasado atualmente popular) atualmente têm esgoto entrando no tanque biológico diretamente após a passagem pela câmara de areia.

Essa abordagem tem vantagens significativas. Reduz o investimento em construção para o tanque de sedimentação primária e simplifica o processo de tratamento, aliviando efetivamente as restrições financeiras e de planejamento de terras da empresa.

2) Instalando um tubo de desvio no tanque de sedimentação primária

A experiência prática mostra que essa abordagem é mais adequada para estações de tratamento de esgoto com grandes flutuações na concentração influente de SS.

Quando a concentração de SS influente é alta, o tanque de sedimentação primário pode ser aberto para reduzir ainda mais a SS. Quando a concentração de SS influente é baixa, o tubo de desvio pode ser aberto para ignorar o tanque de sedimentação primária para reduzir a perda de matéria orgânica e, assim, aumentar o conteúdo de fonte de carbono orgânico nos processos de tratamento subsequentes.

3) Reduzindo o tempo de retenção hidráulica do tanque de sedimentação primária

Normalmente, o tempo de retenção hidráulica de um tanque de sedimentação primária é de 1 a 2 horas.

No entanto, alguns conservacionistas de água propuseram uma abordagem diferente: reduzindo o tempo de retenção do tanque de sedimentação primária para 0,5 a 1 hora ou aumentando adequadamente o tempo de retenção hidráulica da câmara de areia.

Essa abordagem pode, até certo ponto, aliviar as desvantagens associadas à eliminação do tanque de sedimentação primária.

2. Utilizando o lodo para desenvolver fontes de carbono

Como o nome sugere, esse método não apenas aborda questões de descarte de lodo até certo ponto, mas também aborda a questão de fontes insuficientes de carbono nas estações de tratamento de esgoto, alcançando verdadeiramente a redução, estabilização e utilização de recursos.

No entanto, é importante observar que as paredes celulares dos microorganismos de lodo são estáveis, semi -- estruturas rígidas, dificultando a produção de hidrólise anaeróbica direta de produzir ácido. Portanto, o pré -tratamento de lodo é necessário para interromper a estrutura do FLOCA de lodo e as paredes celulares, liberando efetivamente substâncias intracelulares e liberando matéria orgânica solúvel, que é então hidrolisada para produzir VFAs.

Os métodos de pré -tratamento de lodo desenvolvidos nos últimos anos incluem métodos físicos (alta - jato de pressão, moagem de contas, ultrassom e aquecimento), métodos químicos (ozidação de ozônio, oxidação de cloro e oxidação úmida), métodos biológicos e alguns métodos combinados.

1. Triagem racional de fontes de carbono externas

Ao selecionar fontes de carbono externas, é crucial garantir sua qualidade. As fontes de carbono externas são categorizadas principalmente em dois tipos com base em sua origem: fontes tradicionais de carbono, incluindo matéria orgânica como metanol e açúcar; e fontes de carbono de águas residuais orgânicas, como águas residuais industriais, como águas residuais de cervejaria e lixiviado de aterros sanitários.

Diferentes tipos de matéria orgânica têm seus próprios ciclos metabólicos nos sistemas biológicos, resultando naturalmente em variadas eficiências de utilização. Portanto, tanto a fonte quanto a eficiência da utilização da fonte de carbono são fatores -chave a serem considerados ao selecionar uma fonte de carbono.

A análise prática mostrou que o lodo ativado exibe eficiências de desnitrificação variadas para diferentes fontes de carbono, com tempos e graus de degradação variados. Adicionar acetato de sódio ao processo de desnitrificação pode produzir melhores resultados.

Além disso, numerosos estudos mostraram que a taxa de reação de desnitrificação do ácido acético é maior que a da glicose e etanol. Portanto, ao selecionar fontes externas de carbono, é necessário realizar vários ensaios com base no projeto específico de tratamento de águas residuais, selecionando a fonte de carbono externo mais apropriada com base no desempenho final do tratamento e nos benefícios econômicos.

2. Aplicação de outras tecnologias

1) curto - termo nitrificação e desnitrificação

A teoria tradicional depende principalmente da conversão de nitrogênio de amônia por dois microorganismos: nitrito - transformando bactérias e bactérias nitrificantes.

Se for necessária uma escolha ecológica entre os dois métodos, é necessário transformar o nitrito - produzindo bactérias na população bacteriana dominante no lodo, eliminar ou reduzir o número de bactérias nitrifiques, utilizar totalmente a nitrificação durante o estágio de nititação e depois prosseguir para a desnitrificação. Este método pode reduzir significativamente o processo de reação de desnitrificação.

Esse processo pode economizar efetivamente energia em aplicações práticas, reduzindo as fontes de carbono em aproximadamente 40% em comparação com os processos tradicionais.

2) Processo Canon

O processo Canon, também conhecido como desnitrificação autotrófica dentro de um biofilme, funciona da seguinte maneira:

Bactérias nitrosogênicas dentro do biofilme oxidam a amônia em nitrito em condições aeróbicas; amônio anaeróbico - bactérias oxidantes convertem amônia e nitrito em gás nitrogênio sob condições anaeróbicas; e a ação sinérgica do nitrito - produção e amônio anaeróbico - bactérias oxidantes oxidam finalmente a amônia em gás nitrogênio.

O processo Canon não requer uma fonte de carbono orgânico e pode ser realizado em um ambiente completamente inorgânico. Isso economiza efetivamente 100% das fontes de carbono externas e 66% do suprimento de gás.

3) Tecnologia de oxidação anaeróbica de amônio

A oxidação anaeróbica de amônio (AMO) envolve principalmente a oxidação biológica - Redução reação entre nitrito e amônia, que ocorre sob baixas concentrações de oxigênio dissolvido. Esse processo, através do metabolismo intracelular, promove a reação de redução biológica da oxidação- entre nitrito e amônia, removendo assim a água do nitrogênio.

Esse método atraiu a atenção das estações de tratamento de esgoto devido ao seu carbono - Salvar e economizar - salvar propriedades, bem como sua baixa produção bacteriana.

As bactérias AMO utilizam principalmente a reação química entre amônia e nitrito para gerar energia. Como as bactérias utilizam dióxido de carbono no ar como fonte de carbono, elas não exigem a adição de uma fonte de carbono orgânica adicional, tornando -os altamente valiosos para aplicações práticas.

No entanto, sua desvantagem é que o cultivo e a domesticação das bactérias AMO são difíceis e requer requisitos ambientais muito rigorosos.