Razões C/N afluentes baixas são um gargalo; a redução de custos e a melhoria da eficiência devem ser implementadas; os padrões de poluição e redução de carbono devem ser cumpridos; e a modernização-no local deve ser evitada. Quando estas exigências fundamentais se juntam, o processo AOA torna-se a solução ideal que as estações de tratamento de águas residuais não podem evitar.
O processo AOA é adequado para situações com baixas relações C/N afluentes, não exigindo nenhuma fonte adicional de carbono, e seus efeitos de remoção de nitrogênio e fósforo superam em muito os processos tradicionais.
O processo AOA não é apenas uma "tecnologia negra" no tratamento de águas residuais inventada pelo acadêmico Peng Yongzhen, mas também desempenha o papel de uma "ferramenta de atualização" na renovação de muitas antigas estações de tratamento de águas residuais.
1. Qual é a diferença entre AOA e AAO?
Quando se trata de tratamento de águas residuais, muitas pessoas pensam imediatamente no processo AAO clássico (anaeróbico-anóxico-aeróbico), enquanto o processo AOA (anaeróbico-aeróbico-anóxico) ajusta superficialmente a ordem da zona de reação, mas sua lógica central é completamente diferente.
Os processos AAO e AOA compartilham semelhanças no tempo de retenção hidráulica, no tipo de estrutura e nos equipamentos eletromecânicos, o que é fundamental para que muitas estações de tratamento de águas residuais possam converter diretamente de AAO para AOA-nenhum terreno adicional é necessário, resultando em baixos custos de conversão.
As principais diferenças residem em dois pontos: primeiro, um tempo de retenção mais curto em uma seção e tempos de retenção mais longos nas outras duas seções; e segundo, uma mudança no retorno do lodo de um para dois processos.
O "mais curto, mais dois" refere-se aos tempos de retenção mais longos nas seções anaeróbica e anóxica do processo AOA, enquanto a seção aeróbica é mais curta. "O tempo suficiente na seção anaeróbica permite que as bactérias polissacarídicas desnitrificantes (DGAOs) consumam totalmente a matéria orgânica nas águas residuais, reduzindo o DQO e armazenando fontes internas de carbono. A seção anóxica mais longa ocorre porque a taxa de desnitrificação interna é mais lenta do que a de desnitrificação externa, exigindo tempo suficiente para que os DGAOs concluam o processo de desnitrificação interna", explicou o Sr. A secção aeróbica mais curta reduz o consumo ineficaz de fontes internas de carbono, garantindo que a energia é utilizada de forma eficaz.
Mais importante ainda, o processo mudou de um para dois – a AAO tradicional tem apenas um caminho de retorno de lodo, enquanto a AAO adiciona um caminho de retorno do tanque de decantação secundário para a frente da zona anóxica (R2 no fluxograma). "Este caminho de retorno adicional duplica o número de bactérias desnitrificantes no tanque anóxico, aumentando a taxa específica de desnitrificação (taxa de desnitrificação/concentração de lodo); em segundo lugar, cria um ambiente favorável para DPAOs, reduzindo a hidrólise do lodo e a liberação de fósforo da degradação microbiana no fundo do tanque de decantação secundário, resultando em uma diminuição contínua no fósforo total (TP) tanto na zona anóxica quanto no tanque de decantação secundário." No entanto, o Sr. Chen também alertou que esta alta taxa de retorno pode carregar significativamente o tanque de decantação secundário. Usar diretamente o tanque de decantação secundário existente da AAO pode afetar o efeito de separação de lodo-de água, que é uma consideração importante durante o processo de modernização.
Esses ajustes teoricamente permitem que o processo AAO alcance quase{0}}zero TN de efluentes e elimina em grande parte a necessidade de fontes externas de carbono, reduzindo significativamente os custos operacionais e tornando-o um "novo favorito" na indústria de tratamento de águas residuais.
2. Quais estações de tratamento de águas residuais são adequadas para AAO?
Três vantagens principais falam por si
Cenários aplicáveis ao processo AOA – Nem todas as estações de tratamento de águas residuais são adequadas para modernização, mas aquelas que atendem a essas condições geralmente obtêm resultados surpreendentes.
Primeiro, estações de tratamento de águas residuais que buscam redução de custos, melhoria de eficiência e operação com baixo-carbono. Por um lado, o processo AOA de dupla-recirculação de lodo tem um tempo de retenção aeróbico mais curto em comparação com outros processos, economizando assim no consumo de energia de aeração. Por outro lado, ao aumentar a recirculação do lodo na zona anóxica, as fontes de carbono não utilizadas no lodo no fundo do tanque de sedimentação secundário podem ser devolvidas à zona anóxica, permitindo a reciclagem eficiente das fontes internas de carbono e, assim, economizando nas fontes externas de carbono.
Com requisitos ambientais cada vez mais rigorosos, a operação com baixo-carbono é uma tendência importante, tornando o AOA, um processo que economiza energia e reduz o lodo, muito procurado.
Em segundo lugar, estações de tratamento de águas residuais que tratam águas residuais de baixo C/N, especialmente nas cidades do sul. Os esgotos domésticos do sul geralmente carecem de fontes de carbono suficientes e os processos tradicionais exigem a adição de fontes externas de carbono, como metanol e acetato de sódio, para cumprir os padrões, o que é caro e complicado. O processo AOA utiliza eficientemente ácidos graxos poli-hidroxi (PHA) e glicogênio intracelular (Gly) armazenados nos tanques de sedimentação anaeróbica e secundária por lodo ativado. Simultaneamente, o menor volume de aeração e o menor tempo de aeração na seção aeróbica reduzem o consumo de fontes internas de carbono, o que é benéfico para reter mais fontes internas de carbono para desnitrificação na zona anóxica.
Finalmente, é adequado para estações de tratamento de águas residuais que buscam melhorar a remoção de nitrogênio e fósforo. Os processos tradicionais de AAO produzem efluentes aeróbicos com alto teor de nitrato, e a remoção de nitrogênio através da recirculação do licor de nitrificação é limitada. AOA, ao colocar a zona anóxica por último, permite tempo suficiente para a desnitrificação endógena, resultando em teor extremamente baixo de nitrato no efluente e remoção superior de nitrogênio.
Resumindo, se uma estação de tratamento de águas residuais enfrentar qualquer um dos três problemas -fontes de carbono insuficientes, altos custos operacionais ou alta pressão de remoção de nitrogênio e fósforo-, a AOA pode ser considerada uma escolha preferencial.
3. A “tecnologia negra” imperfeita
Desafios na operação da AOA Nenhum processo de tratamento de água é perfeito e a AOA também tem seus próprios “problemas”.
O maior desafio é a sua adaptabilidade às flutuações na qualidade e quantidade da água. A qualidade e quantidade afluentes das estações de tratamento de águas residuais mudam diariamente, exigindo controle preciso de parâmetros como tempo de retenção, taxa de aeração e fluxo de retorno. "Por exemplo, se a concentração do afluente aumentar repentinamente ou a vazão aumentar dramaticamente, os parâmetros originais se tornarão ineficazes. Se os ajustes não forem feitos prontamente, o efeito do tratamento será comprometido e o potencial-de economia de energia não será realizado", disse o Sr. Chen, impotente. Isto impõe grandes exigências ao nível de operação e gestão das estações de tratamento de águas residuais.
Outro desafio é o impacto de ambientes-de baixa temperatura. A atividade microbiana depende de temperaturas adequadas. No inverno, as baixas temperaturas inibem diretamente a atividade das bactérias desnitrificantes e{3}}removedoras de fósforo, não apenas reduzindo a eficiência da desnitrificação, mas também afetando potencialmente a estabilidade das comunidades microbianas funcionais. As estações de tratamento de águas residuais nas regiões frias do norte que desejam usar AOA (Aeração Automática) devem abordar a adaptabilidade a baixas-temperaturas. Além de determinar parâmetros racionalmente, eles também precisam estender adequadamente o tempo de retenção hidráulica para permitir ajustes flexíveis às condições operacionais.
Atualmente, a indústria está pesquisando como otimizar os parâmetros do processo e melhorar a adaptabilidade a baixas-temperaturas e o controle da comunidade microbiana. No entanto, as suas pequenas falhas não ofuscam as suas vantagens significativas. Os principais pontos fortes do processo AOA são muito proeminentes, especialmente para estações de tratamento de águas residuais que buscam atualizações-no local para reduzir custos e aumentar a eficiência; continua sendo a opção-com melhor custo-benefício.
O processo AOA tornou-se um “novo favorito” na indústria de tratamento de águas residuais porque não é uma nova tecnologia que surgiu do nada, mas sim uma “solução otimizada” que aborda precisamente os pontos problemáticos da indústria.
Embora ainda existam áreas a melhorar, este processo, que equilibra os benefícios ambientais com os custos operacionais, irá sem dúvida enraizar-se em mais estações de tratamento de águas residuais, contribuindo para o controlo da poluição da água.
