AAO i AO procesi, koji je bolji u pročišćavanju otpadnih voda?

1. AAO i AO procesi: Usporedba učinka uklanjanja COD-a

Sposobnost procesa pročišćavanja otpadnih voda da uklone organske tvari jedan je od glavnih pokazatelja učinkovitosti procesa. Veličina KPK izravno odražava količinu organske tvari u kanalizaciji. Sustav za obradu podataka DPS korišten je za testiranje razlike u koncentraciji KPK i stopi uklanjanja KPK u ulazu i efluentu dva procesa. Rezultati su pokazali da nije bilo značajne razlike u ulaznoj KPK dvaju procesa, ali je bilo značajnih razlika u efluentnoj KPK i brzini uklanjanja. AAO proces bio je značajno bolji od AO procesa u uklanjanju KPK. Razlog je taj što u AO procesu reakcija denitrifikacije u anoksičnom dijelu može potrošiti dio organske tvari u kanalizaciji, ali većina organske tvari uklanja se aerobnom razgradnjom. Hidrauličko vrijeme zadržavanja aerobnog dijela AO procesa prve faze kanalizacijskog postrojenja Xinling je kratko, volumen spremnika za prozračivanje je mali, a volumen prozračivanja je nedovoljan, što rezultira lošim uklanjanjem organske tvari. U procesu AAO polifosfatne bakterije u anaerobnom dijelu većinu organske tvari pretvaraju u PHB i pohranjuju u stanicama, a dio organske tvari uklanja se denitrifikacijom u anoksičnom dijelu. Kada otpadna voda uđe u aerobni odjeljak, koncentracija KPK je u osnovi blizu standarda ispuštanja, te će se dalje razgraditi u aerobnom dijelu. Studije su pokazale da stopa uklanjanja KPK anaerobnog dijela procesa AAO može doseći više od 80%, dok je stopa uklanjanja anoksičnog dijela u prosjeku manja od 10%.

2. AAO i AO procesi: usporedba učinka denitrifikacije

Posljednjih godina, s povećanjem eutrofikacije kvalitete vode u okolišu i stalnim poboljšanjem standarda ispuštanja otpadnih voda, pronalaženje učinkovitog procesa denitrifikacije postalo je jedno od važnih pitanja u trenutnom dizajnu postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. I AAO proces i AO proces imaju funkcije biološke denitrifikacije, a principi denitrifikacije dvaju procesa su isti, a oba su denitrifikacija. Provođenjem eksperimenta značajne razlike u koncentracijama TN na ulazu i izlazu i stopama uklanjanja TN u dva procesa, rezultati pokazuju da ne postoji značajna razlika u TN na ulazu dvaju procesa, a TN u efluentu i stope uklanjanja značajno se razlikuju . AAO proces je značajno bolji od AO procesa u uklanjanju TN. U procesu denitrifikacije denitrifikacije, nitratni dušik je glavna tvar u ukupnom dušiku u efluentu, a stopa uklanjanja nitratnog dušika u anoksičnom dijelu može biti veća od 90%. Studije su pokazale da kontroliranje koncentracije nitrata u efluentu u anoksičnoj zoni na 1mg/L~2mg/L može maksimalno povećati brzinu uklanjanja TN i u potpunosti iskoristiti COD za poboljšanje kapaciteta denitrifikacije anoksične zone. Miješana tekućina u aerobnoj zoni sadrži veliku količinu nitratnog dušika, koji se refluksira u anoksičnu zonu unutarnjom cirkulacijom i podvrgava se reakciji denitrifikacije u anoksičnoj zoni. HRT anoksičnog dijela AO procesa postrojenja za otpadne vode Xinling je prekratak, samo 1,8 h, što je manje od 3,46 h AAO procesa, a omjer unutarnjeg refluksa je 50%~100%, što je manje od 150 %~250% AAO procesa, što rezultira denitrifikacijskom funkcijom koja je inferiorna u odnosu na AAO. Osim toga, denitrifikacijski učinak AO procesa nije tako stabilan kao onaj kod AAO procesa i na njega uvelike utječu vanjski čimbenici (temperatura, omjer C/N, itd.).

3. AAO i AO procesi: usporedba učinka uklanjanja fosfora

Prekomjerni sadržaj fosfora u vodi također će dovesti do proliferacije mikroorganizama, snažnog rasta planktona i eutrofikacije. Pojava tehnologije uklanjanja fosfora denitrifikacijom je napredak u tradicionalnoj biološkoj teoriji uklanjanja fosfora. Ne samo da može riješiti proturječnosti u tradicionalnim procesima, već i pomoći u postizanju održive obrade otpadnih voda. Rezultati pokazuju da nema značajne razlike u ulaznoj TP i stopi uklanjanja TP dvaju procesa, a postoje značajne razlike u TP i brzini uklanjanja efluenta. AAO proces je značajno bolji od AO procesa u uklanjanju TP. Razlog je taj što AO proces prve faze postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda Xinling nema dio za anaerobno otpuštanje fosfora. U procesu biološkog uklanjanja fosfora, polifosfatne bakterije mogu u potpunosti otpustiti fosfor samo u anaerobnom dijelu kako bi osigurale dobar učinak apsorpcije fosfora u anoksičnom i aerobnom dijelu. Ovaj proces uklanja fosfor samo kroz asimilaciju mikroorganizama. Uklanjanje fosfora u procesu AAO uglavnom dovršavaju polifosfatne bakterije. Općenito govoreći, količina fosfora koju polifosfatne bakterije apsorbiraju u anoksičnom i aerobnom dijelu veća je od količine fosfora oslobođenog u anaerobnom dijelu. Istraživanja su pokazala da je omjer prosječne apsorpcije fosfora i prosječnog otpuštanja fosfora AAO procesa 1,28, a apsorpcija fosfora u anoksičnom stadiju veća je od one u aerobnom stadiju.

4. AAO i AO procesi: sažetak usporedbe učinka uklanjanja
Ukratko, uklanjanje organske tvari, dušika i fosfora postupkom AAO znatno je bolje od onog postupkom AO, posebno za uklanjanje fosfora. Budući da AO proces nema anaerobni stupanj, može ukloniti samo mali dio fosfora asimilacijom mikroorganizama. Stoga, ako postoje zahtjevi za uklanjanje fosfora, nemojte odabrati ovaj postupak niti dodavati kemijsko uklanjanje fosfora.

1. Učinak temperature na uklanjanje KPK pomoću dva procesa

Temperatura ima mali učinak na uklanjanje KPK u procesu AAO. Čak i ako je temperatura ispod 5 stupnjeva Celzijusa, stopa uklanjanja COD-a može doseći više od 85%, što pokazuje da temperatura malo utječe na pretvorbu organske tvari pomoću polifosfatnih bakterija.

Međutim, uklanjanje KPK postupkom AO često se smanjuje između 5-15 stupnjeva Celzijusa kako temperatura raste, a zatim se ponovno povećava. To može biti zato što kada je klima naizmjenično hladna i topla, broj i struktura bakterijske zajednice u sustavu će se promijeniti, a dominantna populacija u sustavu postupno će se promijeniti iz bakterijske zajednice koja preferira jednu temperaturu u bakterijsku zajednicu koji preferira drugu temperaturu, što utječe na sposobnost obrade organske tvari.

2. Učinak temperature na denitrifikaciju dva procesa

Bez sumnje, učinak temperature na denitrifikaciju dva procesa je prilično očigledan – oba procesa imaju značajno povećanje brzine uklanjanja TN s porastom temperature. Posebno za AO proces, kada je temperatura viša od 15 stupnjeva Celzijusa, stopa uklanjanja TN raste gotovo linearno. Dakle, zašto povećanje temperature može poboljšati učinak denitrifikacije dvaju procesa? S jedne strane, to je zato što povećanje temperature pogoduje rastu i razmnožavanju mikroorganizama aktivnog mulja i poboljšava učinkovitost asimilacije dušikovih elemenata; s druge strane, to je zato što povećanje temperature također pojačava metaboličku aktivnost nitrifikacijskih bakterija i denitrifikacijskih bakterija u sustavu, tako da se povećava denitrifikacijski i denitrifikacijski kapacitet sustava. Općenito se vjeruje da je najprikladnija temperatura rasta za nitrifikacijske bakterije je 25-30 stupnjeva Celzijusa. Kada je temperatura niža od 15 stupnjeva Celzijusa, brzina nitrifikacije se značajno smanjuje, a aktivnost nitrificirajućih bakterija također je znatno smanjena. Kada temperatura padne ispod 5 stupnjeva Celzijevih, životna aktivnost nitrifikacijskih bakterija gotovo prestaje. Vrijedno je spomenuti da ponekad čak i pri niskim temperaturama (ispod 5 stupnjeva) stopa uklanjanja TN dvaju sustava neće biti manja od 40%, što znači da se pri niskim temperaturama dva sustava uglavnom oslanjaju na asimilaciju mikroorganizama u aktivni mulj za uklanjanje dušika.

3. Učinak temperature na uklanjanje fosfora dvama procesima

Iz stvarne situacije, brzina uklanjanja fosfora u procesu AAO u skladu s tim povećava se s povećanjem temperature, posebno kada je temperatura veća od 20 stupnjeva Celzijusa, brzina uklanjanja TP -a ima tendenciju stabilne. To je zato što je ključ za uklanjanje biološkog fosfora oslanjati se na aktivnost uklanjanja fosfora polifosfatnih bakterija, a povećanje temperature pogoduje povećanju aktivnosti polifosfatnih bakterija i poboljšanju brzine uklanjanja fosfora. Međutim, pravilnost uklanjanja fosfora pomoću AO procesa s promjenama temperature nije jaka i nema očite korelacije. To je zato što AO postupak nema anaerobni presjek, ne postoji uvjet za preživljavanje polifosfatnih bakterija, a uklanjanje fosfora ovisi samo o asimilaciji mikroorganizama, tako da temperatura ima malo utjecaja na asimilaciju mikroorganizama u ovom procesu.

1. Učinak utjecajnog omjera C/N na uklanjanje KPK pomoću dva procesa

Za AAO proces, stopa uklanjanja KPK ostaje u osnovi stabilna bez obzira na omjer C/N. Podaci pokazuju da polifosfatne bakterije u anaerobnoj zoni polifosfatne bakterije sintetiziraju većinu COD-a u unutarstanični skladišni PHA, s prosječnom stopom iskorištenja od 75%-85%. Oko 10% COD-a ulazi u anoksičnu zonu, a u aerobnu zonu gotovo da nema preostalih biorazgradivih organskih tvari. Stoga ovaj proces može u potpunosti iskoristiti izvor ugljika i manje je pod utjecajem organskog opterećenja. Omjer C/N ima određeni utjecaj na uklanjanje KPK u AO procesu. Prema podacima postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda Xinling, nakon što je omjer C/N veći od 10, kako se omjer C/N povećava, stopa uklanjanja COD-a lagano opada, a organsko opterećenje ima utjecaj na sustav.

2. Utjecaj utjecajnog omjera C/N na denitrifikaciju dva procesa

U A/O procesu, kako se omjer C/N povećava, brzina uklanjanja TN opada gotovo linearno, a koncentracija organske tvari ima ozbiljan utjecaj na stopu proizvodnje procesa nitrifikacije. To je zato što su nitrifikacijske bakterije autotrofne bakterije, a koncentracija organske tvari nije njihov ograničavajući čimbenik rasta. Prevelika koncentracija organske tvari uzrokovat će brzo razmnožavanje heterotrofnih bakterija s brzom proliferacijom, ponajprije koristeći kisik u vodi, a autotrofne bakterije neće imati prednost, a njihova će aktivnost biti inhibirana, što će utjecati na reakciju nitrifikacije. U procesu AAO, eksperimentalni podaci pokazuju da kada se dolazni omjer C/N poveća s 5 na 9, stopa uklanjanja TN postojano raste, a kada je omjer C/N 8,9, stopa uklanjanja TN iznosi čak 83,2%. Međutim, kada se omjer C/N poveća s 9 na 14, stopa uklanjanja TN se smanjuje umjesto da raste. Kada se omjer C/N poveća u određenom rasponu, stopa uklanjanja TN također raste ravnomjerno, ali kada se omjer C/N poveća na određenu vrijednost i stopa uklanjanja TN dosegne najveću vrijednost, stopa uklanjanja TN opada s povećanjem C/N omjer. Glavni razlog je isti kao i kod AO procesa. Povećanje omjera C/N dovodi do smanjenja broja autotrofnih bakterija u sustavu, smanjenja učinkovitosti nitrifikacije, a time i smanjenja ukupne brzine uklanjanja dušika. Prema podacima, minimalni teorijski omjer C/N za potpunu denitrifikaciju je 2.86 bez skladištenja unutarnjih izvora ugljika, ali stvarna potrebna vrijednost je puno veća od tog broja.

3. Učinak utjecajnog omjera C/N na uklanjanje fosfora u dva procesa

Omjer C/N ima veliki utjecaj na učinak uklanjanja fosfora AAO procesa. Eksperimentalni podaci pokazuju da kada se omjer C/N poveća s 5 na 9, stopa uklanjanja TP postupno raste. To je uglavnom zato što je ulazni izvor ugljika nedovoljan kada je ulazni omjer C/N nizak, a povratni mulj sadrži veliku količinu nitrata, koji troši veliku količinu KPK, što rezultira nedovoljnim oslobađanjem fosfora u anaerobnoj zoni i smanjenje stope uklanjanja fosfora iz sustava. Kada se utjecajni omjer C/N poveća s 9 na 14, ukupna stopa uklanjanja fosfora se smanjuje, posebno kada je omjer C/N veći od 11, ukupna stopa uklanjanja fosfora opada gotovo linearno. To je zato što kada je organsko opterećenje relativno visoko, polifosfatne bakterije u anaerobnom stadiju ne mogu u potpunosti iskoristiti organsku tvar u protoku, a preostali višak organske tvari pospješit će rast polisaharidnih bakterija, čime se smanjuje udio polifosfatnih bakterija u aktivnom mulju i utječu na učinak uklanjanja fosfora. Utjecajni omjer C/N ima mali učinak na učinak uklanjanja fosfora u procesu AO, uglavnom zato što se uklanjanje fosfora u procesu AO odvija samo kroz asimilaciju mikroorganizama, a omjer C/N ima mali učinak na asimilaciju.

1. Učinak utjecajnog omjera C/P na uklanjanje KPK dvaju procesa.

Eksperimentalni podaci pokazuju da se stopa uklanjanja KPK AO procesa ne mijenja s omjerom C/P i nema očite korelacije. Može se vidjeti da omjer C/P nije glavni faktor koji utječe na učinak uklanjanja organske tvari AO procesa. Za AAO proces, bez obzira na to kako se mijenja omjer utjecaja C/P, njegova stopa uklanjanja KPK veća je od 85%. Povezane studije su istaknule da se više od 79% COD-a troši u anaerobnoj zoni za sintezu PHA, tvari za pohranu unutar stanice, dok se 6%-11% COD-a u anoksičnoj zoni troši za rast stanica i denitrifikacija. U aerobnoj zoni gotovo da i nema potrošnje KPK jer nakon stanične smrti, stanične stijenke i druge teško razgradljive tvari ulaze u miješanu otopinu, povećavajući KPK.

2. Utjecaj utjecajnog omjera C/P na denitrifikaciju dva procesa

Ne postoji očita pravilnost u učinku omjera C/P na učinak denitrifikacije procesa AO, a stopa uklanjanja TN uvelike varira. To može biti zato što drugi čimbenici osim omjera C/P imaju veći utjecaj na denitrifikaciju procesa AO nego omjer C/P. Učinak omjera C/P na učinak denitrifikacije procesa AAO nije očit. Iako omjer C/P jako varira, stopa uklanjanja TN je relativno stabilna. To je uglavnom zato što je omjer C/P opće kanalizacije relativno visok. Prekomjerni KPK koji ulazi u anoksičnu zonu spriječit će apsorpciju fosfora. U anoksičnoj zoni omjer C/N uvijek je veći od minimalne vrijednosti stvarne potražnje. Denitrifikacijske bakterije će koristiti prekomjerne vanjske izvore ugljika za brzu denitrifikaciju, što ne utječe na uklanjanje TN.

3. Učinak utjecajnog omjera C/P na uklanjanje fosfora pomoću dva procesa

U procesu AAO, kada je omjer C/P manji od 80, stopa uklanjanja fosfora značajno varira. Kada je omjer C/P viši od 80, stopa uklanjanja fosfora je stabilna na više od 85%, a koncentracija fosfora u efluentu manja je od 0,5 mg/L. Na stopu uklanjanja fosfora iz sustava u osnovi više ne utječu drugi čimbenici, što ukazuje da se može postići stabilna i učinkovita kvaliteta otpadne vode kada je ulazni C/P omjer veći od 80 u sustavu AAO. To je zato što kada je omjer C/P visok, izvor ugljika koji osigurava dotok veći je od količine izvora ugljika potrebnog za oslobađanje fosfora u anaerobnoj zoni, pa je stopa uklanjanja fosfora veća. Kada je omjer C/P nizak, kapacitet apsorpcije fosfora polifosfatnih bakterija opada zbog ograničenja KPK, što rezultira niskom učinkovitošću uklanjanja fosfora. Za AO proces ne postoji očit obrazac u učinku omjera C/P na njegov učinak uklanjanja fosfora, što ukazuje da omjer C/P ima mali učinak na asimilaciju mikroba.