Hvordan løser denne teknologien problemet med denitrifikasjon i avløpsvann med lavt karbon-til-nitrogenforhold, fra laboratoriet til stor-applikasjon med 300 000 m³/d?
For de som jobber i avløpsrenseindustrien, er det for tiden en dobbel utfordring: på den ene siden skjerpes standardene for utslipp av byvann kontinuerlig, med stadig-økende krav til fjerning av totalt nitrogen og totalt fosfor, noe som gjør ekstrem denitrifisering til en nødvendighet for industrien; på den annen side er det lave karbon-til-nitrogenforholdet utbredt i byavløpsvann i Kina. Tradisjonelle prosesser er avhengige av eksterne karbonkilder for å sikre denitrifikasjonseffektivitet, noe som ikke bare øker driftskostnadene betydelig, men også gir ytterligere karbonutslippspress, i strid med det strategiske «dobbelt-karbonmålet».
I tradisjonelle AAO-prosesser blir de fleste av de organiske karbonkildene i avløpsvann bortkastet gjennom lufting og oksidasjon i det aerobe stadiet, noe som etterlater utilstrekkelige karbonkilder for denitrifisering, noe som gjør det vanskelig å møte industriens transformasjonsbehov for "forbedring av kvalitet og effektivitet + reduksjon av forurensning og karbonutslipp." Den raskt fremvoksende Anaerobic-Oxic-Anoxic (AOA)-prosessen, med sin kjernestyrke for å oppnå dyp nitrogen- og fosforfjerning uten eksterne karbonkilder, har gradvis flyttet seg fra laboratorieforskning til stor-ingeniørpraksis, og har blitt en fenomenal behandling av hestevann i "avfallsvannsindustrien".
Kjernedekryptering: Bare en endring i reaksjonsrekkefølge, hva er magien med AOA?
Mange lurer på hvorfor AOA, sammenlignet med den tradisjonelle AAO-prosessen, bare reverserer reaksjonsrekkefølgen "aerob" og "anoksisk", og oppnår et kvalitativt gjennombrudd. Svaret ligger i dens unike «først lagre, så bruk» interne karbonkilde-drevet nitrogen- og fosforfjerningsmekanisme.
Tradisjonelle AAO-prosesser (anaerob-anaerob-aerob) bruker en anaerob-anoksisk-aerob flyt. De fleste av de lett biologisk nedbrytbare organiske karbonkildene i avløpsvann oksideres tilfeldig og spaltes under lufting i det aerobe stadiet. Svært lite karbon er faktisk tilgjengelig for denitrifisering i det anoksiske stadiet, noe som tvinger tilsetning av eksterne karbonkilder som natriumacetat for å fylle gapet, og skaper en ond sirkel av "jo mer karbonkilder er knappe, jo mer de tilsettes; jo høyere kostnad, jo høyere karbonutslipp."
I motsetning til dette, restrukturerer AAO-prosessen, med sin tre-trinns anaerobe-aerobe-anoksiske layout, karbonkildeutnyttelsesveien fullstendig, og sikrer at hver karbonkilde brukes effektivt:
1. Anaerobt stadium: Kilde-basert karbonlåsing
Den lett biologisk nedbrytbare COD i tilløpet omdannes fortrinnsvis til interne karbonkilder som PHA og lagres i mikroorganismene. Dette forbereder i hovedsak "denitrifikasjonsammunisjon" for mikroorganismene på forhånd, og forhindrer karbonavfall fra kilden.
2. Aerobic Stage: Presisjonsnitrifikasjon
Dette stadiet fullfører hele nitrifikasjonsprosessen for ammoniakknitrogen. Samtidig, ved nøyaktig å kontrollere luftetiden og konsentrasjonen av oppløst oksygen, forhindrer den overdreven oksidasjon av den interne karbonkilden som er lagret i mikroorganismene, og sikrer tilstrekkelige reserver for påfølgende denitrifikasjon.
3. Post-Anoksisk stadium: Endogen denitrifikasjon
Mikroorganismene bruker sin forhåndslagrede interne karbonkilde- for å fullføre denitrifiseringen av nitratnitrogen. Hele prosessen er ikke avhengig av eksterne karbonkilder, og løser fundamentalt industriens smertepunkt med utilstrekkelig karbonkilde i lav-karbon-til-nitrogenforhold i avløpsvann.
Hardcore-verifisering: Fra 100 000 til 300 000 m³/d er disse prosjektene implementert og viser resultater.
Effektiviteten til teknologi er bevist av ingeniørpraksis. For øyeblikket har AOA-prosessen blitt brukt i stor skala i avløpsrenseanlegg i flere byer over hele Kina, og dekker ulike scenarier som nye prosjekter, oppgraderinger, virkninger på regntiden og lav-temperaturdrift, og gir svært overbevisende driftsresultater.
Produksjonstestresultater viser at selv under ekstreme forhold med en vannbelastning på over 202 %, ble ikke avløpskvaliteten til AOA-prosessen betydelig forverret: fjerningshastigheten for ammoniakknitrogen, totalt nitrogen og totalt fosfor opplevde kun mindre, kontrollerbare svingninger, og avløpskonsentrasjonene holdt seg konsekvent innenfor standardene. Ved ganske enkelt å justere det primære slamreturforholdet, luft-til-vannforholdet og slamkonsentrasjonen, kan systemet raskt gå tilbake til stabil drift, perfekt tilpasset de komplekse forholdene med betydelige vannvolumsvingninger i regntiden.
Full-scenariotilpasning: Kompatibel med ettermontering, håndterer lav-temperaturoperasjoner
I tillegg til nye prosjekter, viser AOA-prosessen også sterk kompatibilitet ved oppgradering av eksisterende avløpsrenseanlegg. Etter å ha fullført en 1500 m³/d ORBAL oksidasjonsgrøft-AOA-prosess ettermontering ved et avløpsrenseanlegg i Chongqing, økte den totale nitrogenfjerningshastigheten fra 71,52 % av den opprinnelige AAO-prosessen til 83,01 % uten behov for en ekstern karbonkilde, og fjerningseffekten av nitrogen, ammoniakk, nitrogen, ammoniakk og nitrogen. omfattende bedre enn tradisjonelle prosesser.
For å adressere industriens smertepunkt med redusert denitrifikasjonsaktivitet på grunn av lave vintertemperaturer i nordlige regioner/platåregioner, oppnådde et 40 000 m³/d AOA prosessavløpsrenseanlegg i Guiyang, som opererer i 430 dager under forhold med vanntemperaturer så lave som 11 grader, og oppnådde fortsatt 40 % nitrogenfjerningssone{{5}, med sitt totale bidrag til fjerning av nitrogen-. nitrogen forblir stabilt ved 4,13 mg/L. Sammenlignet med AAO prosessavløpsrenseanlegg med samme innflytende kilde, ble totalnitrogen i avløpet redusert med 54,62 %, energiforbruket til biologisk tank ble redusert med 24 %, kjemikalieforbruket med 39 % og slamproduksjonen med 7 %.
Beyond Meeting Standards: Fremtidig oppgraderingspotensial for AOA-prosessen
For tiden har AOA-prosessen dannet et relativt komplett teknisk system, men potensialet strekker seg langt utover det. For å møte avløpsrenseindustriens utviklingsbehov for lavere energiforbruk og lavere karbonutslipp, har industrien begynt å utforske integreringen av AOA-prosessen med nye nitrogenfjerningsteknologier for å utforske teknologisk oppgraderingspotensial ytterligere.
Flere studier har vist at det koblede systemet med AOA (Automatic Aeration)-teknologi med kort-nitrifikasjons- og anaerob ammoniumoksidasjonsteknologi (ANAO) viser eksepsjonell nitrogenfjerningseffektivitet ved behandling av byvann med lave COD/TN-forhold: En kort-kutt nitrifikasjon{{2} oppnår et integrert AOOA-prosesssystem basert på et stANA, integrert operasjonssystem. avløps total nitrogenkonsentrasjon så lav som 2,3 mg/L, med en total nitrogenfjerningshastighet så høy som 95,8 %; et modifisert AOA kontinuerlig strømningssystem, under forhold der innflytende COD/TN-forhold er så lavt som 3,2, oppnår avanserte behandlingseffekter med effluent TN (4,6±1,5) mg/L og totalt fosfor (0,2±0,2) mg/L, med ANAO-koblet nitrogen for fjerning av - %.
Disse utforskningene gir ubegrensede muligheter for fremtidig realisering av nesten-null karbonkilder og nesten-energiforbruksbehandling av avløpsvann ved hjelp av AOA-prosessen, og gir også kjerneteknologisk støtte for lav-karbontransformasjonen i mitt lands avløpsvannbehandlingsindustri.
Konklusjon
Fra å løse flaskehalsproblemet med fjerning av nitrogen fra avløpsvann med lavt karbon-til-nitrogenforhold til tilpasning til industriens transformasjonsbehov for «synergistisk effektivitetsforbedring gjennom forurensningsreduksjon og karbonreduksjon», har AOA-prosessen demonstrert sin kjerneverdi i avløpsvannbehandlingsfeltet gjennom konkrete tekniske resultater. Med kontinuerlig teknologisk gjentakelse og markedsføring i stor skala, er AOA-prosessen i ferd med å bli den foretrukne løsningen for bygging og oppgradering av renseanlegg for byvann i landet mitt, noe som driver industrien til en jevn overgang fra «å møte utslippsstandarder» til et utviklingsstadium av høy-kvalitet for «grønt, lav{5}}karboneffektivitet.»