Lavt innflytende C/N-forhold er en flaskehals; kostnadsreduksjon og effektivisering må gjennomføres; standarder for forurensning og karbonreduksjon må oppfylles; og ettermontering på-stedet må unngås. Når disse kjernekravene kommer sammen, blir AOA-prosessen den optimale løsningen som renseanleggene ikke kan unngå.
AOA-prosessen er egnet for situasjoner med lavt innflytende C/N-forhold, som ikke krever noen ekstra karbonkilde, og dens nitrogen- og fosforfjerningseffekter overgår langt tradisjonelle prosesser.
AOA-prosessen er ikke bare en "svart teknologi" innen avløpsvannbehandling oppfunnet av akademiker Peng Yongzhen, men den spiller også rollen som et "oppgraderingsverktøy" i renoveringen av mange gamle avløpsrenseanlegg.
1. Hva er forskjellen mellom AOA og AAO?
Når det kommer til behandling av avløpsvann, tenker mange umiddelbart på den klassiske AAO-prosessen (anaerob-anoksisk-aerob), mens AOA-prosessen (anaerob-aerob-anoksisk) overfladisk justerer reaksjonssone-rekkefølgen, men dens kjernelogikk er en helt annen.
Både AAO- og AOA-prosesser deler likheter når det gjelder hydraulisk retensjonstid, strukturtype og elektromekanisk utstyr, noe som er nøkkelen til hvorfor mange renseanlegg for avløpsvann direkte kan konvertere fra AAO til AOA-ingen ekstra land er nødvendig, noe som resulterer i lave konverteringskostnader.
Kjerneforskjellene ligger i to punkter: For det første en kortere retensjonstid i en seksjon og lengre retensjonstid i de to andre seksjonene; og for det andre en endring i slamretur fra én til to prosesser.
Den "kortere en, lengre to" refererer til de lengre retensjonstidene i de anaerobe og anoksiske delene av AOA-prosessen, mens den aerobe delen er kortere. "Tilstrekkelig tid i den anaerobe seksjonen gjør at denitrifiserende polysakkaridbakterier (DGAOs) fullt ut kan konsumere det organiske materialet i avløpsvannet, redusere COD og lagre interne karbonkilder. Den lengre anoksiske seksjonen er fordi hastigheten på intern denitrifisering er langsommere enn ekstern denitrifisering, og den krever det nok tid til å fullføre DGAO-prosessen," sa Mr. Chen. Den kortere aerobe delen reduserer det ineffektive forbruket av interne karbonkilder, og sikrer at energien brukes effektivt.
Enda viktigere er at prosessen har skiftet fra én til to – tradisjonell AAO har kun én slamreturvei, mens AAO legger til en returvei fra den sekundære bunnfellingstanken til fronten av den anoksiske sonen (R2 i flytskjemaet). "Denne ekstra returveien dobler antall denitrifiserende bakterier i den anoksiske tanken, og øker den spesifikke denitrifikasjonshastigheten (denitrifikasjonshastigheten/slamkonsentrasjonen); for det andre skaper den et gunstig miljø for DPAOer, reduserer slamhydrolyse og fosforfrigjøring fra mikrobiell nedbrytning i bunnen av den sekundære sedimenteringstanken, noe som resulterer i en kontinuerlig reduksjon av (TPphorus) sonen og den sekundære sedimenteringstanken." Chen advarte imidlertid også om at dette høye returforholdet kan belaste den sekundære sedimenteringstanken betydelig. Å bruke den eksisterende sekundære sedimenteringstanken fra AAO direkte kan påvirke slam-vannseparasjonseffekten, som er en nøkkelfaktor under ettermonteringsprosessen.
Disse justeringene tillater teoretisk at AAO-prosessen oppnår nesten-null avløpsvann, og den eliminerer i stor grad behovet for eksterne karbonkilder, noe som reduserer driftskostnadene betydelig og gjør den til en «ny favoritt» i avløpsvannbehandlingsindustrien.
2. Hvilke avløpsrenseanlegg er egnet for AAO?
Tre kjernefordeler taler for seg selv
Gjeldende scenarier for AOA-prosess – Ikke alle avløpsrenseanlegg er egnet for ettermontering, men de som oppfyller disse betingelsene ser ofte fantastiske resultater.
For det første avløpsrenseanlegg som søker kostnadsreduksjon, effektivitetsforbedring og lav-karbondrift. På den ene siden har slam-dobbel-resirkulerings-AOA-prosessen en kortere aerob retensjonstid sammenlignet med andre prosesser, og sparer dermed strømforbruket til lufting. På den annen side, ved å øke slamresirkulasjonen i den anoksiske sonen, kan ubrukte karbonkilder i slammet i bunnen av den sekundære sedimentasjonstanken returneres til den anoksiske sonen, noe som muliggjør effektiv resirkulering av interne karbonkilder og dermed sparer på eksterne karbonkilder.
Med stadig strengere miljøkrav er lav-karbondrift en stor trend, noe som gjør AOA, en prosess som sparer energi og reduserer slam, svært ettertraktet.
For det andre renseanlegg for avløpsvann som behandler avløpsvann med lavt C/N, spesielt i byer i sør. Sørlig husholdningskloakk mangler generelt tilstrekkelige karbonkilder, og tradisjonelle prosesser krever tilsetning av eksterne karbonkilder som metanol og natriumacetat for å oppfylle standardene, noe som er kostbart og tungvint. AOA-prosessen utnytter effektivt polyhydroksyfettsyrer (PHA) og intracellulært glykogen (Gly) lagret i de anaerobe og sekundære sedimentasjonstankene av aktivert slam. Samtidig reduserer det mindre luftevolumet og kortere luftetiden i den aerobe delen forbruket av interne karbonkilder, noe som er gunstig for å beholde flere interne karbonkilder for denitrifikasjon i den anoksiske sonen.
Til slutt er den egnet for avløpsrenseanlegg som ønsker å forbedre nitrogen- og fosforfjerning. Tradisjonelle AAO-prosesser produserer aerobt avløp med høyt nitratinnhold, og nitrogenfjerning gjennom resirkulering av nitrifikasjonsvæske er begrenset. AOA, ved å plassere den anoksiske sonen sist, gir tilstrekkelig tid for endogen denitrifikasjon, noe som resulterer i ekstremt lavt nitratinnhold i avløpet og overlegen nitrogenfjerning.
Kort sagt, hvis et renseanlegg står overfor noen av de tre problemene, kan -mangelfulle karbonkilder, høye driftskostnader eller høyt nitrogen- og fosforfjerningstrykk-AOA betraktes som et foretrukket valg.
3. Den ufullkomne "svarte teknologien"
Utfordringer i AOA-drift Ingen vannbehandlingsprosess er perfekt, og AOA har også sine egne "problemer".
Den største utfordringen er dens tilpasningsevne til svingninger i vannkvalitet og mengde. Den innflytende kvaliteten og mengden av avløpsrenseanlegg endres daglig, noe som krever nøyaktig kontroll av parametere som retensjonstid, luftingshastighet og returstrøm. "For eksempel, hvis innflytelseskonsentrasjonen plutselig øker eller strømningshastigheten øker dramatisk, blir de opprinnelige parameterne ineffektive. Hvis justeringer ikke gjøres umiddelbart, vil behandlingseffekten bli kompromittert, og energisparingspotensialet vil ikke bli realisert," sa Chen hjelpeløst. Dette stiller høye krav til drift og forvaltningsnivå av renseanlegg.
En annen utfordring er virkningen av miljøer med lav-temperatur. Mikrobiell aktivitet avhenger av passende temperaturer. Om vinteren hemmer lave temperaturer direkte aktiviteten til denitrifiserende og fosfor{3}}fjernende bakterier, og reduserer ikke bare effektiviteten av denitrifiseringen, men påvirker potensielt stabiliteten til funksjonelle mikrobielle samfunn. Avløpsrenseanlegg i kalde nordlige regioner som ønsker å bruke AOA (Automatic Aeration) må ta hensyn til lav-temperaturtilpasning. Foruten å rasjonelt bestemme parametere, må de også forlenge den hydrauliske retensjonstiden på passende måte for å tillate fleksible justeringer av driftsforholdene.
For tiden forsker industrien på hvordan man kan optimalisere prosessparametere og forbedre tilpasningsevnen til lav-temperatur og kontroll av mikrobiell fellesskap. Imidlertid overskygger dens mindre feil ikke de betydelige fordelene. Kjernestyrkene til AOA-prosessen er for fremtredende, spesielt for renseanlegg for avløpsvann som søker-oppgraderinger på stedet for å redusere kostnadene og øke effektiviteten; det er fortsatt det mest kostnadseffektive-alternativet.
AOA-prosessen har blitt en «ny favoritt» i avløpsrenseindustrien fordi det ikke er en ny teknologi som dukket opp ut av løse luften, men snarere en «optimalisert løsning» som tar for seg bransjens smertepunkter.
Selv om det fortsatt er forbedringsområder, vil denne prosessen, som balanserer miljøgevinster med driftskostnader, utvilsomt slå rot i flere renseanlegg for avløpsvann, og bidra til kontroll av vannforurensning.
