Projektets baggrund
- Beliggenhed:Et spildevandsrensningsanlæg under en kemisk gruppe i Zhejiang
- Vanskelighed:Den brugte A2O-processen til at fjerne høj Kjeldahl-nitrogen fra spildevandsbofore. Men dets indløb bestod af forskelligt produktionsspildevand, der indeholdt en stor mængde Ca²⁺- og S²⁻-ioner i supernatanten af carbidslagge fra acetylenspildevand. Disse ioner påvirkede alvorligt den mikrobielle nitrifikationsproces og driften af anlægget.
- Vores tiltag:1. Tilføj forbehandlingsfaciliteter i den indledende fase. 2. Konverter den sekundære aerobe fase til MBBR-proces.
Eksperimentelle materialer og metoder
Råvandskvalitet
Tilløbet til pilotanlægget stammede fra spildevandet fra renseanlæggets homogeniseringstank. Tabel 1 viser indikatorerne for vandkvaliteten. I henhold til de eksperimentelle krav blev den indstrømmende ammoniaknitrogenkoncentration hævet, med ammoniumsulfat anvendt som nitrogentilskud for at opretholde en TKN-koncentration på 120-220 mg/L.
Procesflow og hovedudstyr
Den nuværende rensningsanlægsproces er A2O-processen (figur 1), hvor AO-stadiet anvender den aktiverede slammetode, og den endelige aerobe tank tilføjer elastiske fyldstoffer. Designet flowhastighed er 14.400 m³/d. Pilotenhedens proces er vist i figur 2 med en flowhastighed på 100 L/h og kontinuerlig 24-timers drift.
Pilotenhedens hovedkarakteristika omfatter tilføjelsen af en forbehandlingsfacilitet og konverteringen af det sekundære aerobe trin til en MBBR-proces. Dette hybride suspenderede-tilsluttede tilstandsdesign eliminerer behovet for en sekundær sedimentationstank. Tabel 2 viser specifikationer og dimensioner for det primære udstyr.
Resultater og diskussion
1. Opstarts- og driftsbetingelser
Pilotenheden startede i april 2007 og startede med mikrobiel podning. Det tilsatte slam blev hentet fra anlæggets oprindelige aerobe tank. MBBR's nitrificerende bakterier blev dyrket med husholdningsspildevand og ammoniumsulfat-behandlet postevand, tilsat NaHCO₃ for at regulere alkaliniteten og gradvist øge ammoniaknitrogenbelastningen. Det indgående vandvolumen i den primære aerobe tank blev derefter øget, og nåede de ønskede betingelser efter ca. en måned, hvilket muliggjorde kontinuerlig indstrømningstestning. Under drift var MLSS i de anoxiske og aerobe tanke 4.832 mg/L, mens den suspenderede MLSS i MBBR-tanken var 5.091 mg/L. DO-niveauer i den anoxiske tank var 3 mg/L, og i MBBR-tanken var de mellem 3-4 mg/L med en pH-værdi på 7,4-7,5, hvilket fremmer gunstige betingelser for nitrificerende bakterievækst.
2. Forbehandlingseffektivitet
FeSO4 og NaHCO3 blev tilsat til for--beluftningstanken, hvorved pH blev justeret til ca. 7,7, med overvågning af udløbet Ca²+ og S²⁻ koncentrationer. Spildevands Ca²⁺-koncentration var omkring 300 mg/L, mens S²⁻ blev reduceret til niveauer, der ikke ville hæmme mikrobiel aktivitet i det biologiske behandlingsstadium. Forbehandlingen var imidlertid mindre effektiv til Ca2+-fjernelse, hvilket efterlod en relativt høj koncentration.
3. Effektivitet ved COD-fjernelse
Den indgående COD-koncentration blev hævet til 1.000 mg/L i henhold til testkravene. På grund af den to-aerobe opsætning med præ-denitrifikation var COD-forbruget særligt højt under denitrifikationen. Ifølge rapporter er et COD:TKN-forhold på over 6,6:1 nødvendigt for fuldstændig denitrifikation; dog var det eksperimentelle forhold mellem 4,5-8,3, hvilket resulterede i en gennemsnitlig denitrifikationsrate på 69%. Selvom COD-strømmen var relativt høj, forblev COD-koncentrationen i spildevandet under 100 mg/L. Figur 3 illustrerer COD-koncentrationen i spildevandet i testperioden fra august til september 2007, og viser koncentrationer mellem 40-80 mg/L og en gennemsnitlig fjernelseshastighed på 93,3 %, hvilket opfylder Kinas "Comprehensive Discharge Standard of Wastewater" (GB 8978-1996) Klasse I-udledningsstandard.
4. Effektivitet for fjernelse af ammoniaknitrogen
I testperioden fra august til september 2007 var den indgående TKN-koncentration mellem 120-220 mg/L, med en fjernelseshastighed på over 95%. Denne proces fjernede effektivt Kjeldahl-nitrogen på grund af MBBR-processen, der blev brugt i sidstnævnte trin, som omfattede både opslæmmede og vedhæftede former for slam, hvilket øgede slamkoncentrationen og forbedrede systemets modstandsdygtighed over for stødbelastninger. Ammoniaknitrogenbelastningen var 0,018 kg/(kg·d). Men da nattetemperaturerne i september begyndte at variere betydeligt i forhold til august, var der et lille fald i den samlede TKN-fjernelseseffektivitet.
5. Calciumion-analyse i MBBR-tankfyldere
Rapporter viser, at Ca²+-aflejring hæmmer nitrifikation. I renseanlæggets drift hæmmede calciumionaflejring på de fleksible fyldstoffer i den aerobe tank mikrobiel vækst, hvilket reducerede nitrifikationseffektiviteten i den endelige aerobe tank. Da forbehandlingen var ineffektiv til Ca²+-fjernelse, blev den nødvendige overvågning af Ca²+ i MBBR-processen udført. Calciumindholdsmålinger var 2,13% i maj, 1,89% i juli og 1,04% i september, hvilket indikerer Ca²⁺-aflejring på fyldstofferne. Men på grund af MBBR-fyldstoffernes bevægelige natur vil aflejret Ca²⁺ automatisk falde under luftpåvirkning, hvilket forhindrer negative virkninger på nitrifikation.
Konklusioner
Denne pilotundersøgelse fra AquaSust eftermonterede anlægget ved at tilføje for-behandlingsfaciliteter i den indledende fase og specialiserede sig i MBBR-processen i den aerobe fase. De endelige data viste positive resultater som følger:
1. Efter effektiv forbehandling var spildevands-S2⁻-koncentrationen lav, selvom Ca2+-fjernelseseffektiviteten forblev lav. Overordnet processtabilitet blev opretholdt, hvilket gavner nedstrøms biologisk behandling.
2. Når den indgående COD-koncentration nåede 1.000 mg/L, forblev spildevands-COD under 80 mg/L, med en gennemsnitlig COD-fjernelseshastighed på 93,3 %, hvilket opfylder kravene.
3. MBBR-processen opnåede konsekvent en høj Kjeldahl-nitrogenfjernelseshastighed, i gennemsnit over 95% med en ammoniak-nitrogenbelastning på 0,018 kg/(kg·d).
4. Calciumion-overvågning i MBBR-tankfylderne viste, at betydelig aflejring blev forhindret, hvilket forhindrede negative effekter på nitrifikation.