Överdriven mängd fosfor i avloppsvattnet är ett av de mest besvärliga problemen i AAO-system. Vid felsökning tänker folk vanligtvis på: Är kolkällan tillräcklig? Är slammet i gott skick? Bör fosforrenande kemikalier tillsättas?
Dessa anvisningar är alla korrekta, men det finns en lätt förbisedd orsak till-lång-överdriven luftning.
Det finns en vanlig uppfattning i branschen: ju större luftning och ju högre löst syre (DO), desto kraftigare är det aerobiska fosforupptaget och desto stabilare är fosforavlägsnande systemet. Detta är faktiskt inte fallet-överdriven luftning kan tyst försvaga effektiviteten av biologisk fosforborttagning, vilket gör det till en "osynlig mördare". Det kommer inte att få systemet att kollapsa omedelbart, men det kommer gradvis att försvaga "vitaliteten" hos polyfosfat-ackumulerande bakterier, vilket så småningom leder till ett särskilt förvirrande fenomen: den anaeroba delen är normal, men den totala fosforn i avloppsvattnet fortsätter att överstiga standarden.
I. Vad är biologiskt fosforavskiljande egentligen?
AAO-processen bygger på en typ av bakterier som kallas polyfosfat- som ackumulerar bakterier för att avlägsna fosfor. De utför två alternerande processer under anaeroba och aeroba miljöer:
Anaerobt stadium: Polyfosfat-ackumulerande bakterier (PAB) bryter först ner polyfosfater i sina celler, släpper ut fosfaterna i vattnet och får energi. De använder sedan denna energi för att absorbera korta-fettsyror (som ättiksyra) från avloppsvattnet och omvandla dem till PHB för lagring.
Aerobt stadium: PPB:er bryter ner PHB i sina celler för att få energi. De använder sedan denna energi för att absorbera stora mängder fosfater från vattnet, syntetisera polyfosfater och lagra dem igen i sina celler.
Slutligen uppnås fosforavlägsnande genom slamavlägsnande: Fosfor-rika PPB:er förs ut ur systemet genom utsläpp av överskottsslam, vilket tar bort fosfor från vattnet.
Nyckelpunkten i hela processen är tydlig: Mängden PHB som syntetiseras i det anaeroba stadiet avgör direkt mängden fosfor som kan absorberas i det aeroba stadiet. Tillräckliga PHB-reserver resulterar i tillräcklig fosforabsorption; otillräckliga PHB-reserver minskar fosforabsorptionsförmågan.
II. Vad förstörs av överdriven luftning?
Under normala luftningsförhållanden hålls löst syre i den aeroba tanken inom ett rimligt intervall. PPB:er kommer att konsumera PHB vid behov, och prioritera dess användning för fosforabsorption, vilket resulterar i stabilt fosforavskiljande.
Problem uppstår dock när luftningen är överdriven och löst syre i den aeroba zonen förblir högt: När löst syre är för högt, använder polyfosfat{0}}ackumulerande bakterier (PAB) inte bara PHB för att absorbera fosfor utan konsumerar också en stor mängd PHB för att "upprätthålla sin egen grundläggande metabolism". Detta är det mest förbryllande fenomen som observerats på-platsen: fosforutsläpp i den anaeroba zonen är helt normalt, men den totala fosforn i avloppsvattnet kommer helt enkelt inte att minska.
Anledningen är faktiskt inte komplicerad: "matlagringsprocessen" i den anaeroba zonen påverkas inte, men i den aeroba zonen förbrukas PHB:er av PPAs överdrivet, vilket lämnar otillräcklig energi för stor-fosforabsorption. Oförmögna att absorbera fosfor från vattnet kommer vissa energiköpsanläggningar till och med att släppa ut fosfor i den omvända processen, vilket i slutändan leder till för höga fosfatnivåer i avloppsvattnet.
III. Verkligt fall: okontrollerad luftning, sjunkande fosforavlägsnande effektivitet
En uppsättning mätdata på -platsen illustrerar tydligt problemet: Vid ett avloppsvattenreningsverk kontrollerades DO vid den främre änden av den aeroba tanken till cirka 2 mg/L (inom ett rimligt intervall), men det fanns ingen specifik kontroll i slutet, och överdriven luftning fick DO i slutet att öka till över 5 mg/L.
Som ett resultat av detta försämrades systemets fosforavskiljningskapacitet snabbt: Fosfatnivåerna i avloppsvattnet steg från normala 0,37 mg/L till 5,7 mg/L; biologisk fosforavskiljningshastighet rasade, nästan helt misslyckas.
Senare stabiliserade underhållspersonal det lösta syret (DO) i hela den aeroba tanken till 2-3 mg/L, och systemet återhämtade sig långsamt. Efter cirka två veckors stabil drift sjönk utflödets fosfornivåer till 0,89 mg/L, och fosforavskiljningseffektiviteten återgick till designvärdet.
Fosforavlägsnande nedbrytning orsakad av överdriven luftning kan inte repareras omedelbart efter justering av parametrar.
När PHB förbrukas överdrivet går polyfosfat-ackumulerande bakterier in i ett "endogent andningstillstånd"-de börjar bryta ner sitt eget cellulära material för att överleva, vilket skadar bakteriesamhällets övergripande aktivitet. För att åter-etablera en stabil fosforavlägsningskapacitet behöver systemet tillräckligt med tid för polyfosfat-ackumulerande bakterier att reproducera och åter-ackumulera PHB. Denna process tar vanligtvis flera dagar till flera veckor, beroende på skadans omfattning. Detta är också huvudorsaken till att många växter inte ser resultat efter justering av luftning-det är inte för att justeringarna är felaktiga, utan att tiden inte är rätt.
IV. Dessa tre situationer är mest sannolika att orsaka obemärkt över-luftning
1. Regniga dagar eller låg-belastning: När det regnar eller mängden industriellt avloppsvatten är mindre än vanligt, sjunker koncentrationen av organiskt material i inflödet avsevärt. Slammet förbrukar mindre syre, så den erforderliga syrehalten är också lägre. Om luftningshastigheten förblir densamma kommer syret att vara oanvänt, vilket orsakar att löst syre (DO) stiger kontinuerligt och tar ut PHB på polyfosfat-ackumulerande bakterier. Om luftningshastigheten inte justeras omedelbart efter att den inflytande belastningen minskat, och hög luftning bibehålls under en längre period, är denna "kokande groda"-effekt av överluftning den mest lömska. Effektiviteten för borttagning av fosfor kan sakta minska under flera månader tills den plötsligt överskrider standarden.
2. Fokusera endast på fronten, försummar baksidan: Många växter installerar endast DO-sonder vid den främre änden av den aeroba tanken. De känner sig trygga när DO vid fronten verkar normal, men över-luftning inträffar ofta i de bakre facken. I verkligheten, när den totala luftningshastigheten är för hög, är den bakre delen av den aeroba tanken där DO är mest sannolikt att vara hög, och det är också där PHB är "äntligen utarmat".
V. Praktiska förslag
1. Ändra vanan att "ju högre luftning, desto bättre"
Den rekommenderade nivån för upplöst syre (DO) i den aeroba tanken är mellan 2-3 mg/L, och undvik att överskrida 4 mg/L under längre perioder. Var särskilt uppmärksam på det lösta syret i slutet av den aeroba tanken, inte bara uppströmsnivån.
2. Minska proaktivt luftning under perioder med låg-belastning
Vid regn eller låg influenskoncentration minskar du omedelbart luftningshastigheten för att bibehålla PHB-reserven av polyfosfat-ackumulerande bakterier.
3. Ha ett alternativt tillvägagångssätt vid undersökning av överskott av totalfosfor
Om fosforutsläppet i det anaeroba skedet är normalt, men avloppsfosforet fortfarande är högt, kontrollera om det finns överdriven luftning. Kontrollera även den sekundära sedimentationstankens uppehållstid, DO som överförs av återflödet, för mycket nitratkväve och tillräckligt med slam. Tillsätt inte omedelbart stora mängder fosforborttagningskemikalier-det ökar kostnaderna och kan maskera det verkliga problemet.
4. Ha tålamod efter att ha justerat DO
Efter att ha bekräftat att överdriven luftning orsakar försämring av fosforavskiljningen, sänk DO-nivån och låt systemet vänta lite. Frekventa parameterjusteringar kan faktiskt chockera bakteriesamhället upprepade gånger och bromsa dess återhämtning.
5. Förhindra "Syrgasåterflöde" Om hög-DO-vatten från den aeroba tanken kommer in i den anaeroba eller anoxiska tanken via slamåtercirkulation eller återcirkulation av blandad lut, kommer det att störa den anaeroba miljön och direkt påverka PHB-syntesen av polyfosfat-ackumulerande bakterier. Recirkulationssystemet bör helst ha en anoxisk buffertzon eller kontrollera recirkulationsförhållandet för att minska syreinföringen.
I slutändan är nyckeln till AAO biologiskt fosforavlägsnande inte att drastiskt öka luftningen eller helt enkelt lägga till kolkällor, utan snarare att upprätthålla balansen i PHB-"energikontot" för polyfosfat-ackumulerande bakterier.
Otillräcklig luftning leder till otillräckligt fosforupptag; överdriven luftning utarmar polyfosfatet-och ackumulerar bakteriers "avlagringar" i förtid, vilket avsevärt minskar eller till och med eliminerar effektiviteten av biologisk fosforborttagning. För drift och underhåll är kontroll av löst syre i den aeroba tanken av största vikt. När de totala fosfornivåerna överstiger standarden är det ofta mer effektivt att överväga flera lager och göra ytterligare mätningar än att blint justera parametrar eller lägga till kemikalier.
Obs! PHB är en förkortning för poly- -hydroxismörsyra, som är ett energilagringsämne i polyfosfatbakterier.