Kif jiġu realizzati n-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni simultanja tal-MBBR?
(1) Il-kunċett ta 'nitrifikazzjoni simultanja u denitrifikazzjoni tneħħija bijoloġika tan-nitroġenu (SND)
Nitrifikazzjoni, denitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja (SND) hija l-produzzjoni simultanja ta 'nitrifikazzjoni, denitrifikazzjoni u tneħħija tal-karbonju fl-istess reattur. Tkisser mill-fehma tradizzjonali li n-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni ma jistgħux iseħħu fl-istess ħin, speċjalment taħt kundizzjonijiet aerobiċi, id-denitrifikazzjoni tista 'sseħħ ukoll, u tagħmel possibbli nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja.
Il-proċess ta 'nitrifikazzjoni jikkonsma l-alkalinità, u l-proċess ta' denitrifikazzjoni jipproduċi alkalinità, għalhekk SND jista 'effettivament iżomm il-valur tal-pH fir-reattur stabbli, mingħajr il-ħtieġa ta' newtralizzazzjoni b'bażi ta 'aċidu, u mingħajr il-ħtieġa ta' sors ta 'karbonju estern; jiffranka l-volum tar-reattur, iqassar il-ħin ta 'reazzjoni, u jnaqqas l-istat tan-nitrat. Il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tista 'tnaqqas il-ħama f'wiċċ l-ilma fit-tank tas-sedimentazzjoni sekondarju, għalhekk SND sar hotspot ta' riċerka ta 'denitrifikazzjoni bijoloġika. Għall-fattibilità tad-denitrifikazzjoni bijoloġika SND, bħalissa hemm tliet fehmiet ewlenin minn perspettivi differenti:
Perspettiva makro-ambjentali: Din il-perspettiva temmen li stat ta 'taħlit kompletament uniformi ma jeżistix, u d-distribuzzjoni irregolari ta' DO fir-reattur tista 'tifforma reġjuni aerobiċi, anosiċi u anerobiċi, li jistgħu jseħħu fl-istess bijoreattur taħt anossiku/anaerobiku. kundizzjonijiet ambjentali Reazzjoni ta 'denitrifikazzjoni, flimkien mat-tneħħija ta' materja organika fl-ambjent aerobiku u n-nitrifikazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja fit-taqsima, SND jista 'jinkiseb.
Mill-perspettiva tal-mikroambjent: Din il-fehma ssostni li l-mikroambjent anosiku fil-floc mikrobjali huwa r-raġuni ewlenija għall-formazzjoni ta 'SND, jiġifieri, minħabba l-limitazzjoni tad-diffużjoni tal-ossiġnu (trasmissjoni), hemm gradjent tal-ossiġnu maħlul fil-mikrobi floc, li jwassal għar-realizzazzjoni ta 'nitrifikazzjoni simultanja u denitrifikazzjoni Mikroambjent.
Lat bijoloġiku: Din il-fehma ssostni li l-eżistenza ta 'popolazzjonijiet mikrobiċi speċjali hija meqjusa bħala r-raġuni ewlenija għall-okkorrenza ta' SND. Xi batterji nitrifikanti jistgħu jwettqu denitrifikazzjoni flimkien man-nitrifikazzjoni normali, u xi studjużi Olandiżi għandhom nitrifikazzjoni aerobika iżolata. , u jista 'jwettaq denitrifikazzjoni aerobika ta' Thiococcus pantrophicus; xi batterji jikkooperaw ma 'xulxin biex iwettqu reazzjonijiet sekwenzjali biex jikkonvertu l-ammonja f'nitroġenu, li jipprovdi l-possibbiltà li titlesta denitrifikazzjoni bijoloġika fl-istess reattur taħt l-istess kundizzjonijiet.
Fil-preżent, hemm ħafna studji mikrobijoloġiċi u spjegazzjonijiet dwar id-denitrifikazzjoni bijoloġika, iżda mhumiex perfetti, u l-fehim tal-fenomenu SND għadu taħt żvilupp u esplorazzjoni. It-teorija tal-mikroambjent hija ġeneralment aċċettata. Minħabba l-eżistenza tal-gradjent tal-ossiġnu maħlul, il-konċentrazzjoni tal-ossiġnu maħlul fuq il-wiċċ ta 'barra ta' flocs jew bijofilms mikrobiċi hija għolja, prinċipalment batterji nitrifikanti aerobiċi u batterji tal-ammonja; fil-fond, it-trasferiment ta 'l-ossiġnu huwa mblukkat u estern Ammont kbir ta' ossiġnu maħlul huwa kkunsmat biex jipproduċi żoni anosiċi, u batterji denitrifikanti huma r-razez dominanti, li jistgħu jwasslu għall-okkorrenza ta 'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja. Din it-teorija tispjega l-problema komuni ta 'speċi batterjali differenti fl-istess reattur, iżda hemm ukoll difett, jiġifieri, il-problema tas-sors tal-karbonju organiku. Is-sors tal-karbonju organiku mhuwiex biss id-donatur tal-elettroni tad-denitrifikazzjoni eterotrofika, iżda wkoll l-inibitur tal-proċess ta 'nitrifikazzjoni. Meta s-sors tal-karbonju organiku fid-drenaġġ jgħaddi mis-saff erobiku, l-ewwel jiġi ossidizzat bl-ossidazzjoni aerobika. Il-batterji denitrifikanti fiż-żona anossiċi huma dovuti għal In-nuqqas ta 'donaturi ta' elettroni inaqqas ir-rata ta 'denitrifikazzjoni, li tista' taffettwa l-effiċjenza tad-denitrifikazzjoni ta 'SND. Għalhekk, il-mekkaniżmu ta 'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja għad irid jittejjeb aktar.
(2) Il-mekkaniżmu ta 'nitrifikazzjoni, denitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja fis-sodda li tiċċaqlaq bijoloġika MBBR
MBBR huwa tip ġdid ta 'reattur ta' effiċjenza għolja li jgħaqqad il-metodu tal-ħama attivat ta 'tkabbir sospiż u l-metodu tal-bijofilm ta' tkabbir imwaħħal. Il-prinċipju bażiku tad-disinn huwa li żżid direttament fillers sospiżi b'gravità speċifika qrib l-ilma u jistgħu jiġu sospiżi fl-ilma fit-tank tar-reazzjoni bħala l-attività tal-mikro-organiżmi. It-trasportatur, il-mili sospiż jista 'jkun f'kuntatt frekwenti mad-drenaġġ, u l-bijofilm (mdendlin tal-film) jikber gradwalment fuq il-wiċċ tal-mili, li jsaħħaħ l-effett tat-trasferiment tal-massa ta' sustanzi li jniġġsu, ossiġnu maħlul u bijofilm, jiġifieri, MBBR huwa imsejjaħ "film bijoloġiku mobbli". membrana". Ibbażat fuq ir-riċerka dwar il-mekkaniżmu SND s'issa, flimkien ma 'mikroambjent u teorija bijoloġika, il-modi ta' reazzjoni possibbli ta 'SND fil-bijofilm MBBR huma batterji ossidanti ta' l-ammonja aerobika, batterji ossidanti tan-nitrit u denitrifikazzjoni aerobika mqassma fis-saff aerobiku tal-bijofilm. Il-batterji jikkooperaw ma 'batterji anammox, batterji nitrit awtotrofiki u batterji denitrifikanti mqassma fis-saff bijoloġiku anosiku, u finalment jiksbu l-iskop ta' denitrifikazzjoni.
MBBR jiddependi fuq l-arjazzjoni fit-tank ta 'l-arjazzjoni u l-effett ta' rfigħ tal-fluss ta 'l-ilma biex jagħmel it-trasportatur fi stat fluwidizzat, u b'hekk jifforma ħama attivata sospiża u bijofilm imwaħħal, li jagħti rwol sħiħ lill-vantaġġi kemm ta' organiżmi mwaħħla kif ukoll sospiżi. Mhux biss jipprovdi ambjenti aerobiċi u anerobiċi makroskopiċi u mikroskopiċi, iżda wkoll issolvi t-tilwim DO u tilwim tas-sors tal-karbonju bejn batterji nitrifikanti awtotrofiċi, batterji denitrifikanti eterotrofiċi u batterji eterotrofiċi. Għalhekk, MBBR jista 'jirrealizza l-bilanċ dinamiku taż-żewġ proċessi ta' nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni, u għandu kundizzjonijiet tajbin ħafna għal nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja, u jista 'jirrealizza nitrifikazzjoni, denitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanji MBBR.
Fatturi li jinfluwenzaw il-MBBR nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja
It-teknoloġija ewlenija biex tinkiseb nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja f'MBBR hija li tikkontrolla l-bilanċ kinetiku ta 'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni f'MBBR, u biex issolvi t-tilwima DO bejn batterji nitrifikanti awtotrofiċi u batterji eterotrofiċi, u t-tilwima tas-sors tal-karbonju bejn batterji denitrifikanti u batterji eterotrofiċi, eċċ., għalhekk il-fatturi ewlenin ta 'kontroll huma: proporzjon tal-karbonju-nitroġenu, konċentrazzjoni ta' ossiġnu maħlul, temperatura u pH.
(1) L-influwenza tal-mili fuq il-metodu MBBR
Iċ-ċavetta teknika tal-metodu MBBR tinsab fil-mili bijoloġiċi li l-gravità speċifika tagħhom hija qrib dik tal-ilma, u li huma faċli biex jiċċaqilqu liberament bl-ilma taħt aġitazzjoni ħafifa. Normalment il-mili huwa magħmul minn plastik tal-polyethylene. Il-forma ta 'kull trasportatur hija ċilindru żgħir b'dijametru ta' 10mm u għoli ta '8mm. Hemm appoġġi trasversali fiċ-ċilindru u xewk vertikali li jisporġu 'l barra fuq il-ħajt ta' barra. Il-parti vojta tal-mili tammonta għal 0.95 fil-mija tal-volum kollu. , jiġifieri, f'kontenitur mimli ilma u mili, il-volum ta 'ilma f'kull mili huwa 95 fil-mija. B'kont meħud tar-rotazzjoni tal-mili u l-volum totali tal-kontenitur, il-proporzjon tal-mili tal-mili huwa definit bħala l-proporzjon tal-ispazju okkupat mit-trasportatur. Sabiex jinkiseb l-aħjar effett ta 'taħlit, il-proporzjon tal-mili tal-mili huwa l-aktar 0.7. Teoretikament, l-erja tal-wiċċ speċifika totali tal-mili hija definita bin-numru ta 'żoni tal-wiċċ speċifiċi għal kull volum ta' unità ta 'trasportatur bijoloġiku, li ġeneralment huwa 700m2/m3. Meta l-bijofilm jikber ġewwa t-trasportatur, l-użu effettiv attwali tal-erja tal-wiċċ speċifika huwa ta 'madwar 500m2/m3.
Dan it-tip ta 'mili bijoloġiku jwassal għat-tkabbir ta' mikro-organiżmi fuq ġewwa tal-mili, li jifforma bijofilm relattivament stabbli, u huwa faċli li tifforma stat fluwidizzat. Meta r-rekwiżiti tat-trattament minn qabel ikunu baxxi jew id-drenaġġ ikun fih ammont kbir ta 'sustanzi fibrużi, per eżempju, it-tank tas-sedimentazzjoni primarju ma jintużax fit-trattament tad-drenaġġ muniċipali jew meta l-ilma tad-drenaġġ tal-produzzjoni tal-karta li jkun fih ammont kbir ta' fibri jiġi ttrattat, il-mili bijoloġiku b' tintuża żona tal-wiċċ speċifika żgħira u daqs kbir. Meta jkun hemm trattament minn qabel aħjar jew għan-nitrifikazzjoni, jintuża l-mili bijoloġiku b'erja tal-wiċċ speċifika kbira.
(2) L-effett tal-ossiġnu maħlul (DO) fuq il-metodu MBBR
Il-konċentrazzjoni DO hija fattur li jillimita maġġuri li jaffettwa n-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni simultanji. Billi tikkontrolla l-konċentrazzjoni DO, partijiet differenti tal-bijofilm jistgħu jiffurmaw żona aerobika jew żona anosika, li għandha l-abbiltà li tikseb nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja. kundizzjonijiet fiżiċi.
Teoretikament, meta l-konċentrazzjoni DO tkun għolja wisq, DO jista 'jippenetra ġewwa l-bijofilm, li jagħmilha diffiċli li tifforma żona anosika ġewwa, u ammont kbir ta' nitroġenu ta 'l-ammonja jiġi ossidizzat għal nitrat u nitrit, u jagħmel l-effluwent TN għadu għoli . Għall-kuntrarju, jekk il-konċentrazzjoni ta 'DO tkun baxxa ħafna, proporzjon kbir taż-żona anerobika se tiġi ffurmata ġewwa l-bijofilm, u l-kapaċità ta' denitrifikazzjoni tal-bijofilm se tissaħħaħ (il-konċentrazzjonijiet ta 'nitrat u nitrit fl-effluwent huma baxxi ħafna ), iżda minħabba provvista insuffiċjenti ta 'DO, MBBR L-effett ta' nitrifikazzjoni tal-proċess jonqos, sabiex il-konċentrazzjoni ta 'nitroġenu ta' l-ammonja fl-effluwent tiżdied, li twassal għal żieda fit-TN ta 'l-effluwent, li taffettwa l-effett tat-trattament finali.
Permezz tar-riċerka, fl-aħħar jinkiseb valur ottimali tal-metodu MBBR għat-trattament tad-drenaġġ domestiku urban DO: meta l-konċentrazzjoni DO tkun 'il fuq minn 2 mg/L, DO ftit għandu effett fuq l-effett ta' nitrifikazzjoni tal-MBBR, u r-rata ta 'tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja tista' tilħaq 97 fil-mija -99 fil-mija , in-nitroġenu tal-ammonja effluwent jista 'jinżamm taħt 1.0mg/L; meta l-konċentrazzjoni tal-massa DO hija madwar 1.0mg/L, ir-rata tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja hija madwar 84 fil-mija, u l-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja tal-effluwent żdiedet b'mod sinifikanti. Barra minn hekk, id-DO fit-tank tal-arjazzjoni m'għandux ikun għoli wisq. L-ossiġnu maħlul għoli wisq jista 'jikkawża li l-inkwinanti organiċi jiddekomponu malajr wisq, sabiex il-mikro-organiżmi m'għandhomx nutrijenti, il-ħama attivata hija faċli biex tixjieħ, u l-istruttura hija maħlula. Barra minn hekk, DO huwa għoli wisq u konsum eċċessiv ta 'enerġija mhuwiex adattat ekonomikament.
Minħabba li l-metodu MBBR prinċipalment jirrealizza t-trattament finali tad-drenaġġ permezz ta 'mili sospiżi, l-effett ta' DO fuq il-mili sospiżi huwa wkoll iċ-ċavetta għar-riżultati ġenerali tat-trattament. Studji wrew li l-kapaċità ta 'ossiġenazzjoni tar-reattur tiżdied biż-żieda tar-rata tal-mili tal-mili sospiż f'ċerta medda. Taħt l-azzjoni ta 'arjazzjoni, l-ilma jiġi fluwidizzat flimkien mal-mili, u t-turbolenza tal-fluss tal-ilma hija akbar minn dik mingħajr il-mili, li jaċċellera t-tiġdid tal-interface tal-gass-likwidu u t-trasferiment tal-ossiġnu, u żżid ir-rata tat-trasferiment tal-ossiġnu. Hekk kif l-ammont ta 'mili jiżdied, l-azzjoni tat-tqattigħ u l-azzjoni turbolenti fost il-mili, il-fluss tal-arja u l-fluss tal-ilma jkomplu jissaħħu. Madankollu, meta l-ammont ta 'mili miżjud huwa ta' 60 fil-mija, l-effett ta 'fluwidizzazzjoni tal-mili fl-ilma jsir fqir, u l-grad ta' turbolenza fil-korp tal-ilma jonqos ukoll, li jnaqqas ir-rata ta 'trażmissjoni tal-ossiġnu u r-rata ta' utilizzazzjoni tal-ossiġnu. Għalhekk, għal tipi differenti ta 'kwalità tal-ilma, il-kontroll tal-ammont ta' DO huwa kruċjali għar-riżultat tat-trattament finali tal-proċess kollu.
X'inhu MBBR?
Il-proċess MBBR huwa bbażat fuq il-prinċipju bażiku tal-metodu tal-bijofilm. Billi żżid ċertu ammont ta 'trasportatur sospiż mar-reattur, jiżdiedu l-bijomassa u l-ispeċi bijoloġiċi fir-reattur, u b'hekk tittejjeb l-effiċjenza tal-ipproċessar tar-reattur. Peress li d-densità tal-mili hija qrib dik ta 'l-ilma, hija kompletament imħallata ma' l-ilma waqt l-arjazzjoni, u l-ambjent għat-tkabbir tal-mikrobi huwa gass, likwidu u solidu bi tliet fażijiet.
Il-ħabta u t-tqattigħ tat-trasportatur fl-ilma jagħmlu l-bżieżaq tal-arja iżgħar u jżidu r-rata ta 'utilizzazzjoni tal-ossiġnu. Barra minn hekk, kull trasportatur għandu speċi bijoloġiċi differenti ġewwa u barra, b'xi batterji anerobiċi jew batterji fakultattivi jikbru ġewwa, u batterji aerobiċi barra, sabiex kull trasportatur ikun mikroreattur, sabiex ir-reazzjoni ta 'nitrifikazzjoni u r-reazzjoni ta' denitrifikazzjoni jeżistu flimkien, u b'hekk itejbu l-effett tal-ipproċessar. .