Анализ технологической схемы MBBR и диаграммы кривизны
Принцип процесса MBBR
Принцип процесса MBBR заключается в увеличении биомассы и биологических видов в реакторе путем добавления определенного количества взвешенных носителей в реактор, чтобы повысить эффективность обработки реактора. Поскольку плотность наполнителя близка к плотности воды, он полностью смешивается с водой во время аэрации, а среда для роста микроорганизмов представляет собой газ, жидкость и твердую фазу. Эффект столкновения и сдвига носителя в воде делает пузырьки воздуха более мелкими и увеличивает скорость использования кислорода. Кроме того, каждый носитель имеет различные биологические виды внутри и снаружи, внутренний рост некоторых анаэробных или партеногенетических бактерий и внешние аэробные бактерии, так что каждый носитель является микрореактором, так что реакция нитрификации и реакция денитрификации существуют одновременно, тем самым улучшая эффект обработки.
Процесс MBBR сочетает в себе преимущества традиционного метода псевдоожиженного слоя и метода биологического контактного окисления, является новым типом метода очистки сточных вод, основанным на аэрации в аэротенке, аэрации и улучшении потока воды для перевода носителя в псевдоожиженное состояние, а затем образовании взвешенного роста активного ила и прикрепленного роста биопленки, что заставляет биопленку подвижного слоя использовать все пространство реактора, полностью раскрывать биологическое превосходство прикрепленной фазы и взвешенной фазы обоих! Это позволяет биопленке подвижного слоя использовать все пространство реактора, полностью раскрывать превосходство как прикрепленной фазы, так и взвешенной фазы организмов, заставляя их дополнять друг друга. В отличие от предыдущего наполнителя, взвешенный наполнитель может контактировать со сточными водами часто и много раз, поэтому его называют «мобильной биопленкой».
Факторы, влияющие на МББР, контролируют:
1. Температурный биопленочный реактор Система должна работать при температуре 15 ℃ ~ 35 ℃.
2. растворенный кислород Растворенный кислород является важным фактором, влияющим на удаление органических веществ. Особенно в случае удаления фосфора с целью удаления азота, особенно важен контроль концентрации растворенного кислорода. В различных типах процессов биопленочного реактора смесь в различных формах в биологическом реакторе образует аэробные, бескислородные и анаэробные секции. Диапазон контроля DO реактора для каждой секции: анаэробная секция ниже 0,2 мг/л, бескислородная секция в 0,2 мг/л ~ 0,5 мг/л между аэробной секцией концентрация растворенного кислорода не должна быть менее 2 мг/л. 3, Аэробный реактор MLSS MBBR.
3. Концентрация ила в аэробной зоне (бассейне) MLSS MBBR должна контролироваться на уровне 3000 мг/л ~ 20000 мг/л. В общем, когда концентрация ила в исходном растворе увеличивается, из-за высокой концентрации ила, ил легко осаждаться на поверхности биопленки, образуя толстый слой ила. Однако концентрация ила в исходном растворе не должна быть слишком низкой, в противном случае скорость разложения загрязняющих веществ будет низкой, и в то же время способность активированного ила к адсорбции и разложению растворенного органического вещества ослабевает, так что концентрация растворенного органического вещества в надосадочной жидкости смеси увеличивается. Поэтому следует поддерживать умеренную концентрацию ила в материальной жидкости, слишком высокая или слишком низкая приведет к снижению потока воды.
4. Значение pH Значение pH воды, поступающей в реактор МББР, должно быть 6～9.
Процесс MBBR в инженерном применении общих проблем
(1) Сколько времени требуется для подвешивания наполнителя? в течение месяца, чтобы достичь хорошего стандарта. Подвешивание пленки - это процесс, мы подвешиваем пленку, разделенный на две перспективы, первая - наш невооруженный глаз может видеть наполнитель на очевидной биопленке, для чего требуется семь дней; вторая - это время, чтобы достичь стандарта, на этот раз зимой, тогда это, вероятно, в течение месяца; третья - это время полного созревания биопленки, это будет дольше, потому что с профессиональной точки зрения, биопленка полностью созревает, по крайней мере, через зимнее и летнее чередование, она выше колонии, чтобы наконец реализовать стабильность. Это будет дольше, потому что с профессиональной точки зрения, биопленка полностью созревает, по крайней мере, чтобы испытать зимнее и летнее чередование, она выше колонии, чтобы наконец реализовать стабильность.
(2) Требуются ли для процесса МББР дополнительные биоциды? В строгом смысле этого слова МББР не нуждается в добавлении бактерий, поэтому только путем разумной оптимизации параметров можно перейти к естественному обогащению.
(3) Нужно ли промывать MBBR обратным потоком? Самым большим преимуществом MBBR по сравнению с традиционной биопленкой является то, что ему не нужна промывка обратным потоком, поскольку биопленка автоматически отделяется от нее. Наши исследования показали, что когда активность биопленки относительно сильна, секреция ее внеклеточного полимера будет сильнее, а ее вязкость будет высокой.
(4) Что лежит в основе MBBR? MBBR состоит из двух частей: одна из них является наполнителем, а другая - псевдоожижением; наполнитель используется в качестве носителя; нет единого исследования, показывающего, насколько он влияет на производительность; но его форма будет оказывать влияние на псевдоожижение; так что с отечественной и зарубежной точки зрения большинство применений или плоский цилиндрический наполнитель, оценка размеров, таких как производительность, скорость пленки, окончательная стабилизация эффекта срока службы, стойкость к истиранию и т. д., поэтому с точки зрения настоящего времени ядро суспензии носителя по-прежнему находится на псевдоожижении.
(5) Проблемы со скоростью заполнения систем MBBR? Предельная скорость заполнения, которая была проверена, составляет 67%, а максимальное значение, которого можно достичь в проекте, составляет 60% в аэробной зоне и 50% в бескислородной зоне.
(6) Можно ли эксплуатировать MBBR, когда температура воды составляет 3 градуса по Цельсию? В случае Синьцзяна температура воды от 7 до 8 градусов или около того может работать стабильно. Температура воды в 3 градуса в стране не встречалась, но известно, что водозабор сточных вод Нордхайма в Норвегии представляет собой талую ледяную воду, температура воды в 3 градуса после практики может соответствовать стандартам стабильности.
(7) Будет ли наполнитель склонен к расширению ила? Расширение ила в основном происходит из-за образования нитчатых бактерий, затем из зарубежных отчетов видно, что наполнитель помогает ослабить расширение ила, потому что он может быть в системе ила для «чистых» нитчатых бактерий, чтобы разрушить, если это обычный иловый хлопья и размер хлопьев ила намного меньше размера наполнителя, который не будет разрушать ил, поэтому из зарубежных исследований видно, что MBBR способствует повышению эффективности расширения ила. Таким образом, из зарубежных исследований видно, что MBBR способствует улучшению осаждения ила, наша инженерная практика не обнаружила, что система MBBR имеет очевидные характеристики расширения ила.
Исследование случая:
Очистные сооружения на севере
Основной процесс – модифицированный А2/О.
Биохимические резервуары, от впускного до выпускного конца, состоят из преаноксической зоны, анаэробной зоны, аноксической зоны, аэробной зоны и аэробной зоны.
От впускного конца до выпускного конца биохимический резервуар состоит из преаноксической зоны, анаэробной зоны, аноксической зоны, аэробной зоны и
Продолжительность ЗГТ составила 1, 1,6, 10 и 11,2 часа соответственно.
Динамические значения мониторинга РК в каждой зоне реакции:
0~0,1, 0, 0~0,1, 2,0~3,0 мг-л-1 соответственно.
Концентрация ила в биохимическом резервуаре составляла 2,5–4,5 г/л.
В бескислородной зоне добавляли 25% ацетата натрия в количестве около 5 тд-1, что эквивалентно 10 мг-л-1 БПК.
В ходе определения образцов, включая биохимическую воду из резервуара, анаэробную воду из резервуара, бескислородную воду из резервуара, аэробную воду из резервуара и воду из вторичного отстойника, точки отбора проб расположены в функциональной зоне выхода, каждый интервал отбора проб 2~3 часа, брать пробы 3 раза, смешивать образцы для определения. После извлечения образцов была проведена предварительная обработка по времени, и аммиачный азот, нитратный азот, TN, TP и ХПК были измерены после смешивания трех образцов в равных количествах.
Концентрация аммиачного азота на входе составила 52,34 мг-л-1, а концентрация аммиачного азота на выходе составила 0,99 мг-л-1, что привело к удалению аммиачного азота на 98,1%, что произошло в основном в аэробном резервуаре MBBR, в то время как в анаэробном/аноксидном резервуаре значительного удаления аммиачного азота не наблюдалось.
Концентрация общего азота (TN) на входе составила 62,53 мг-л-1, концентрация TN на выходе составила 7,69 мг-л-1, а скорость удаления TN составила 87,39%. Анализируя фактические концентрации TN на входе и выходе, а также обратный поток в каждой функциональной области, можно определить, что эффект удаления TN существует в каждой функциональной области. Принимая TN на входе в качестве ориентира, скорости удаления TN в анаэробной, бескислородной и аэробной зонах составили 22,76%, 44,51% и 20,12% соответственно, где явление удаления TN в аэробной зоне предсказывало существование стабильного процесса SND (синхронизированной нитрификации-денитрификации).
Концентрация общего азота (TN) на входе составила 62,53 мг-л-1, концентрация TN на выходе составила 7,69 мг-л-1, а скорость удаления TN составила 87,39%. Анализируя фактические концентрации TN на входе и выходе, а также обратный поток в каждой функциональной области, можно определить, что эффект удаления TN существует в каждой функциональной области. Принимая TN на входе в качестве ориентира, скорости удаления TN в анаэробной, бескислородной и аэробной зонах составили 22,76%, 44,51% и 20,12% соответственно, где явление удаления TN в аэробной зоне предсказывало существование стабильного процесса SND (синхронизированной нитрификации-денитрификации).
На анаэробной стадии A. polyphosphoric разлагал фосфор, накопленный в организме, для получения энергии, часть которой использовалась для его собственного выживания, а часть использовалась A. polyphosphoric для поглощения ацетатных гликозидов, преобразованных из органического вещества, которое было преобразовано в PHA (полигидроксифосфат) и сохранено в клетке. В конце анаэробного высвобождения фосфора концентрация фосфата увеличилась с 4,74 мг-л-1 до 16,81 мг-л-1, а скорость высвобождения фосфора во время анаэробной фазы составила 0,566 г-(гд)-1. Через 90 мин в систему был введен нитрат, и в бескислородных условиях B. polyphosphoria использовала азот нитрата в качестве акцептора электронов для окисления PHA in vivo, а полученная энергия использовалась для сверхабсорбции ортофосфата из водной толщи и сохранялась в виде полифосфата в теле клетки. Аноксическая фаза продолжалась до 5,5 ч, когда концентрация фосфата снизилась до 3,62 мг-л-1, при этом скорость поглощения фосфора составила 0,188 г-(гд)-1.
Результаты эксперимента показали, что отношение поглощения фосфора и денитрификации (P/N) составило 1,001, что указывает на то, что энергия, вырабатываемая денитрификацией в системе, хорошо сочетается с аноксидным поглощением фосфора, что может снизить ненужное потребление денитрифицирующей способности и отражает доминирующую роль денитрифицирующих фосфор-удаляющих микроорганизмов в активном иле системы. В ходе реконструкции емкость резервуара аноксидной зоны была увеличена, а HRT аноксидной зоны была увеличена с 6 до 10 часов, что создало условия для адекватной денитрификации и удаления фосфора, а денитрифицирующие фосфор-агрегирующие бактерии могли использовать нитрат в качестве акцептора электронов для поглощения фосфора. Увеличение аноксидного HRT было основано на снижении HRT в аэробной зоне и добавлении взвешенного носителя. Дальнейшее добавление взвешенных носителей высвобождает взвешенный иловый возраст системы, а возраст ила всегда составляет около 12 дней зимой, что может создать хорошие условия для биологического удаления фосфора.
1) После модернизации очистных сооружений с использованием МББР степень удаления TN в биохимической секции достигла 87,4% осенью и зимой при добавлении источника углерода в поступающую воду, а отношение C/N составило всего 3,05.
Осенью и зимой в биохимическом разрезе показатель выноса ТН достигал 87,4%, а показатель выноса ТП – 91,9%.
2) Значительное удаление TN наблюдалось в аэробной зоне, составлявшее около 15–20%, и значительное удаление TP в бескислородной зоне, составлявшее 63,04%, поэтому предполагается, что скорость удаления TN достигала 87,4%, а скорость удаления TP — 91,9%.
63,04%, поэтому предполагается, что происходили синхронная нитрификация-денитрификация (СНД) и денитрификационное удаление фосфора; СНД и денитрификационное удаление фосфора являются важнейшими факторами для высокой эффективности удаления азота и фосфора в системе.
СНД и денитрификация являются основными причинами высокой эффективности системы по удалению азота и фосфора и низкого потребления углерода; СНД в основном из взвешенного носителя; денитрификация обусловлена длительным временем бескислородного пребывания системы.
Феномен SND в основном обусловлен взвешенным носителем; явление денитрификации обусловлено более длительным временем пребывания в бескислородной среде и более коротким возрастом ила в системе.
3) Относительная численность нитрифицирующих бактерий на взвешенном носителе составила 28,56%, что в 14 раз выше, чем на иле, а относительная численность денитрифицирующих бактерий составила около 8,34%.
Относительная численность денитрифицирующих бактерий составила около 8,34%, что дало микроскопическую гарантию возникновения эффекта СНД; обнаружено присутствие бактерий с функцией денитрификации и удаления фосфора в иле и взвешенном наполнителе.
Было обнаружено присутствие бактерий с функциями денитрификации и удаления фосфора в иле и взвешенном наполнителе, что предоставило микроскопические доказательства существования денитрификации и эффективного биологического удаления фосфора на этой станции очистки сточных вод.
R1, R2 и R3 представляют собой три бассейна с тремя различными условиями солености 12%, 16% и 35% соответственно.
Профили концентрации аммиака на входе и выходе, эффективности удаления и концентрации нитрита для трех MBBR в течение трех периодов эксплуатации показаны на рис. 1a.b. В первый период эксплуатации соленость на входе поддерживалась на уровне 12‰ в течение 26 дней. Согласно рис. 1a (период 1), на 26-й день общее стабильное среднее удаление аммония, достигнутое R3, было выше, за ним следовали R2 и R1, а концентрации NH+4-N на выходе составляли 0,11 ± 0,08, 0,47 ± 0,06 и 0,5 ± 0,04 мг/л. Примечательно, что в течение первых десяти дней (рис. 1a) R2 и R3 быстро запускались намного раньше, чем контрольные биореакторы, что можно было отнести к модификации поверхности C2FeO4, которая способствовала росту биопленки. Похожие результаты были получены в предыдущих исследованиях, в которых сообщалось, что C2FeO4 привел к значительному улучшению способности удаления аммиака модифицированными волокнами. Кроме того, низкодозовые наночастицы предоставили микроорганизмам питательные вещества и активные центры, способствовали метаболизму ферментов и стимулировали микробную биодеградационную активность.
На втором этапе (26-56 дней) биореакторы работали при уровне солености 26‰ в течение 30 дней. Активность нитрификации всех трех биореакторов оставалась неизменной и в меньшей степени зависела от повышения солености (рис. 1а). Похожая тенденция наблюдалась в этот период, когда NO-2-N эффективно окислялся без накопления нитрита, когда его концентрация поддерживалась на уровне 0,10-0,42 мг/л (рис. 1б). Кроме того, не было никакой разницы в концентрации NO-2-N между биореакторами в этот период. Эти результаты согласуются с результатами Невады и др., которые использовали нитрифицирующий МББР для очистки сточных вод марикультуры. NO-2-N является промежуточным побочным продуктом окисления аммиака и азота, вырабатываемым аммиакокисляющими бактериями (AOB), и обнаружение NO-2-N при более низких концентрациях предполагает полную нитрификацию.
В начале третьего этапа (день 56-92) R1, R2 и R3 показали небольшое снижение эффективности работы реактора и качества сточных вод на день 56-58. В течение следующих 36 дней биореактор демонстрировал стабильную работу (рис. 1а, период III). Среднее удаление аммиачного азота для трех MBBR, R1, R2 и R3, составило 91,66±1,5%, 95,18±2,8% и 98,86±0,7% соответственно. Накопление NO-2-N в обоих реакторах произошло немедленно, когда концентрация соли была увеличена с 26‰ до 35‰.
