Ffosfforws-Y Culprit Tu ôl i Ddŵr "Gordewdra"
Os mai nitrogen amonia yw "gwenwyn" cyrff dŵr, yna ffosfforws yw'r "gwrtaith." Mae arllwysiad gormodol o ffosfforws i gyrff dŵr yn achosi i algâu dyfu'n afreolus, gan arwain at ewtroffeiddio ac yn y pen draw troi'r dŵr yn "uwd gwyrdd". Dyna pam mae safonau amgylcheddol ar gyfer cyfanswm ffosfforws yn dod yn fwyfwy llym (safon Dosbarth A: 0.5 mg/L).
Felly sut yn union mae ffosfforws yn cael ei dynnu o systemau trin dŵr gwastraff?
Mae yna dri phrif ddull: tynnu ffosfforws cemegol, tynnu ffosfforws biolegol, a rhai technolegau ategol.
I. Tynnu Ffosfforws Cemegol-Dull Gwaddodiad Syml, Creulon a Sefydlog
1.1 Egwyddorion Sylfaenol
Craidd tynnu ffosfforws cemegol yw trawsnewid gronynnau a thynnu llaid arsugniad. Trwy ychwanegu cemegau at y dŵr gwastraff, mae ffosffadau hydawdd yn cael eu trosi'n ronynnau anhydawdd, sydd wedyn yn cael eu harsugno gan slwtsh wedi'i actifadu a'i dynnu trwy dynnu llaid.
Mae'r broses hon mewn gwirionedd yn cynnwys dau gam:
Trawsnewid gronynnau: Mae ïonau ffosffad toddedig (PO43-) yn adweithio ag ïonau metel i ffurfio gronynnau ffosffad anhydawdd.
Arsugniad a thynnu llaid: Mae gronynnau mân yn glynu wrth ei gilydd neu'n cael eu hamsugno gan slwtsh wedi'i actifadu, gan leihau cyfanswm y ffosfforws trwy dynnu llaid.
Sylwer: Mae rhai pobl yn credu mai egwyddor tynnu ffosfforws yw ychwanegu cyfryngau halen metel at ddŵr gwastraff, gan achosi ffosffad hydawdd i ddod yn ronynnau anhydawdd, sydd wedyn yn gwaddodi ac yn cael eu gollwng. Mae hyn yn wahanol i'r safbwynt a gyflwynir yn yr erthygl hon.
1.2 Asiantau a Ddefnyddir yn Gyffredin ac Egwyddorion Ymateb
Craidd tynnu ffosfforws halen haearn / alwminiwm yw adwaith ïonau metel â ffosffad i ffurfio halwynau prin hydawdd, sy'n addas ar gyfer amodau niwtral ac asidig. Mae tynnu ffosfforws calch, ar y llaw arall, yn dibynnu ar amgylchedd pH uchel i ffurfio gwaddod calsiwm ffosffad, ond mae angen pH uchel ac addasiad pH dilynol, ac mae hefyd yn cynhyrchu llawer iawn o slwtsh.
1.3 Tri Dull Dos
Gellir rhannu tynnu ffosfforws cemegol yn dri chategori yn seiliedig ar y lleoliad dosio. Rwy'n bersonol yn argymell postio-tynnu ffosfforws, sy'n caniatáu rheolaeth annibynnol ac addasiad hawdd.
II. Tynnu Ffosfforws Biolegol-Cryfder Mewnol" Micro-organebau
2.1 Chwaraewr Craidd: Organebau Cronnus Polyffosffad (PAO)
Y prif chwaraewyr ym maes tynnu ffosfforws biolegol yw math arbennig o organebau sy'n cronni polyffosffad (PAO). Mae ganddynt allu rhyfeddol: o dan amodau aerobig, gallant amsugno ffosfforws o ddŵr gwastraff mewn symiau gormodol, gan arwain at lefelau ffosfforws yn eu celloedd sawl gwaith yn uwch na bacteria cyffredin.
2.2-Cylchred Dau Gam-Rhyddhau Ffosfforws Anaerobig, Nifer sy'n Derbyn Ffosfforws Aerobig
Mae proses tynnu ffosfforws PAO yn gofyn am amgylcheddau anaerobig ac aerobig bob yn ail:
Cam 1: Rhyddhau Ffosfforws Anaerobig
O dan amodau anaerobig heb unrhyw ocsigen toddedig nac ocsigen moleciwlaidd, mae PAOs yn hydroleiddio polyffosffadau o fewn eu celloedd yn orthoffosadau, gan eu rhyddhau i'r dŵr.
Defnyddir yr ynni a ryddhawyd i amsugno asidau brasterog anweddol (VFAs) yn y dŵr, gan syntheseiddio'r cyfansawdd storio ffynhonnell carbon mewngellol PHB.
Yn ystod y cam hwn, mae'r crynodiad ffosfforws yn y dŵr yn cynyddu mewn gwirionedd-peidiwch â chynhyrfu, mae hyn er mwyn paratoi ar gyfer "yfed" hyd yn oed yn fwy yn ddiweddarach.
Cam 2: Cymryd Ffosfforws Aerobig
Wrth fynd i mewn i amgylchedd aerobig, mae bacteria sy'n cronni polyffosffad (PABs) yn dadelfennu PHB wedi'i storio yn eu celloedd i gael egni.
Maent yn amsugno orthoffosffadau hydawdd yn ormodol o'r dŵr, gan eu storio fel polyffosffadau o fewn eu celloedd.
Mae faint o ffosfforws sy'n cael ei amsugno yn llawer uwch na'r swm a ryddhawyd yn ystod y cam anaerobig.
Trydydd Cam: Tynnu Slwtsh a Symud Ffosfforws
Mae'r llaid llawn ffosfforws sy'n deillio o hyn yn cael ei ollwng fel llaid gormodol, gan dynnu ffosfforws o'r dŵr yn llwyr.
O safbwynt ynni, mae PPBs yn rhyddhau ffosfforws i gael ynni trwy amsugno mater organig o dan amodau anaerobig, ac yn diraddio mater organig i gael egni trwy amsugno ffosfforws o dan amodau aerobig, gan ffurfio cylch egni cyflawn.
2.3 Prosesau Symud Ffosfforws Biolegol Prif Ffrwd
Ar hyn o bryd y broses A²/O yw'r broses tynnu nitrogen a ffosfforws mwyaf cyffredin ar yr un pryd. Mae nitreiddiad yn digwydd yn y cyfnod aerobig, dadnitreiddiad yn y cam anocsig, a rhyddhau ffosfforws yn y cyfnod anaerobig, gyda'r tri math o facteria yn gweithio'n synergyddol. Fodd bynnag, mae ganddo anfantais gynhenid: gall nitradau yn y llaid a ddychwelwyd fynd i mewn i'r parth anaerobig, gan effeithio ar effeithlonrwydd tynnu ffosfforws. I fynd i'r afael â hyn, mae prosesau wedi'u haddasu megis y broses UCT ac A²/O gwrthdro wedi'u datblygu.
2.4 Ffactorau sy'n Effeithio ar Ddileu Ffosfforws Biolegol
Dylid rhoi sylw arbennig i ddylanwad pH: Pan fydd y pH yn gostwng yn sydyn, bydd y crynodiad ffosfforws yn codi'n sydyn mewn parthau anaerobig ac aerobig. Mae'r gollyngiad ffosfforws hwn a achosir gan ostyngiad mewn pH yn "ddinistriol"-nid yn unig yn aneffeithiol, ond hefyd yn arwain at ostyngiad yn y gallu i gymryd ffosfforws aerobig wedi hynny.
2.5 Cymhariaeth Economaidd o Ddwy Broses Wahanol ar gyfer Gwaredu Ffosfforws
Mae angen ffynonellau carbon i gael gwared ar ffosfforws biolegol. Ar gyfer rhai gweithfeydd trin dŵr gwastraff heb ffynonellau carbon, mae tynnu ffosfforws cemegol yn rhatach na thynnu ffosfforws biolegol o safbwynt economaidd. Fodd bynnag, mantais tynnu ffosfforws biolegol yw ei fod yn cynhyrchu llai o slwtsh ac nad oes angen cemegau allanol arno.
III. Technolegau Tynnu Ffosfforws Eraill
3.1 Gwaredu Ffosfforws Gwlyptir Adeiladedig
Mae'r dull hwn yn defnyddio prosesau lluosog fel amsugno planhigion gwlyptir, arsugniad swbstrad, a thrawsnewid microbaidd i gael gwared â ffosfforws yn synergyddol. Ei fanteision yw cost isel, effeithlonrwydd uchel, a chyfeillgarwch eco; ei anfanteision yw gofynion arwynebedd tir mawr a dylanwad tymhorol.
3.2 Dull Electrolysis Mewnol Fflawiau Haearn
Mae haen pacio sgrap haearn wedi'i osod yn y tanc asideiddio. Mae'r sgrap haearn yn cael ei electrolysis mewnol mewn amgylchedd asidig, gan gynhyrchu Fe²⁺, sy'n cael ei ocsidio i Fe³⁺ yn ystod awyriad dilynol, gan ffurfio gwaddod ag ïonau ffosffad. Mae'r dull hwn yn-gost isel ac nid oes angen unrhyw newidiadau i'r broses bresennol, ond mae angen cynnal a chadw adlif rheolaidd.
IV. Sut i Ddewis Dull Tynnu Ffosfforws?
Elifiant sydd angen Dosbarth A (0.5 mg/L): Mae dulliau biolegol yn unig yn annhebygol o gyrraedd y safon yn gyson; argymhellir tynnu ffosfforws cemegol fel atodiad. Fodd bynnag, mae tynnu ffosfforws yn gofyn am oedran llaid isel, tra bod dadnitreiddiad yn gofyn am oedran slwtsh uchel, gan greu gwrthdaro a gwneud rheolaeth yn anodd (mae'n gyfaddawd-).
Dŵr gwastraff ffynhonnell carbon isel: Mae tynnu ffosfforws biolegol yn gostus; argymhellir tynnu ffosfforws cemegol fel dewis arall.