Mae'r senario o "COD uchel, TP isel, a TN uchel" yn cynrychioli achos clasurol o anghydbwysedd Carbon{0}}Nitrogen-ffosfforws difrifol. Mae'r erthygl hon yn amlinellu'n gryno sut i wneud diagnosis a mynd i'r afael â'r mater hwn (mae'r cynnwys a'r ffigurau'n adlewyrchu barn bersonol yn seiliedig ar brofiad ymarferol ac maent ar gyfer cyfeirio yn unig).
Gellir crynhoi amcanion craidd addasu prosesau fel a ganlyn:
1. Datrys yn syth y "cyfyngiad ffosfforws"-y dagfa ar gyfer amlhau microbaidd;
2. Defnyddio'r ffynhonnell garbon dros ben yn effeithiol-troi-COD crynodiad uchel yn rym gyrru dadnitreiddiad;
3. Cael gwared ar nitrogen dwfn-sicrhau bod yr elifiant TN uchel yn bodloni safonau gollwng yn gyson.
Manylir ar y mesurau addasu penodol isod, wedi'u dadansoddi yn unol â rhesymeg gweithredu peirianneg.
I. Mae angen addasiadau "arbed bywyd" ar unwaith: Ychwanegiad ffosfforws manwl gywir
Dyma'r rhagofyniad ar gyfer pob mesur arall. O dan amodau- diffyg ffosfforws, hyd yn oed gyda digonedd o garbon ac ocsigen, ni all llaid wedi'i actifadu ffurfio heidiau iach; yn lle hynny, mae'n tueddu i chwalu a golchi allan.
Dilyswch a chyfrifwch y dos
Darganfyddwch y swm atodol yn seiliedig ar gymhareb o tua BOD₅:P=100:1. Os mai dim ond data COD sydd ar gael, defnyddiwch y gymhareb BOD₅/COD ar gyfer trosi (ee, os BOD₅/COD ≈ 0.5, amcangyfrif yn seiliedig ar COD:P ≈ 200:1). Byddwch yn siŵr i gyfrifo'r dos yn ddeinamig yn seiliedig ar gyfraddau llif dylanwadol gwirioneddol a chrynodiadau ffosfforws.
Dewiswch y ffynhonnell ffosfforws a'r pwynt dosio
Ffynhonnell ffosfforws: Blaenoriaethwch orthoffosffadau hawdd eu hamsugno fel ffosffad dihydrogen amoniwm neu ffosffad dihydrogen sodiwm. Er y gellid defnyddio hydrogen ffosffad diammonium pe bai nitrogen hefyd yn ddiffygiol, mae'r senario presennol yn cynnwys lefelau nitrogen uchel; felly, argymhellir asid ffosfforig neu sodiwm dihydrogen ffosffad i osgoi ychwanegu nitrogen ychwanegol.
Pwynt dosio: Gosodwch y pwynt dosio ar ddiwedd y parth anocsig neu ddechrau'r parth aerobig yn y tanc biolegol, gan ganiatáu i ficro-organebau gymryd y ffosfforws yn uniongyrchol wrth fynd i mewn i'r parth aerobig. Ceisiwch osgoi dympio'r dos cyfan i'r parth anaerobig, gan y gallai hyn arwain at ormodedd o organebau sy'n cronni ffosfforws (gan nad tynnu ffosfforws yw'r nod yma) neu ffurfio gwaddod aneffeithiol.
Monitro yn ystod y cyfnod pontio
O fewn 2-3 diwrnod i ychwanegiad ffosfforws, bydd y gymhareb setlo llaid (SV) yn gostwng i ddechrau wrth i ansawdd y ffloc wella, ac yna codiad graddol wrth i'r boblogaeth ficrobaidd gynyddu. Monitro cyfanswm ffosfforws elifiant yn gydamserol i sicrhau bod lefelau'n aros o fewn terfynau ar ôl ychwanegu (yn ddelfrydol wedi'i reoli ar 0.3-0.5 mg/L i ddiwallu anghenion microbaidd tra'n cynnal ymyl diogelwch).
II. Trawsnewid "COD Uchel" yn "Ased Dadnitreiddio": Lleoli Ffynonellau Carbon Cyn-a Dosio fesul cam
Gan fod y ffynhonnell garbon yn helaeth, dylid ei ddefnyddio'n llawn ar gyfer dadnitreiddiad yn hytrach na gorlifo'r parth aerobig a chael ei wastraffu trwy ddefnyddio ocsigen.
Gweithredu dargyfeiriad aml-bwyntiau dylanwadol neu ffynhonnell carbon
Dargyfeirio cyfran o'r dŵr crai (COD uchel)-gan osgoi'r prif danc gwaddodiad-yn uniongyrchol i'r parth anocsig i wasanaethu fel ffynhonnell garbon ar gyfer dadnitreiddiad. Ar ôl sgrinio a thynnu graean, gall y dŵr crai "neidio" yn syth i'r tanc anocsig, gan atal y ffynhonnell garbon rhag cael ei ocsidio a'i wastraffu yn y tanc gwaddodiad sylfaenol neu'r parth aerobig. Rheoli faint o COD pydradwy hawdd sy'n mynd i mewn i'r parth anocsig yn seiliedig ar dargedau tynnu nitrogen cyfan.
Gwella hydrolysis-asideiddio i wella ansawdd ffynhonnell carbon
Os yw COD yn uchel ond mae'r gymhareb BOD₅/COD yn isel, mae'n dangos amlygrwydd o ddeunyddiau organig anhydrin (anodd-i-ddiraddio). Gellir gosod tanc asideiddio hydrolysis yn y cam cyn-drin i dorri i lawr moleciwlau organig mawr, anhydrin yn VFAs pydradwy hawdd (asidau brasterog anweddol), a thrwy hynny wella effeithlonrwydd y defnydd o ffynhonnell carbon ar gyfer dadnitreiddiad.
Defnyddiwch y parth aerobig i ddefnyddio carbon gweddilliol
Yn anochel, bydd rhywfaint o ffynhonnell carbon yn mynd i mewn i'r parth aerobig; yn yr achos hwn, sicrhewch fod yr ocsigen toddedig (DO) ar ddiwedd y cam aerobig o leiaf 2 mg/L i ocsideiddio BOD gweddilliol yn llwyr ac atal COD elifiant rhag mynd y tu hwnt i'r terfynau. Yn ogystal, gan y gall ffynonellau carbon gormodol arwain at or-dyfiant bacteria heterotroffig-a allai orlenwi bacteria nitreiddio allan-rhaid rheoli oedran slwtsh a llwytho organig yn ofalus.
III. Targedu'r Her "Cyfanswm Uchel Nitrogen": Mwyhau Potensial Nitreiddiad-Denitreiddio
Mae cyfanswm uchel o nitrogen yn golygu bod angen optimeiddio'r camau nitreiddiad a dadnitreiddiad i'w llawn botensial.
Cam nitreiddio: Creu gofod ac amser ar gyfer nitreiddio bacteria
Rheoli oedran slwtsh: Mae gan facteria nitreiddio amseroedd cenhedlaeth hir; rhaid cynnal oedran llaid o leiaf 15 diwrnod (dros 20 diwrnod yn y gaeaf) i'w hatal rhag cael eu "gorlawn" gan facteria heterotroffig sy'n cynyddu'n gyflym. Cynnal a Chadw: Cynnal DO yn y parth aerobig ar 2-3 mg/L cyson; peidiwch â'i ostwng yn ormodol mewn ymgais i arbed ynni.
Monitro ac Atchwanegu Alcalinedd: Mae nitreiddiad yn defnyddio alcalinedd (tua 7.14 go CaCO₃ a ddefnyddir fesul gram o NH₄⁺-N ocsidiedig). Mae cyfraddau nitreiddiad yn gostwng yn sylweddol pan fydd y pH yn disgyn o dan 7.0; felly, dylid dosio Na₂CO₃ neu alcali hylifol i gynnal y pH hylif cymysg rhwng 7.5 ac 8.0.
Parth Dadnitreiddio: Gwneud y defnydd gorau o ffynonellau carbon mewnol ac allanol.
Optimeiddio Cymhareb Ailgylchrediad Mewnol: Sicrhau bod y hylif cymysg nitrad uchel yn ailgylchredeg o ddiwedd y parth aerobig yn ôl i'r parth anocsig; mae'r gymhareb ailgylchredeg fewnol fel arfer wedi'i gosod rhwng 200% a 400%. Mae ailgylchredeg gormodol yn cyflwyno gormod o DO, gan amharu ar yr amgylchedd anocsig. Cynnal Cyflyrau Anocsig: Rhaid rheoli DO yn y parth anocsig yn llym o dan 0.5 mg/L; defnyddio cymysgu mecanyddol i sicrhau bod llaid yn dod i gysylltiad â dŵr tra'n osgoi awyru arwyneb.
Rheoli Ffynonellau Carbon Dros Dro: Os yw'r ffynhonnell carbon allanol (mewnlifiad COD) yn ddigonol, gall y gyfradd dadnitreiddio gyrraedd 0.03–0.06 kg NO₃⁻‑N/(kg MLVSS·d). Os bydd arwyddion o ddiffyg carbon yn ymddangos (ee, cynnydd mewn elifiant nitrad-nitrogen), ystyriwch ffynonellau carbon brys fel sodiwm asetad, er nad dyma'r dewis cyntaf; blaenoriaethu defnydd llawn o gynnwys carbon y dŵr crai.
Ystyriwch Nitreiddiad Rhannol-Denitreiddiad neu Anammox (addas ar gyfer cymarebau C/N isel iawn; tra bod gan y senario hwn ddigonedd o garbon-gan wneud llwybrau rhannol yn ddiangen-gall y technolegau hyn wasanaethu fel opsiynau technegol yn y dyfodol).
Os yw cyfanswm nitrogen yn uchel iawn a ffynonellau carbon-er eu bod yn doreithiog-yn dal i fethu â bodloni gofynion dadnitreiddiad (achos eithafol), gallai rhywun geisio nitreiddio rhannol (croniad nitraid) ynghyd ag Anammox ar gyfer tynnu nitrogen. Fodd bynnag, mae hyn yn anodd ei roi ar waith yn ymarferol, ac mae angen monitro ar-lein a rheolaeth fanwl gywir, a dylid ei ystyried yn strategaeth optimeiddio hirdymor.
IV. Mynd i'r afael â'r Achos Arbennig o "COD Uchel ond Bioddiraddadwyedd Gwael"
Os yw monitro yn dangos cymhareb BOD₅/COD < 0.2, mae'r COD uchel yn anodd ei ddefnyddio'n uniongyrchol trwy brosesau biolegol, a bydd y strategaethau defnyddio ffynhonnell carbon a grybwyllwyd eisoes yn llawer llai effeithiol. Ar y cam hwn, mae angen y mesurau canlynol:
1. Rhagdriniaeth ffisicocemegol ar gyfer lleihau llwyth: Gosod gwaddodiad ceulo, ocsidiad cemegol (Fenton, O₃), neu unedau arsugniad carbon wedi'i actifadu i fyny'r afon o'r system fiolegol i leihau COD ysbeidiol 30%–50% i ddechrau, a thrwy hynny wella'r gymhareb BOD₅/COD dilynol.
2. Bio-cynyddu: Dosio straenau bacteriol arbenigol neu ensymau biolegol i mewn i'r tanc asideiddio hydrolysis, neu ddefnyddio'r broses PACT (Carbon Actifedig Powdr-Slwtsh Actifedig) i arsugniad sylweddau anhydrin ac ymestyn eu hamser preswylio.
3. Gwahanu bilen fel mesur diogelu terfynol: Defnyddiwch systemau MBR neu NF/RO ar ddiwedd y cam biocemegol i ddal COD gweddilliol, gan sicrhau bod y dwysfwyd sy'n deillio ohono yn cael ei drin ar wahân.
V. "Rhwyd Ddiogelwch" ar gyfer Rheolaeth Weithredol
Monitro cydbwysedd ffosfforws yn barhaus: Profwch lefelau Cyfanswm Ffosfforws (TP) yn y mewnlif, ar ddiwedd y parth anaerobig, ac ar ddiwedd y parth aerobig yn ystod pob shifft; mae hyn yn atal llaid rhag dadelfennu oherwydd ychwanegiad annigonol ac yn osgoi torri terfyn elifiant a achosir gan ddosio gormodol o ffosfforws.
Proffilio nitrogen amonia / nitrogen nitrad ar-lein: Aseswch bwynt cwblhau nitreiddiad a phriodoldeb y gymhareb ailgylchu fewnol trwy olrhain newidiadau mewn crynodiadau nitrogen amonia a nitrogen nitrad ar hyd y parth aerobig.
Archwiliad microsgopig o nodweddion llaid: Ymchwiliwch ar unwaith i ymyriadau posibl yn y ffynhonnell ffosfforws neu ddosio annigonol os bydd gronynnau ffloc yn dod yn iawn, bacteria ffilamentaidd yn lluosogi, neu ymchwydd bacteria nofio rhydd.
Paratoi cemegau brys wrth gefn: Cynnal cronfeydd wrth gefn digonol o asid ffosfforig, ffynonellau carbon (sodiwm asetad), a chyfryngau alcalinedd (alcali hylifol) i atal aflonyddwch yn y gadwyn gyflenwi.
Effaith Ionau Clorid ar y Paramedrau hyn:
I. Cydberthynas Graidd: Sut mae Ionau Clorid yn Achosi i Lefelau Nitrogen Amonia Gynyddu (Cwymp System Nitreiddio)
Dyma'r cyswllt mwyaf uniongyrchol a beirniadol. Mae lefelau Cyfanswm Nitrogen Uchel yn aml yn cynnwys cyfran sylweddol o nitrogen amonia. Gall crynodiadau uchel o ïonau clorid "ladd" yn union y micro-organebau sy'n gyfrifol am brosesu nitrogen amonia.
Sioc osmotig: Bacteria nitreiddio yw'r rhai cyntaf i gael eu dileu
Mae bacteria nitreiddio (yn enwedig amonia{0}}bacteria sy'n ocsideiddio) yn hynod sensitif i newidiadau mewn pwysedd osmotig-yn llawer mwy na'r bacteria heterotroffig sy'n diraddio COD. Pan fydd crynodiadau ïon clorid yn codi'n sydyn (ee, yn fwy na 5,000-10,000 mg/L), mae eu celloedd yn colli dŵr, gan achosi i weithgaredd metabolig ddod i ben neu hyd yn oed arwain at farwolaeth celloedd. Canlyniad uniongyrchol: Nitreiddiad yn y stondinau parth aerobig; ni ellir trosi nitrogen amonia yn nitraid a nitrad, gan achosi i lefelau amonia elifiant gynyddu. Byddwch yn arsylwi'r patrwm data hwn: amonia dylanwadol uchel, gydag amonia elifiant yn gollwng ar lefelau sydd bron yn union yr un fath â'r mewnlifiad.
Camfarn oherwydd ymyrraeth "ffug-COD": Fel y soniwyd eisoes, mae ïonau clorid yn ymyrryd â mesuriadau COD. Os yw'r "COD uchel" rydych chi'n sylwi arno yn rhith-sy'n golygu bod y COD gwirioneddol yn isel-a'ch bod yn cynyddu ailgylchrediad neu awyriad yn seiliedig ar y darlleniad ffug hwn, ni fyddwch ond yn gwaethygu ansefydlogrwydd y system. Serch hynny, mae lefelau clorid uchel yn atal bacteria nitreiddio yn annibynnol ar a yw'r darlleniad COD yn gywir.
II. Effaith Gronnol: Y "Troell Marwolaeth" a Achosir gan Amonia Uchel, Clorid Uchel, a Diffyg Ffosfforws
Synergedd rhwng gwenwyndra amonia a gwenwyndra halwynedd:
Mae crynodiadau uchel o nitrogen amonia (yn enwedig amonia rhydd, neu FA) yn eu hanfod yn atal micro-organebau. Ar yr un pryd, mae halltedd uchel (ïonau clorid) yn amharu ar y cydbwysedd rhwng y tu mewn a'r tu allan i'r gell. Mae'r straenwyr deuol hyn yn peryglu gweithgaredd microbaidd yn ddifrifol.
Pwynt allweddol: Rhaid i ficro-organebau dan straen ddefnyddio llawer iawn o egni (ATP) i gynnal cydbwysedd ïonig trwy bwmpio ïonau sodiwm a chlorid allan o'r gell. Mae'r broses ynni ddwys hon yn dibynnu'n fawr ar ffosfforws. Fodd bynnag, gan fod eich system yn ddiffygiol iawn o ran ffosfforws, nid oes gan y micro-organebau'r adnoddau i wrthsefyll gwenwyndra cyfun halltedd uchel ac amonia uchel, gan arwain at farwolaeth celloedd cyflymach ac awtolysis.
Mae dadelfennu llaid yn rhyddhau mwy o nitrogen amonia:
Pan fydd celloedd microbaidd yn marw ac yn rhwygo yn eu crynswth, mae cyfansoddion nitrogen organig mewngellol megis proteinau ac asidau niwclëig-yn cael eu rhyddhau i'r dŵr a'u trosi'n amonia nitrogen drwy amonia bacteria. Mae hyn yn creu cylch dieflig trychinebus:
Diffyg ffosfforws → Mae micro-organebau'n marw ac yn dadelfennu, yn methu â gwrthsefyll halltedd uchel/gwenwyndra amonia → Mwy o nitrogen amonia yn cael ei ryddhau → Gwenwyndra amonia yn dwysáu → Mwy o ficro-organebau'n marw.
Ar y cam hwn, efallai y gwelwch-hyd yn oed heb sioc amonia dylanwadol-bod y crynodiad amonia ar ddiwedd y tanc aerobig yn fwy na chrynodiad y mewnlif; gelwir y ffenomen hon yn rhyddhau amonia mewndarddol.
III. Datrys Problemau Proses: Canfod Problemau trwy Ddadansoddi Data Amonia
O ystyried y cefndir-clorid uchel, gall dangosyddion o wahanol ffurfiau nitrogen ddarparu cliwiau diagnostig clir. Amonia-nitrogen hynod o uchel; lefelau nitrogen-nitrad yn agos at sero
Ffenomen: Mae lefelau nitrogen amonia yn allfa'r tanc aerobig yn parhau i fod mor uchel â'r rhai yn y mewnlif, ond prin y gellir canfod nitrogen nitrad.
Diagnosis: Mae swyddogaeth nitreiddiad wedi'i golli'n llwyr. O ystyried y cefndir ïon clorid uchel, ataliad halwynedd yw'r prif ddrwgdybir.
Mesurau brys: Rhaid nodi ffynhonnell ïonau clorid a'u torri i ffwrdd ar unwaith. Mewn achosion o sioc dros dro (fel ymwthiad dŵr y môr), lleihau llif yr hylif a newid i "awyriad dolen gaeedig" (awyriad heb fewnlif) i ganiatáu ar gyfer gwanhau halltedd cyn ailddechrau gweithrediad arferol yn araf. Bydd addasiadau safonol-megis newid oedran slwtsh neu gynyddu dwyster awyru-yn gwbl aneffeithiol.
Amonia uchel-nitrogen a-nitrad uchel
Ffenomen: Mae nitreiddiad yn rhannol weithredol, ond mae trosi amonia yn anghyflawn.
Diagnosis: Gall crynodiad ïon clorid fod ar drothwy critigol (2,000-5,000 mg/L), gan atal y gyfradd nitreiddiad yn ddifrifol; fel arall, gall diffyg ffosfforws fod yn cyfyngu ar y boblogaeth o facteria nitreiddio. Mae angen dadansoddiad proffil hydredol i nodi lle mae lefelau amonia yn peidio â gostwng; dylid cyfuno hyn â data OUR (Cyfradd Derbyn Ocsigen) i asesu graddau'r ataliad.
Y "gwahaniaeth" rhwng cronni amonia a pH
Mae hwn yn signal rhybudd cynnar sy'n hawdd ei anwybyddu. Mae nitreiddiad yn-broses cynhyrchu asid (alcalinedd treuliadwy) sydd fel arfer yn achosi i pH ostwng. Os yw crynodiadau amonia yn parhau'n uchel trwy'r tanc aerobig tra bod y pH yn codi neu'n methu â gollwng, mae'n dangos bod nitreiddiad yn hynod o wan neu wedi dod i ben yn gyfan gwbl. Mae'r ffenomen hon yn rhybudd cynnar-yn darparu rhybudd ymlaen llaw yn amrywio o funudau i bron i awr-o gwymp system nitreiddiad sydd ar ddod, gan gynnig mwy o werth rhagfynegol na data amonia yn unig.
