Analyysi MBBR-prosessin jälkiasennuksen vaikutuksesta eteläisessä jätevedenpuhdistamossa
Kiinan kansantasavallan asunto- ja kaupunkikehityksen ministeriön lokakuussa 2023 julkaisema "2022 China Urban Construction Status Bulletin" osoittaa, että Kiinan jätevedenpuhdistamoiden käsittelykapasiteetti oli vuoden 2022 loppuun mennessä saavuttanut 216 miljoonaa m³/d, mikä on vuosi{5}}kasvua {{4.0}%:lla. Käsiteltyjen jätevesien kokonaismäärä on ollut kasvutrendissä 10 vuotta peräkkäin vuodesta 2013 lähtien. Kaupunkien nopeaan kehitykseen liittyy jätevesipäästöjen lisääntyminen, ja ristiriita jätevedenpuhdistamoiden laajentamiseen ja peruskorjaukseen tarvittavan maan ja kaupunkikehitysmaan välillä on korostumassa.
Olemassa olevien jätevedenpuhdistamoiden kapasiteetin laajentamiseksi tavanomaisessa aktiivilieteprosessissa käytetään yleensä laitoksen laajennusmenetelmää. Laajennusvolyymin kasvaessa maanhankintakustannukset nousevat vähitellen ja rakentamisaika pitenee. Käsittelykapasiteetin käytön syventäminen olemassa olevan jätevedenpuhdistamon sisällä on tällä hetkellä tehokas keino parantaa yhdyskuntajätevesien käsittelykapasiteettia entisestään ja lievittää kaupunkikehityksen ja maankäytön välistä ristiriitaa. Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) sai alkunsa Norjasta 1980-luvun lopulla. Se tehostaa toiminnallisten bakteerien rikastumista ja parantaa siten järjestelmän käsittelykapasiteettia lisäämällä suspendoituneita kantoaineita biologiseen säiliöön biofilmien muodostamiseksi. Sen ominaisuuden vuoksi, että se voidaan "ukittaa" alkuperäiseen biologiseen järjestelmään, sitä käytetään laajalti jätevedenpuhdistamoiden parantamiseen ja kunnostukseen, mikä parantaa kapasiteettia in{6}}situ ilman lisämaata. Lisäksi verrattuna muihin maata{8}säästäviä jälkiasennusprosesseihin, kuten Membrane Bioreactor (MBR) ja High Concentration Composite Powder Carrier Biological Fluidized Bed (HPB), MBBR-prosessi ei vaadi kantoaineiden säännöllistä vaihtoa tai täydentämistä, mikä tekee siitä taloudellisesti edullisemman.
Tässä artikkelissa on esimerkkinä Etelä-Kiinan jätevedenpuhdistamon kapasiteetin laajentamisen jälkiasennus MBBR-prosessilla. Siinä analysoidaan laitoksen toimintakykyä ennen ja jälkeen jälkiasennuksen, MBBR-vyöhykkeen nitrifikaatiokykyä ja mikrobiyhteisön rakennetta ja selventää MBBR-prosessin käytännön roolia kapasiteetin lisäämisessä in situ. Tavoitteena on tarjota referenssejä ja ehdotuksia vastaavien jätevedenpuhdistamoiden suunnitteluun ja käyttöön.
1 Hankkeen yleiskatsaus
Etelä-Kiinassa sijaitsevan jätevedenpuhdistamon suunniteltu kokonaiskäsittelykapasiteetti on 7,5×10⁴ m³/d, vaiheen I kapasiteetti 5×10⁴ m³/d ja vaiheen II kapasiteetti 2,5×10⁴ m³/d. Molemmissa vaiheissa käytettiin alun perin modifioitua Bardenpho-prosessia. Pääkäsittelykohteina ovat keräysalueen kotitalousjätevedet ja teollisuuspuiston osajätevedet. Jäteveden laadun on oltava A-luokan standardin mukainen, joka on määritelty "Yhdyskuntajätevedenpuhdistamoiden epäpuhtauksien päästöstandardissa" (GB 18918-2002). Kaupunkirakentamisen ja talouden nopean kehityksen myötä jätevesipäästöt ovat lisääntyneet ja projekti on toiminut täydellä kapasiteetilla tai yli. Vuonna 2021 hankkeen kapasiteettia oli viranomaisten vaatimuksesta lisättävä 2,5×10⁴ m³/d alkuperäisen mittakaavan perusteella, jolloin kokonaiskäsittelykapasiteetti saavutettiin 1×10⁵ m³/d. Jätevesistandardi pysyi luokan A GB 18918-2002. Suunniteltu tulo- ja jäteveden laatu on esitettyTaulukko 1.
Tätä hanketta ympäröivä alue on maatalousmaata, eikä alkuperäisellä tehdasalueella ollut riittävästi varattua maata laajentamista varten. Lisäksi vaiheen II alkurakentamisen aikana esikäsittelyyksiköt rakennettiin jo 5×10⁴ m³/d:n kapasiteetin mukaan. Siksi tämän jälkiasennusprojektin tavoitteena oli hyödyntää täysimääräisesti olemassa olevien biologisten säiliöiden käsittelypotentiaalia ja minimoida maankäyttö biologisten säiliöiden muokkaamista varten. MBBR-prosessia käytetään laajalti jätevedenpuhdistamoiden in situ kapasiteetin laajentamiseen ja kunnostukseen sen "sulautetun" ominaisuuden vuoksi. Esimerkiksi Pohjois-Kiinassa sijaitseva jätevedenpuhdistamo käytti MBBR-prosessia kapasiteetin lisäämiseen, maksimoimalla olemassa olevien säiliötilavuuksien ja prosessivirtauksen käytön, jolloin saavutettiin 20 %:n in{8}}in situ -kapasiteetin laajennus ja jätevesi täyttää vakaasti A-luokan standardit. Toinen Guangdongin tehdas käytti MBBR-prosessia biologisen käsittelyn tehokkuuden parantamiseen in situ, jolloin saavutettiin hyvä vaikutus 50 %:n in{12}}in situ -kapasiteetin laajennuksella ja jätevedellä, joka oli vakaasti parempi kuin poistostandardi. Ottaen huomioon jätevedenpuhdistamon todelliset tarpeet ja arvioimalla kattavasti tekijät, kuten maankäyttö ja käyttö, valittiin MBBR-prosessi lopulta tämän kapasiteetin laajennuksen jälkiasennuksen käsittelyprosessiksi.
2 Prosessin suunnittelu
2.1 Prosessin kulku
Tämän kapasiteetin laajentamisen jälkiasennuksen ydin oli parantaa biologisten säiliöiden käsittelykapasiteettia paikan päällä MBBR:n avulla varmistaen vakaan jätevesistandardien noudattamisen huolimatta 100 % virtaaman kasvusta. Koska alkuperäiset esikäsittely- ja edistyneet käsittelyyksiköt rakennettiin jo kapasiteettiin 5×10⁴ m³/d, tässä jälkiasennuksessa keskityttiin olemassa olevien tilojen uudelleenkäyttöön. Ydinmuutos oli biologiset säiliöt sekä uuden sekundaarisen sedimentaatiosäiliön rakentaminen, joka vastaa käsittelytarpeen virtauksen kasvun jälkeen. Prosessikulku jälkiasennuksen jälkeen näkyy kuvassaKuva 1. Influentti esikäsitellään karkeiden/hienojen seulojen ja hiekkakammion läpi, minkä jälkeen se menee modifioituun Bardenpho-MBBR-säiliöön hiilen, typen, fosforin ja muiden epäpuhtauksien poistamiseksi. Biologisten säiliöiden jätevesi kulkee sedimentaatiosäiliöiden ja tehokkaan-selkeyttimen läpi varmistaakseen vakaan SS- ja TP-standardien noudattamisen. Desinfioinnin jälkeen lopullinen jätevesi johdetaan vastaanottavaan jokeen ekologista veden täydentämistä varten.
2.2 Biologisen säiliön jälkiasennus
Biologisen säiliön jälkiasennussuunnitelma on esitetty kohdassaKuva 2. Samalla kun käsittelyvirtaus kaksinkertaistui, alkuperäisten anaerobisten ja hapettomien vyöhykkeiden tilavuudet pysyivät muuttumattomina . 20% alkuperäisen aerobisen vyöhykkeen tilavuudesta jaettiin ylimääräisen hapettoman vyöhykkeen luomiseksi, mikä laajensi hapettomien vyöhykkeiden kokonaistilavuutta vastaamaan denitrifikaatiotarpeita. Suspendoituja kantoaineita lisättiin aerobisen vyöhykkeen jäljellä olevaan tilavuuteen aerobisen MBBR-vyöhykkeen muodostamiseksi. Tukevat tulo-/poistoseulontajärjestelmät ja MBBR--kohtaiset sekoittimet asennettiin. Alkuperäinen ketjuilmastusjärjestelmä korvattiin pohjarei'itetyllä ilmastusjärjestelmällä, jotta varmistettiin ripustettujen kantajien hyvä leijutus ja estetään niiden häviäminen vesivirran mukana. Jälkiasennuksen jälkeen biologisten säiliöiden kokonaishydraulinen retentioaika (HRT) on 8,82 tuntia, anaerobisen vyöhykkeen HRT on 1,13 tuntia, anoksisen alueen HRT 3,05 tuntia ja aerobisen alueen HRT 4,64 tuntia. Koko järjestelmän sisäinen kierrätyssuhde on 150 % ja lietteen ikä on 16 päivää.
Regarding equipment, 4 sets of submersible mixers were added to the anoxic zone (Power P = 4 kW, Impeller Diameter D = 620 mm). SPR-III type suspended carriers were added to the aerobic MBBR zone, with a diameter of (25.0 ± 0.5) mm, height of (10.0 ± 1.0) mm, effective specific surface area >800 m²/m³ ja tiheys 0,94 ~ 0,97 g/cm³. Tiheys lähestyy veden tiheyttä biokalvon kiinnittymisen jälkeen, mikä on alan standardin "High-density Polyethylene Suspended Carrier Fillers for Water Treatment" (CJ/T 461-2014) mukainen. Täyttöaste on 45 %. Lisättiin kaksi sarjaa ripustettuja kantoainesekoittimia (P=5.5 kW). Lisättiin 22 sarjaa nostettavia ilmastusjärjestelmiä, 4 sarjaa kiinteitä ilmastusjärjestelmiä ja 45 sarjaa hienokuplailmastinta. Kaksi sisäistä kierrätyspumppua vaihdettiin (virtaus Q=1600 m³/h, nostokorkeus H=0.60 m, P=7.5 kW).
2.3 Uuden toissijaisen sedimentaatiosäiliön rakentaminen
Virtauksen lisääntymisen vuoksi nykyiset sekundäärisedimentointisäiliöt eivät pystyneet täyttämään jätevesivaatimuksia. Lisätyn käsittelykapasiteetin tukemiseksi tarvittiin uusi toissijainen sedimentaatiosäiliö. Uusi säiliö on yhdenmukainen alkuperäisten kanssa käyttämällä suorakaiteen muotoista vaakavirtaustyyppiä. Säiliön tehollinen tilavuus on 4900 m³, HRT:llä=7 h. Lisättiin yksi pumppu-tyyppinen lietteen kaavin (käyttönopeus V=0.8 m/min). Lisättiin kuusi upotettavaa aksiaalivirtauspumppua (ulkoiset kierrätyspumput) (Q=180 m³/h, H=4 m, P=5.5 kW). Lisättiin kaksi jätelietepumppua (Q=105 m³/h, H=11 m, P=7.5 kW).
3 MBBR:n jälkiasennusvaikutuksen analyysi
Käyttökykyä ennen ja jälkeen vaiheen II jälkiasennuksen, samanaikainen toiminnan suorituskyky vaiheissa I ja vaihe II, veden laadun muutokset prosessin varrella vaiheessa II sekä biokalvon ja suspendoituneen lietteen vaiheiden nitrifikaatiokyky vaiheessa II analysoitiin MBBR-jälkiasennuksen tehostamisvaikutuksen arvioimiseksi järjestelmän käsittelykapasiteettiin.
3.1 Toiminnan suorituskyvyn vertailu
Vaihe II toimi jo ennen jälkiasennusta suunnitellun virtauksen yläpuolella, todellisen keskimääräisen virtauksen ollessa (3,02 ± 0,46) × 10⁴ m³/d. Jälkiasennuksen jälkeen virtaus kasvoi edelleen arvoon (5,31 ± 0,76) × 10⁴ m³/d, mikä on noin 76 %:n todellinen lisäys. Suurin käyttövirtaus saavutti 7,61 × 10⁴ m³/d, 1,52 kertaa suunnitteluarvo. Tulo- ja jätevesien laatu ennen ja jälkeen jälkiasennuksen on esitetty kuvassaTaulukko 2jaKuva 3. Mitä tulee sisääntulokuormitukseen, jälkiasennuksen jälkeen ammoniakkityppi (NH₃-N), kokonaistyppi (TN), COD- ja TP-kuormitukset nousivat 1,61-, 1,66-, 1,60- ja 1,53-kertaisiksi jälkiasennusta edeltäviin tasoihin verrattuna. Todellisen tulo-/jäteveden laadun suhteen tuloveden NH₃-N ja TN ennen/jälkeen jälkiasennuksen olivat (22,15±3,73)/(20,17±4,74) mg/L ja (26,28±4,07)/(23,19±3,66) mg/l. Jäteveden NH₃-N ja TN ennen/jälkeen jälkiasennuksen olivat (0,16±0,14)/(0,14±0,08) mg/l ja (8,62±1,79)/(7,01±1,76) mg/l, keskimääräiset poistonopeudet 99,28 %/ 67,20 %/69,77 %. Huolimatta merkittävästä virtauksen ja tulokuormituksen kasvusta jälkiasennuksen jälkeen, jätevesien laatu oli silti parempi kuin ennen jälkiasennusta. Lisääntynyt hapettomien vyöhykkeiden tilavuus varmisti hyvän TN:n poiston, ja jäteveden TN väheni entisestään jälkiasennuksen jälkeen. Aerobinen vyöhyke paransi merkittävästi nitrifikaatiokykyä suspendoituneen kantajabiofilmin avulla. Vaikka aerobisen vyöhykkeen tilavuus pieneni 20 % verrattuna jälkiasennukseen ja virtaus ja sisäänvirtaus lisääntyivät merkittävästi, NH₃-N:n erittäin tehokas poisto säilyi. Influente COD ja TP ennen/jälkeen jälkiasennuksen olivat (106,82±34,37)/(100,52±25,93) mg/l ja (2,16±0,54)/(1,96±0,49) mg/l, vastaavasti. Jäteveden COD ja TP ennen/jälkeen jälkiasennuksen olivat (10,76±2,04)/(11,15±3,65) mg/L ja (0,14±0,07)/(0,17±0,05) mg/L, keskimääräisten poistomäärien ollessa vastaavasti 89,93 %/93,52 % ja.9 %/9,8,1 % ja. Jälkiasennuksen jälkeen jätevesien laatu pysyi vakaasti suunnittelun poistostandardia parempana.
Toimintatiedot marraskuusta seuraavan vuoden tammikuuhun (-jälkiasennuksen jälkeinen) valittiin edelleen vertaamaan vaiheiden I ja II suorituskykyä matalissa-lämpötiloissa (minimilämpötila 12 astetta). Tulo- ja jätevesien epäpuhtauspitoisuudet molemmille vaiheille on esitettyKuva 4. Talven alhaisissa lämpötiloissa molempien prosessien jätevedet olivat vakaasti parempia kuin suunniteltu tyhjennysstandardi. Erityisesti NH₃-N:n poistoon, joka on herkkä alhaisille lämpötiloille, sisäänvirtaavan NH₃-N-pitoisuuden ollessa (18,98±4,57) mg/L, faasin I jäteveden NH₃-N oli (0,27±0,17) II,0 ±5 mg/L (0,27±0,17) ± 0,0 mg/L. mg/L, molemmat osoittavat hyvää kestävyyttä alhaisissa lämpötiloissa. Erityisesti vaiheen II MBBR-jälkiasennuksen jälkeen aerobisen alueen HRT oli vain 66,07 % vaiheen I tasosta, mikä saavutti merkittävän parannuksen nitrifikaatiossa.
3.2 MBBR-alueen suorituskykyanalyysi
Kunkin toimintavyöhykkeen todellisen vaikutuksen määrittämiseksi edelleen otettiin vesinäytteet kunkin toiminnallisen vyöhykkeen päästä vaiheissa I ja vaiheissa II rinnakkaismittauksia varten. Tulokset näkyvät kohdassaKuva 5. Tulovesien NH₃-N-pitoisuudet olivat 18,85 mg/L ja 18,65 mg/L ja jäteveden NH₃-N-pitoisuudet olivat 0,35 mg/L ja 0,21 mg/L, NH₃-N-poistonopeudet 98,8 % ja 7,8 %. Typpiprofiilin muutoksista NH₃-N:n poisto vaiheessa II tapahtui pääasiassa aerobisella MBBR-vyöhykkeellä. NH₃-N-pitoisuus MBBR-vyöhykkeen jätevedessä oli 0,31 mg/L, mikä vaikutti 99,46 % NH₃-N:n kokonaispoistoon, mikä on jo parempi kuin suunnittelun poistostandardi. Seuraava aerobinen aktiivilietevyöhyke palveli suojelevaa roolia. Lisäksi jätevedenpuhdistamoissa, joissa käytetään MBBR:tä aerobisella vyöhykkeellä, on tavallisesti samanaikainen nitrifikaatio ja denitrifikaatio (SND). Tässä projektissa ei kuitenkaan havaittu epäorgaanisen typen (TIN) poistumista aerobisella MBBR-vyöhykkeellä, mikä saattaa johtua suhteellisen alhaisesta sisäänvirtaavan substraattipitoisuudesta tässä projektissa.
Suspendoituneiden kantajien lisäämisen vaikutuksen tutkimiseksi järjestelmän nitrifikaatiosuorituskykyyn otettiin supernatantti faasin I hapettomasta vyöhykkeestä. Nitrifikaatiotestit suoritettiin faasin I puhtaalla lieteellä, faasin II puhtaalla lietteellä, faasin II puhtaalla biofilmillä ja faasin II yhdistetyllä biokalvo{1}}lietejärjestelmällä. Varsinaisen projektin mukaisissa olosuhteissa (kantoaineen täyttösuhde, lietteen pitoisuus, veden lämpötila), kun DO on säädetty arvoon 6 mg/L optimaalisen nitrifikaation määrittämiseksi. Tulokset näkyvät kohdassaTaulukko 3. Vaiheen I puhtaan lietteen, faasin II puhtaan lietteen, faasin II puhtaan biokalvon ja faasin II yhdistetyn biokalvo{1}}lietejärjestelmän nitrifikaationopeudet olivat 0,104, 0,107, 0,158 ja 0,267 kg/(m³·d). Ripustettujen kantajien lisääminen paransi järjestelmän nitrifikaatiokykyä. Vaiheen II yhdistetyn biofilmi{8}-lietejärjestelmän nitrifikaationopeus oli 2,57 kertaa korkeampi kuin vaiheen I puhtaan aktiivilietejärjestelmän. Lisäksi puhdas biofilmikuorma oli jo korkeampi kuin aktiivilietekuorma, mikä paransi merkittävästi järjestelmän iskunkestoa. Vaiheen II yhdistetyssä järjestelmässä biofilmi vaikutti 59,92 % nitrifikaatioon, ja sillä oli hallitseva asema.
3.3 Jälkiasennuksen rationaalisuusanalyysi
Yhdistetyn biofilmi-sludge MBBR -prosessin rationaalisuuden analysoimiseksi tässä jälkiasennuksessa suoritettiin laskelmia kantoaineen lisäyksen vaikutuksesta, järjestelmän iskukuormituksen kestävyydestä sekä virtauksen kasvun ja kantoaineen lisäämisen välisestä korrelaatiosta. Jos tämän projektin vaihetta II ei olisi jälkiasennettu ja siinä olisi käytetty perinteistä aktiivilieteprosessia, joka perustuu suunniteltuun tulo-/jätevesien NH₃-N ja I vaiheen aktiivilietteen optimaaliseen tilavuusnitrifikaationopeuteen (DO=6 mg/L), laskennallinen jäteveden pitoisuus olisi-N₃ -5 mg/{4}}N₃. täyttävät jätevesistandardin. Jos lasketaan vaiheen II yhdistetyn järjestelmän testistä saadun optimaalisen nitrifikaationopeuden perusteella, faasi II voi sietää suunnitellulla sisäänvirtausvirralla maksimitulon NH₃-N-pitoisuutta jopa 55 mg/l, mikä on 2,20 kertaa suunnitteluarvo, mikä parantaa merkittävästi järjestelmän iskukuormituksen kestävyyttä. Siksi MBBR:n käyttö tähän jälkiasennukseen on järkevää ja varmistaa tehokkaasti jätevesistandardien vakaan noudattamisen. Jos I-vaiheeseen myös jälkiasennettaisiin MBBR-prosessi, joka perustuu suunniteltuihin tulo-/jätevesien epäpuhtauspitoisuuksiin, puhdistusvirtausta voitaisiin lisätä yli 1-kertaiseksi, mikä antaisi jätevedenpuhdistamille mahdollisuuden mukautua nopeaan kaupunkikehitykseen ja saavuttaa sujuvat päivitykset.
4 Biofilmin kiinnittymisen tila ja mikrobianalyysi
Tämän projektin ripustettujen kannattimien biofilmin kiinnitys on esitetty kuvassaKuva 6. Biofilmi pinnoitti tasaisesti kantoaineiden sisäpinnan ja oli tiivistä ilman flokkuloivaa materiaalia kantajahuokosissa. Keskimääräinen paksuus oli (345,78 ± 74,82) μm. Keskimääräinen biofilmin biomassa oli (18,87 ± 0,93) g/m², haihtuvien kiintoaineiden (VSS)/SS-suhde oli vakaa 0,68 ± 0,02 ja keskimääräinen VSS oli (12,77 ± 0,61) g/m².
Jotta MBBR-jälkiasennuksen tehostava vaikutus järjestelmän käsittelykapasiteettiin voitaisiin tutkia tarkemmin mikroskooppisesta näkökulmasta, otettiin näytteitä faasin I aktiivilieteestä, faasin II aktiivilieteestä ja biofilmistä 16S-amplikonin korkean suorituskyvyn{1}}sekvensointia varten. Mikro-organismien suhteellinen runsaus suvun tasolla järjestelmässä on esitetty kuvassaKuva 7.
Suspendoituneen kantajabiofilmin hallitsevat nitrifioivat suvut olivat Nitrospira ja Nitrosomonas, joiden suhteellinen runsaus oli 7,98 % ja 1,01 %. Sitä vastoin sekä faasin I että faasin II aktiivilietteen hallitseva nitrifikaatiosuku oli Nitrospira, jonka suhteellinen runsaus oli 1,05 % ja 1,27 %. Nitrospira on yleisin nitrifikoiva suku jätevedenpuhdistamoissa. Monilla sen lajeilla on todistettu olevan täydellinen ammoniakin hapetuskyky (comammox), mikä tarkoittaa, että yksi mikro-organismi voi suorittaa prosessin ammoniakista nitraatiksi. MBBR-prosessi biofilmin muodossa rikasti tehokkaasti Nitrospiraa suhteellisella määrällä 7,58 kertaa aktiivilieteeseen verrattuna, mikä tarjosi mikroskooppisen perustan järjestelmän nitrifikaatiosuorituskyvyn parantamiselle. Voidaan myös havaita, että nitrifioivien bakteerien suhteellinen runsaus biokalvon kanssa samasta systeemistä peräisin olevassa aktiivilieteessä (faasi II) oli hieman suurempi kuin faasin I puhtaassa aktiivilietejärjestelmässä. Tämä voi johtua siitä, että suspendoituneista kantoaineista vapautuva biofilmi inokuloi aktiivilietettä dynaamisen uusiutumisen aikana, mikä lisäsi nitrifioivien bakteerien suhteellista määrää lietteessä.
Molemmissa järjestelmissä vallitsevat denitrifioivat suvut rikastuivat pääasiassa aktiivilieteellä ja olivat koostumukseltaan suhteellisen samankaltaisia, mukaan lukien Terrimonas, Flavobacterium, Dechloromonas, Hyphomicrobium jne. Denitrifikaatiosukujen suhteellinen määrä faasissa I oli 8,76 % ja faasi II 7,52 %. Toiminnallisesta näkökulmasta denitrifikaation lisäksi jotkin Terrimonas-lajit voivat hajottaa antraseenin kaltaisia aineita; Flavobakteeri voi hajottaa biohajoavia muoveja (esim. PHBV); Hyphomicrobium voi hyödyntää erilaisia myrkyllisiä ja vaikeasti -hajoavia-orgaanisia yhdisteitä denitrifikaatioon, kuten dikloorimetaania, dimetyylisulfidia, metanolia jne. Tämän projektin virtaus sisältää jonkin verran teollisuusjätevettä, mikä johtaa toiminnallisten mikrobiyhteisöjen erikoistumiseen pitkällä aikavälillä{10}}. Vaikka tämä projekti ei osoittanut merkittäviä makroskooppisia SND-vaikutuksia, suspendoituneesta kantajabiofilmistä löydettiin silti joitakin denitrifioivia funktionaalisia ryhmiä, mukaan lukien Hyphomicrobium, Dechloromonas, Terrimonas ja OLB13, joiden kokonaisosuus oli 2,78 %. Tämä osoittaa, että kun biokalvo saavuttaa tietyn paksuuden, sisälle muodostuneet anoksiset/anaerobiset mikroympäristöt voivat tarjota olosuhteet denitrifioivien bakteerien rikastumiselle, mikä tarjoaa myös mahdollisuuden SND:n esiintymiseen aerobisella MBBR-vyöhykkeellä. Lisäksi Proteiniclasticum havaittiin sekä faasin I että faasin II lietteessä suhteellisella runsaudella 1,09 % ja 1,18 %. Tällä suvulla on hyvät ominaisuudet hajottaa ja muuttaa proteiinipitoisia aineita. Sen rikastuminen voi liittyä lukuisten maitotuoteyritysten läsnäoloon tämän hankkeen keräysalueella.
Erityisesti Candidatus Microthrixin suhteellinen runsaus faasin I aktiivilieteessä oli 3,72 %. Se on aktiivilietteen yleinen rihmabakteeri, joka liittyy usein lietteen bulkkiin. Sen suhteellinen runsaus faasin II lietteessä oli kuitenkin vain 0,57 % ja biofilmissä 1,03 %. MBBR-prosessilla jälkiasennuksen jälkeen suspendoituneiden kantajien leijutus vaikuttaa rihmamaisiin bakteereihin, mikä vähentää aktiivilietteen rihmamaisen bulkkistumisen todennäköisyyttä.
5 Taloudellinen analyysi
Sähkönkulutus kuutiometriä kohden ennen jälkiasennusta oli 0,227 kWh/m³ ja sen jälkeen 0,242 kWh/m³. Sähkön hinnalla 0,66 RMB/(kWh) käyttösähkön kustannukset olivat 0,150 RMB/m³ ja 0,160 RMB/m³. Sähkönkulutuksen kasvu johtui pääosin uudesta hapettomien vyöhykkeiden sekoituksesta ja lisäsähkölaitteista uudesta sekundäärisedimentointisäiliöstä. Tässä hankkeessa käytetyt fosforinpoistokemikaalit ovat polyferrikloridi (PFC) ja polyakryyliamidi (PAM). Annostus pysyi samana ennen ja jälkeen jälkiasennuksen: PFC-annos 2,21 t/d, hinta 0,014 RMB/m³; PAM-annos 17,081 kg/pv, hinta 0,0028 RMB/m³. Tässä hankkeessa hyödynnetään täysin denitrifikaation raakainfluenssassa olevaa hiililähdettä. Ulkoista orgaanista hiilen lähdettä ei lisätty ennen jälkiasennusta tai sen jälkeen. Suorat sähkö- ja kemikaalikustannukset kuutiometriä kohden ennen jälkiasennusta ja sen jälkeen olivat 0,167 RMB/m³ ja 0,177 RMB/m³.
6 Johtopäätökset ja näkymät
(1) Eteläisen jätevedenpuhdistamon II vaiheessa käytettiin MBBR-prosessia kapasiteetin laajentamiseen jälkiasennukseen, jolla puututtiin esimerkiksi maapulaan. Jälkiasennuksen jälkeen käsittelyvirtaus kasvoi (3,02 ± 0,46) × 10⁴ m3/d arvoon (5,31 ± 0,76) × 10 4 m³/d, mikä saavutti 76 %:n in -in situ kapasiteetin laajennuksen. Suurin käyttövirtaus saavutti 1,52 kertaa suunnitteluarvon, ja jätevesi oli vakaasti suunniteltua poistovirtausstandardia parempi.
(2) Upottamalla MBBR-prosessi biologiseen vaiheeseen saavutettiin erittäin tehokas ja vakaa NH₃-N:n poisto talven alhaisessa-lämpötilassa, vaikka aerobinen HRT oli vain 66,07 % aktiivilieteprosessin tasosta. MBBR-vyöhyke vaikutti 99,46 % NH₃-N:n poistoon. Jos vaihetta II ei olisi jälkiasennettu samalla virtauksella ja veden laadulla, jäteveden NH₃-N olisi saavuttanut arvon 5,55 mg/L. Siksi MBBR:n käyttö tähän jälkiasennukseen oli välttämätöntä ja järkevää.
(3) Suspendoitu kantajabiofilmi tehosti Nitrospira-nitrifikaatiosuvun rikastusvaikutusta. Sen suhteellinen runsaus biofilmissä oli 7,58 kertaa aktiivilieteeseen verrattuna, mikä tarjoaa mikroskooppisen perustan järjestelmän nitrifikaatiosuorituskyvyn parantamiselle. Lisäksi denitrifioivien sukujen rikastaminen biofilmissä tarjoaa mahdollisuuden SND:n esiintymiseen.
Tässä projektissa käytettiin yhdistettyä biofilmi{0}}lieteprosessia in-kapasiteetin lisäämiseen. Todellista toimintaa rajoittaa kuitenkin edelleen aktiivilietteen retentio ja talteenotto, mikä estää käsittelykapasiteetin lisäämisen. Tällä hetkellä varsinaisissa projekteissa on sovellettu puhtaita biofilmiprosesseja, jolloin aktiiviliete on hylätty kokonaan ja biofilmin korkeat kuormitusominaisuudet hyödynnetään tehokkaaseen epäpuhtauksien poistoon, jota aktiivilietteen rajoitukset eivät rajoita. Tämä tarjoaa uuden ratkaisun jätevedenpuhdistamoiden uudisrakentamiseen, peruskorjaukseen tai laajentamiseen.