ما هي عملية ao ؟

الـ Ao (عملية لاهوائية-أنوكسيك-أوكسيك) هي تقنية معالجة بيولوجية متقدمة تستخدم على نطاق واسع في محطات معالجة مياه الصرف الصحي ، في المقام الأول لإزالة المواد العضوية والمواد الغذائية مثل النيتروجين والفوسفور من مياه الصرف الصحي. تصل كفاءة العلاج بشكل عام: BOD₅ و SS at ، إجمالي النيتروجين فوق 70% ، والفوسفور حوالي 90%.

• تشير اللاهوائية إلى الظروف الخالية من الأكسجين بدقة ، بما في ذلك المواد المؤكسدة (DO> 0.2 mg/L) ؛
• يشير الأنوكسيك إلى نقص الأكسجين الجزيئي ، ولكن قد تكون المواد المؤكسدة موجودة (DO ≤ 0.5 ملغم/لتر) ؛
• تشير الهوائية إلى الأكسجين الكافي المتاح للكائنات الدقيقة الهوائية ، (DO ، 2-4 ملغ/لتر).

أولاً ، تدخل مياه الصرف الصحي المنطقة اللاهوائية من خزان الترسيب الأساسي ، حيث تمتزج بالكامل مع حمأة الإرجاع. بعد فترة معينة (1–2 h) من التحلل اللاهوائي ، تتم إزالة جزء من الجسم. من خلال عملية نزع النتروجين ، يتم تحويل بعض المركبات التي تحتوي على النيتروجين إلى N₂ وأفرج عنه. الكائنات الدقيقة التي تتراكم بالفوسفات (مثل الكائنات الحية التي تتراكم بالفوسفات) في الحمأة المرتجعة يطلق الفوسفور لتلبية متطلبات الفوسفور للبكتيريا.

ثم تتدفق مياه الصرف الصحي إلى الخزان الأوكسيكي ، حيث تستخدم البكتيريا المنزوعة من النتروجيات المواد العضوية غير المتحللة المحتوية على الكربون في مياه الصرف الصحي كمصدر للتقليل من عدم وجود أي نوع من الكربون₂^- و لا₃^-، التي يتم إرجاعها من الخزان الهوائي من خلال الدورة الداخلية ، إلى N₂ ثم تحريرها.

بعد ذلك ، تتدفق مياه الصرف الصحي إلى الخزان الهوائي ، حيث NH₄-N في الماء يخضع النترجة لتشكيل النتريت والنترات. وفي الوقت نفسه ، تتأكسد المادة العضوية في الماء وتتحلل لتوفير الطاقة للكائنات الدقيقة المتراكمة للفوسفور. تمتص هذه الكائنات الدقيقة الفوسفور من الماء ، الذي يدخل هيكلها الخلوي ويتراكم داخلها. بعد الترسيب والفصل ، يتم تفريغ الحمأة الغنية بالفوسفور من النظام.

تشمل عملية AAO الشاملة أربعة أجزاء: المعالجة الأولية الأولية ، والمعالجة البيولوجية الثانوية ، والمعالجة المتقدمة الثلاثية ، والمعالجة بالحمأة. الهياكل المحددة هي كما يلي:

• المعالجة الأولية
  • خزان الترسيب الأولي: يقوم خزان الترسيب الأولي بفصل المواد الصلبة والسائلة لإزالة الجسيمات الصلبة الكبيرة المعلقة من مياه الصرف الصحي ، وتقليل الحمل العضوي على المعالجة البيولوجية ، وتعزيز نشاط الكائنات الدقيقة في الحمأة المنشطة.
• المعالجة البيولوجية الثانوية
  • نظام ao: يزيل بشكل أساسي النيتروجين والفوسفور والملوثات العضوية في الحالات الغروية والمذابة من مياه الصرف الصحي.
  • خزان الترسيب الثانوي: يفصل الحمأة ، ويوضّح ويركّز الخمور المختلطة ، ويعيد تدوير الحمأة المنشطة.
• العلاج العالي المتقدم
  • خزان التطهير: تتدفق النفايات السائلة من خزان الترسيب الثانوي إلى خزان التطهير للتطهير ، مما يضمن أن جودة النفايات السائلة تلبي المعايير الصحية للتفريغ المتوافق.
• معالجة الحمأة
  • خزان تخزين الحمأة: يتم نقل الحمأة التي يتم تفريغها من خزان الترسيب الثانوي دوريًا إلى خزان تخزين الحمأة لتركيز الحمأة والهضم الهوائي.
  • مكبس الترشيح: يتم استخدام مكبس فلتر الحمأة لفصل المياه بشكل فعال عن المواد الصلبة في الحمأة ، مما يقلل من حجم الحمأة.

عملية AAO هي طريقة معالجة بيولوجية شائعة الاستخدام في معالجة مياه الصرف الصحي ، في المقام الأول لإزالة النيتروجين والفوسفور في وقت واحد من الماء.

إزالة النتروجين:

يشير إزالة النيتروجين البيولوجي إلى العملية التي يتم فيها تحويل النيتروجين العضوي والنيتروجين والأمونيا في مياه الصرف الصحي إلى غاز النيتروجين من خلال الأمونيوم والنترجة وإزالة النتروجين تحت الإجراء المشترك للكائنات الحية الدقيقة.

• الأمونيوم: يتم تحويل المواد العضوية المحتوية على النيتروجين إلى NH₄⁺ تحت تأثير البكتيريا ammonifying.
• النترتة: في ظل الظروف الهوائية ، تستخدم الكائنات الدقيقة ذاتية التغذية النيتروجين غير العضوي كمصدر للنيتروجين لتحويل NH₄⁺ في لا₂^_، الذي يتأكسد بعد ذلك إلى لا₃^_.
• عملية نزع النتروجين: تحت ظروف الأكسجين ، تقلل البكتيريا النتروجينية النيتروجين والنترات إلى النيتروجين الغازي (N₂).

عملية الأمونيوم

النترجة وعملية نزع النتروجين

مبدأ إزالة الفوسفور

تستخدم إزالة الفوسفور البيولوجي الكائنات الحية المتراكمة للفوسفات (PAOs) التي تطلق الفوسفور في الظروف اللاهوائية وتمتص الفوسفور الزائد عن احتياجاتها الفسيولوجية في الظروف الهوائية. يتم تخزين الفوسفور في الخلايا في شكل بوليمر ، وتشكيل حمأة عالية الفوسفور ، والتي يتم إزالتها بعد ذلك من النظام ، وتحقيق إزالة الفوسفور من مياه الصرف الصحي.

• ما هي حمأة الإرجاع ؟

  الحمأة المرتجعة هي نوع من الحمأة المنشطة التي يتم فصلها عن الترسيب الثانوي (أو منطقة الترسيب) وإعادتها إلى الخزان اللاهوائي.

• لماذا تعد إعادة الحمأة ضرورية ؟

  في نظام كيميائي حيوي طبيعي ، من الضروري ضمان استقرار حجم الحمأة للحفاظ على التشغيل الطبيعي للنظام. معدل تكاثر البكتيريا في النظام أقل بكثير من كمية مياه الصرف الصحي التي تمت إزالتها ، وذلك لضمان استقرار النظام الكيميائي الحيوي ، يجب إرجاع الحمأة.

• كيف يتم تحديد مقدار حمأة الإرجاع ؟

  لتحديد كمية حمأة الإرجاع ، يجب أولاً تحديد نسبة إعادة تدوير الحمأة. نسبة إعادة تدوير الحمأة هي نسبة معدل تدفق الحمأة المرتجعة في خزان الحمأة إلى معدل التدفق المتدفق. هناك طريقتان لحساب ذلك ، كما هو موضح أدناه:

  
  • R: نسبة إعادة تدوير الحمأة ، % ؛
  • X_ص: تركيز الحمأة المرتجعة ، ملغم/لتر.
  • X: تركيز الحمأة المنشطة في خزان التهوية السائل المختلط ، ملغم/لتر ؛
  
  • Age التركيز في مخلفات خزان الترسيب الثانوي (معبراً عنه كنسبة مئوية)
  • يمكن تحديد كمية حمأة الإرجاع بناءً على معدل التدفق المتدفق ونسبة إعادة تدوير الحمأة. الصيغة هي:
  
  • Q_ص—— حجم حمأة الإرجاع ، م³/ح
  • R——A نسبة إعادة تدوير الحمأة ، % ؛
  • Q——1 معدل تدفق مياه الصرف الصحي ، م³/ح.

  على سبيل المثال ، إذا كان معدل تدفق مياه الصرف الصحي هو 300 متر³/ساعة ويتم حساب نسبة إعادة تدوير الحمأة لتكون 70% ، ثم حجم الحمأة المرتجعة: 300×70% = 210 م ³/ح

• ما هو إعادة تدوير النترات ؟

  يشير إعادة تدوير النترات إلى عملية إعادة الخمور المختلطة من الخزان الهوائي إلى خزان أنوكسيك لزيادة تركيز نيتروجين النترات في خزان أنوكسيك ، وبالتالي تعزيز رد فعل نزع النتروجين. لديها علاقة ضئيلة لإزالة الفوسفور.

• ما تأثير نسبة إعادة تدوير النترات على ao ؟

  نسبة إعادة تدوير النترات تشير إلى نسبة معدل تدفق إعادة تدوير الخمور المختلط إلى معدل التدفق المؤثر ، وعادة ما يشار إليها باسم r. نسبة إعادة تدوير النترات r تحدد مباشرة كفاءة إزالة النتروجين. بالنسبة لنظام إزالة النيتروجين البيولوجي ، توجد نسبة إعادة تدوير داخلية مثالية يتم عندها زيادة كفاءة إزالة النتروجين.

  بافتراض أن كفاءة النترجة البيولوجية وكفاءة إزالة النتروجين هي 100% ، مما يعني أن كل TKN يتم نترته إلى نيتروجين النترات ، وجميع النيتروجين المعاد تدويره إلى منطقة أنوكسيك يتم تجريده إلى N₂كفاءة إزالة النتروجين EDN في هذه المرحلة هي:

  
  • R—نسبة إعادة تدوير الحمأة ، % ؛
  • نسبة إعادة تدوير النترات r—، %.

  على سبيل المثال: إذا كانت نسبة إعادة تدوير الحمأة هي 70% ونسبة إعادة تدوير النترات هي 400% ، فإن كفاءة إزالة الأمونيا هي: (400% + 70%)(1 + 400% + 70%)= 82.5%

• F/M (الحمل العضوي للحمأة) و SRT (وقت الاحتفاظ بالحمأة)

  عملية ao هي عملية مرنة يمكن أن تركز على إزالة النتروجين ، أو إزالة الفوسفور ، أو كليهما. إذا كانت إزالة النتروجين والفوسفور مطلوبة ، يتم التحكم في F/M بشكل عام عند 0.1–0.18k BOD₅ (Kg MLVSS • d) ، و SRT ينبغي التحكم فيه بشكل عام في 8–15 يوم.

• وقت الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT)

  يرتبط وقت الاستبقاء الهيدروليكي بعوامل مثل التركيز المؤثر ودرجة الحرارة. يكون الهرت في المنطقة اللاهوائية عمومًا 1–2 ساعة ؛ الهرت في منطقة عدم الأكسجين هو 1.5–2 ساعة ؛ يجب أن يكون الهرت في المنطقة الهوائية عمومًا 6 ساعات. سيؤثر وقت الاحتفاظ الهيدروليكي الزائد أو غير الكافي على العملية.

• نسبة إعادة التدوير

  نسبة إعادة التدوير الداخلية r هي عمومًا ، اعتمادًا على تركيز TKN المؤثر وكفاءة إزالة النتروجين المطلوبة. عادة ما تكون نسبة إعادة التدوير الخارجية R في نطاق لضمان عدم حدوث إزالة النتروجين والإفراج عن الفوسفور الثانوي في خزان الترسيب الثانوي ، يجب تقليل R لتجنب إعادة الكثير من no98-n إلى المنطقة اللاهوائية ، والتي من شأنها أن تتداخل مع إطلاق الفوسفور وتقليل كفاءة إزالة الفوسفور.

• الأكسجين المذاب (فعل)

  يجب التحكم في المنطقة اللاهوائية أقل من 0.2 ملغم/لتر ، في منطقة الأكسجين أقل من 0.5 ملغم/لتر ، وفي المنطقة الهوائية 2–3 ملغم/لتر.

• سمك القد/TKN وسمك القد/TP

  لإزالة النيتروجين البيولوجي ، يجب أن يكون سمك القد/TKN أكبر من 4.0 ، في حين أن إزالة الفوسفور البيولوجي تتطلب سمك القد/TP أكبر من 20. إذا كانت قيمة سمك القد/TKN منخفضة ، يجب إضافة الميثانول كمصدر للمغذيات ؛ إذا كانت قيمة سمك القد/TP منخفضة ، يجب إضافة حمض الأسيتيك أو الأحماض الدهنية السفلية الأخرى.

• درجة الحموضة والقلوية

  في نظام إزالة الفوسفور والنيتروجين البيولوجي AAO ، يجب التحكم في درجة الحموضة في الخمور المختلطة فوق 7.0. إذا كان الرقم الهيدروجيني أقل من 6.5 ، يمكن زيادة القلوية.

• درجة الحرارة

  كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زادت ملاءمة إزالة النيتروجين البيولوجي. عندما تكون درجة الحرارة أقل من 15 °C ، فإن كفاءة إزالة النيتروجين البيولوجي ستنخفض بشكل كبير. على العكس من ذلك ، درجات الحرارة المنخفضة مفيدة لإزالة الفوسفور.

• السموم والمواد المثبطة

  عندما تدخل بعض أيونات المعادن الثقيلة ، والأنيونات المعقدة ، وبعض المواد العضوية إلى نظام معالجة المياه ، إذا تجاوزت تركيزًا معينًا ، فإنها يمكن أن تسبب سمية الحمأة المنشطة ، مما يعيق نشاط بعض الكائنات الحية الدقيقة.

المزايا:

• يمكن للجمع العضوي بين الظروف اللاهوائية والأكسجية والهوائية مع مجتمعات ميكروبية مختلفة إزالة المواد العضوية وتحقيق إزالة النيتروجين والفوسفور.
• تدفق العملية بسيط ، ووقت الاحتفاظ الهيدروليكي الإجمالي قصير.
• في ظل التشغيل المتناوب للظروف اللاهوائية-غير المؤكسدة-الهوائية ، لن تتكاثر البكتيريا الخيطية بشكل مفرط ، وتكون SVI عمومًا أقل من 100 ، مما يمنع تضخم الحمأة.
• تتميز الحمأة بخصائص تسوية جيدة.

عيوب:

• محتوى الفوسفور في الحمأة مرتفع ، وعموما فوق 2.5% ، لذلك يتم إزالة الفوسفور بشكل رئيسي من خلال تصريف الحمأة. ومع ذلك ، بسبب النمو المحدود للحمأة ، من الصعب زيادة تحسين كفاءة إزالة الفوسفور.
• من الصعب أيضًا تحسين تأثير إزالة النتروجين ، حيث يقتصر معدل التداول الداخلي عمومًا على 2Q ، ويجب ألا يكون مرتفعًا جدًا.
• يمكن لمخلفات عملية ao التقليدية تلبية معيار الفئة B فقط.

لجعل نظام معالجة المياه يتمتع بكفاءة عالية في نزع النتروجين ، وتأثيرات كبيرة لتوفير الطاقة وتقليل الاستهلاك ، ومقاومة أقوى لحمل الصدمات ، وانخفاض عائد الحمأة ، تم تحسين عملية AAO التقليدية. طرق التحسين الشائعة هي كما يلي:

• عملية ao مقلوبة متعددة النقاط
• مفاعل ما قبل الأكسدة + عملية ao
• عملية UCT

عملية إعادة التدوير الداخلية المزدوجة الهوائية والأكسونية