¿Qué es el proceso AO?

El Proceso AO (Proceso Anaeróbico-Oxico) se utiliza principalmente para el tratamiento de aguas residuales y puede eliminar eficazmente diversos contaminantes, incluidas las materias orgánicas y el nitrógeno. La eficiencia del tratamiento de este proceso generalmente alcanza: 70%–90% forBOD₅, Mg para DQO, y más de 70% para nitrógeno total.

En la etapa A del proceso AO, las bacterias heterótrofas hidrolizan los contaminantes suspendidos como el almidón, la fibra y los carbohidratos, así como la materia orgánica soluble en las aguas residuales, en ácidos orgánicos. Este proceso descompone la materia orgánica macromolecular en materia orgánica molecular pequeña y convierte las materias orgánicas insolubles en materia orgánica soluble. Cuando estos productos hidrolizados ingresan al tanque aeróbico para el tratamiento aeróbico, pueden mejorar la biodegradabilidad y la eficiencia del oxígeno de las aguas residuales; En la etapa A, las bacterias heterotróficas amonifican contaminantes como proteínas y grasas, liberando amoníaco. En la etapa O, las bacterias autótrofas oxidan NH₃-N (NH)₄⁺) Para no₃^- Mediante la nitrificación. El no₃^-- Luego se devuelve al tanque A a través de recirculación, donde se reduce a nitrógeno molecular (N)₂), Completando el ciclo de C, N y O en el ecosistema y logrando un tratamiento inocuo de las aguas residuales.

Después de que las aguas residuales son recogidas por el sistema de drenaje, entran en el hoyo de la pantalla de la barra de la planta de tratamiento de aguas residuales. Después de eliminar los desechos de partículas, se bombea mediante la bomba de elevación al tanque de sedimentación primario para la sedimentación. Las aguas residuales luego fluyen por gravedad al tanque de oxidación de contacto biológico de nivel A, donde se somete a acidificación, hidrólisis y nitrificación-desnitrificación para reducir la concentración de materia orgánica y eliminar algo de nitrógeno amoniacal. Luego fluye hacia el tanque de oxidación por contacto biológico de nivel O para las reacciones bioquímicas aeróbicas, donde la mayoría de los contaminantes orgánicos se degradan a través de la oxidación biológica y la adsorción. El efluente fluye entonces por gravedad al tanque de sedimentación secundario para la separación sólido-líquido. El sobrenadante del tanque de sedimentación fluye hacia el tanque de desinfección, donde se agregan tabletas de cloro para disolver y matar bacterias dañinas en el agua, cumpliendo con los estándares de descarga.

Los desechos interceptados por la pantalla de barras se cargan regularmente en carros y se vierten en el vertedero. Parte del lodo del tanque de sedimentación secundario se devuelve al tanque de tratamiento biológico de nivel A, mientras que el lodo restante se envía al pozo de lodo para su digestión y luego se extrae periódicamente y se transporta para su eliminación. El sobrenadante del pozo de lodo se devuelve al tanque de sedimentación primario para un tratamiento adicional.

Para los cálculos relacionados con el lodo de retorno y el líquido de digestión de retorno, consulte Proceso de AAO.

El proceso general de AO incluye cuatro partes: pretratamiento primario, tratamiento biológico secundario, tratamiento avanzado terciario y tratamiento de lodos. Las estructuras específicas y sus funciones son las siguientes:

• Pretratamiento primario
  • Tanque de sedimentación primario: el tanque de sedimentación primario realiza la separación sólido-líquido para eliminar partículas sólidas suspendidas más grandes de las aguas residuales, reduciendo la carga orgánica en el tratamiento biológico y mejorando la actividad de los microorganismos en el lodo activado.
• Tratamiento biológico secundario
  • Tanque de tratamiento biológico de etapa A: la materia orgánica molecular grande se hidroliza en materia orgánica molecular pequeña. Al mismo tiempo, a través de la acción de devolver el nitrógeno del nitrato y las bacterias nitrificantes, puede ocurrir la nitrificación parcial y la desnitrificación, eliminando el nitrógeno del amoníaco.
  • Tanque de tratamiento biológico de nivel O: este tanque se divide en dos secciones. La primera sección elimina varias sustancias orgánicas de las aguas residuales, reduciendo significativamente el contenido de materia orgánica en las aguas residuales. En esta última sección, el nitrógeno amoniacal en las aguas residuales se degrada en condiciones de oxígeno suficientes, mientras que el valor de DQO en las aguas residuales también se reduce a un nivel inferior, purificando así las aguas residuales.
  • El tanque de sedimentación secundario: Conduce la separación sólido-líquido para quitar el biofilm y el barro suspendido que han pelado apagado del tanque bioquímico, de tal modo purificando verdad las aguas residuales.
• Tratamiento Terciario Avanzado
  • Tanque de desinfección: el efluente del tanque de sedimentación secundario fluye hacia el tanque de desinfección para la desinfección, asegurando que la calidad del efluente cumpla con los estándares sanitarios y se descargue de acuerdo.
• Tratamiento de lodos
  • Tanque de almacenamiento de lodo: el lodo del tanque de sedimentación secundario se descarga periódicamente en el tanque de almacenamiento de lodo para el espesamiento de lodo y la digestión aeróbica.
  • Prensa de filtro: La prensa de filtro de lodo se utiliza para separar efectivamente el agua de los sólidos en el lodo, reduciendo el volumen del lodo.

Principio del proceso AO para la eliminación biológica del nitrógeno amoniacal: El nitrógeno amoniacal en las aguas residuales es nitrificado a nitrógeno nitrato por bacterias nitrificantes bajo condiciones oxigenadas (etapa O). Una gran cantidad de nitrógeno de nitrato se recircula a la etapa A, donde en condiciones anóxicas, se reduce a gas nitrógeno inofensivo mediante bacterias desnitrificantes anaeróbicas facultativas que usan materia orgánica en las aguas residuales como donante de electrones y nitrógeno de nitrato como aceptor de electrones.

La operación del tratamiento de aguas residuales requiere el ajuste razonable de numerosos parámetros de control para garantizar el funcionamiento normal y eficiente del proceso de tratamiento. Los siguientes son varios factores que afectan la operación del proceso AO:

• Valor de pH

  El rango de pH que un sistema general de tratamiento de aguas residuales puede soportar es 6–9. Un valor de pH que es demasiado bajo dará como resultado flóculos coagulados pequeños y actividad de protozoos debilitada en el tratamiento biológico; Un valor de pH que es demasiado alto dará como resultado flóculos coagulados gruesos, efluente turbio, desintegración de lodo activado y muerte de protozoos.

• Relación B/C

  B/C se refiere a la biodegradabilidad del influente del sistema. Para sistemas de lodo activado, generalmente se considera que B/C ≥ 0,3 indica buena biodegradabilidad. Cuando la biodegradabilidad <0,3, el contenido de materia orgánica en las aguas residuales es insuficiente para satisfacer las necesidades de crecimiento de los microorganismos en el tratamiento biológico, y se deben agregar nutrientes orgánicos a las aguas residuales.

• Tiempo de retención hidráulica (HRT)

  HRT se refiere al tiempo medio de retención hidráulica, que es el tiempo medio que el agua residual a tratar permanece en el reactor. Para el tratamiento biológico, HRT debe cumplir los requisitos de proceso correspondientes. De lo contrario, si el tiempo de retención hidráulica es insuficiente, la reacción bioquímica será incompleta, lo que resultará en un nivel de tratamiento más bajo; Si el tiempo de retención hidráulica es demasiado largo, conducirá al envejecimiento del lodo en el sistema.

• Concentración de lodos MLSS y MPVSS

  MLSS es la concentración de lodo activado, y MMLVSS es la concentración de lodo activado volátil, generalmente representando Mg de MLSS. La concentración de lodo activado generalmente se controla a 2000–4000 mg/L. La concentración de lodo excesivamente alta conducirá al envejecimiento del lodo y la reducción de la resistencia a la carga de choque del tanque de reacción; La concentración de lodo excesivamente baja hará que la actividad del lodo sea demasiado fuerte, lo que no es propicio para la sedimentación, o los nutrientes de reacción serán insuficientes.

• F/M

  F/M se llama carga orgánica de lodo. El rango F/M para el proceso AO es 0.1–0.15. Demasiado bajo a menudo resulta en una actividad de lodo deficiente y una tasa de eliminación de contaminantes reducida; Si la relación F/M es demasiado alta, la fuente de carbono en exceso no se puede metabolizar en el tanque de aireación, lo que afecta la reacción de nitrificación.

• Tiempo de retención de lodo (SRT)

  La edad del lodo en el proceso de desnitrificación generalmente se controla en alrededor de 15–20 días. Si la edad del lodo es demasiado corta, muchos microorganismos se descargan del sistema antes de que puedan reproducirse, y la falta de microorganismos dominantes con funciones específicas no es propicia para la degradación de los contaminantes orgánicos. Por otro lado, si la edad del lodo es demasiado larga, el lodo envasará, haciendo que el lodo flote en el tanque de sedimentación secundario y dando como resultado un efluente turbio.

• C/N

  En el sistema de desnitrificación, la desnitrificación requiere el uso de una fuente de carbono para la eliminación de nitrógeno, mientras que la fuente de carbono tiene un efecto "inhibidor" sobre la nitrificación. Por lo tanto, en el sistema de desnitrificación AO, la relación C/N debe estar dentro de un intervalo apropiado para garantizar la desnitrificación normal.

• Relación de reflujo

  La relación de reflujo del proceso de desnitrificación de AO incluye la relación de reflujo interno y la relación de reflujo externo. El reflujo externo, también conocido como reflujo de lodo, generalmente se controla dentro del rango de Ph. El reflujo interno, también conocido como reflujo de líquido nitrificado, implica devolver el nitrógeno de nitrato producido por la reacción de nitrificación en el tanque de aireación al tanque de desnitrificación para la reacción de desnitrificación. La relación de reflujo interno generalmente se controla dentro del intervalo de Mg.

Ventajas:

• Alta eficiencia, este proceso tiene una alta eficiencia de eliminación de materia orgánica, nitrógeno amoniacal, etc., en aguas residuales.
• Proceso simple, baja inversión y bajos costos operativos. Este proceso utiliza la materia orgánica en las aguas residuales como la fuente de carbono para la desnitrificación, eliminando así la necesidad de fuentes de carbono adicionales costosas.
• El proceso de desnitrificación anóxica tiene una alta eficiencia de degradación para contaminantes. Por ejemplo, las tasas de eliminación de COD, BOD₅, Y nitrógeno en la sección anóxica son 67%, 40% y 60%, respectivamente. Las tasas de eliminación de fenol y materia orgánica son 60% y 39%, respectivamente, lo que hace que la reacción de desnitrificación sea un proceso de degradación económico y de ahorro de energía.
• El proceso AO tiene una fuerte resistencia a los choques de carga. Cuando la calidad del influente fluctúa mucho o la concentración de contaminantes es alta, este proceso aún puede mantener el funcionamiento normal, lo que hace que la operación y la gestión sean muy simples.

Desventajas:

• Debido a la ausencia de un sistema de retorno de lodo independiente, es difícil cultivar lodo con funciones únicas, lo que resulta en una baja tasa de degradación de las sustancias refractarias.
• Para mejorar la eficiencia de eliminación de nitrógeno, la relación de circulación interna debe aumentarse, aumentando así los costos operativos. Además, el líquido de circulación interna proviene del tanque de aireación y contiene una cierta cantidad de DO, lo que dificulta que la sección A mantenga un estado anaeróbico ideal, afectando el efecto de desnitrificación y haciendo que sea difícil lograr una tasa de eliminación de nitrógeno de 90%.
• El cultivo y la utilización de lodos activados consumen una gran cantidad de energía y recursos, y al mismo tiempo, generan una cantidad significativa de lodo en exceso que debe tratarse adecuadamente.
• El proceso tiene una adaptabilidad relativamente pobre a la calidad y cantidad del agua, y se ve fácilmente afectado por las cargas de choque.
• El proceso de aireación y suministro de oxígeno del proceso AO genera una cierta cantidad de ruido y olor, que requiere un tratamiento y protección adecuados.