Qu'est-ce que le processus AAO?

Le Procédé AAO (anaérobie-anoxique-anoxique) Est une technologie avancée de traitement biologique très utilisée dans des stations d'épuration, principalement pour enlever la matière organique et les éléments nutritifs tels que l'azote et le phosphore des eaux usées. L'efficacité du traitement atteint généralement: DBO₅ Et SS à Cu, azote total au-dessus de 70% et phosphore autour de 90%.

• Anaérobie se réfère à des conditions strictement exemptes d'oxygène, y compris les substances oxydantes, (DO <0,2 mg/L);
• Anoxique se réfère au manque d'oxygène moléculaire, mais des substances oxydantes peuvent être présentes, (DO ≤ 0,5 mg/L);
• Aérobie fait référence à suffisamment d'oxygène disponible pour les micro-organismes aérobies, (DO, 2-4 mg/L).

Tout d'abord, les eaux usées pénètrent dans la zone anaérobie à partir du réservoir de sédimentation primaire, où elles se mélangent complètement aux boues de retour. Après une certaine période (1–2 h) de décomposition anaérobie, une partie de la DBO est éliminée. Grâce au processus de dénitrification, certains composés contenant de l'azote sont convertis en N₂ Et libéré. Les micro-organismes accumulant du phosphate (comme les organismes accumulant du phosphate) dans les boues de retour libèrent du phosphore pour répondre aux besoins en phosphore des bactéries.

Ensuite, les eaux usées s'écoulent dans le réservoir anoxique, où les bactéries dénitrifiantes utilisent la matière organique non décomposée contenant du carbone dans les eaux usées comme source de carbone pour réduire le NO₂^- Et non₃^-Qui sont renvoyés du réservoir aérobie par circulation interne à N₂ Et relâchez-le.

Ensuite, les eaux usées s'écoulent dans le réservoir aérobie, où NH₄-N dans l'eau subit une nitrification pour former des nitrites et des nitrates. Pendant ce temps, la matière organique dans l'eau est oxydée et décomposée pour fournir de l'énergie aux micro-organismes accumulant du phosphore. Ces micro-organismes absorbent le phosphore de l'eau, qui pénètre dans leur structure cellulaire et s'accumule en eux. Après sédimentation et séparation, les boues riches en phosphore sont évacuées du système.

Le processus global AAO comprend quatre parties: le prétraitement primaire, le traitement biologique secondaire, le traitement tertiaire avancé et le traitement des boues. Les structures spécifiques sont les suivantes:

• Prétraitement primaire
  • Réservoir de sédimentation primaire: Le réservoir de sédimentation primaire effectue la séparation solide-liquide pour enlever de plus grandes particules en suspension solides des eaux usées, pour réduire la charge organique sur le traitement biologique, et pour augmenter l'activité des micro-organismes dans la boue activée.
• Traitement biologique secondaire
  • Système AAO: Il élimine principalement l'azote, le phosphore et les polluants organiques dans les états colloïdaux et dissous des eaux usées.
  • Réservoir de sédimentation secondaire: Il sépare les boues, clarifie et concentre la liqueur mélangée et recycle les boues activées.
• Traitement avancé tertiaire
  • Réservoir de désinfection: L'effluent des écoulements secondaires de réservoir de sédimentation dans le réservoir de désinfection pour la désinfection, s'assurant que la qualité effluente répond à des normes sanitaires pour la décharge conforme.
• Traitement des boues
  • Réservoir de stockage de boue: La boue déchargée du réservoir secondaire de sédimentation est périodiquement transférée au réservoir de stockage de boue pour la concentration de boue et la digestion aérobie.
  • Filtre-presse: Le filtre-presse à boues est utilisé pour séparer efficacement l'eau des solides dans les boues, réduisant ainsi le volume de boues.

Le procédé AAO est une méthode de traitement biologique couramment utilisée dans le traitement des eaux usées, principalement pour l'élimination simultanée de l'azote et du phosphore de l'eau.

La dénitrification:

L'élimination biologique de l'azote fait référence au processus par lequel l'azote organique et l'azote ammoniacal dans les eaux usées sont convertis en azote gazeux par ammonification, nitrification et dénitrification sous l'action combinée de micro-organismes.

• Ammonification: La matière organique contenant de l'azote est convertie en NH₄⁺ Sous l'action des bactéries ammonifiantes.
• Nitrification: Dans des conditions aérobies, les micro-organismes autotrophes utilisent l'azote inorganique comme source d'azote pour convertir le NH₄⁺ Dans NO₂^_, Qui est ensuite oxydé en NO₃^_.
• Processus de dénitrification: Dans des conditions anoxiques, les bactéries dénitrifiantes réduisent l'azote nitrité et l'azote nitrate en azote gazeux (N).₂).

Processus d'ammonification

Processus de nitrification et de dénitrification

Principe de l'élimination du phosphore

L'élimination biologique du phosphore utilise des organismes accumulateurs de phosphate (PAO) qui libèrent du phosphore dans des conditions anaérobies et absorbent le phosphore au-delà de leurs besoins physiologiques dans des conditions aérobies. Le phosphore est stocké dans les cellules sous une forme polymère, formant des boues à haute teneur en phosphore, qui sont ensuite éliminées du système, ce qui permet d'éliminer le phosphore des eaux usées.

• Qu'est-ce que la boue de retour?

  La boue de retour est un type de boue activée qui est séparée de la sédimentation secondaire (ou zone de sédimentation) et retournée dans le réservoir anaérobie.

• Pourquoi le retour des boues est-il nécessaire?

  Dans un système biochimique normal, il est essentiel d'assurer la stabilité du volume de boue pour maintenir le fonctionnement normal du système. Le taux de reproduction des bactéries dans le système est beaucoup plus faible que la quantité d'eaux usées éliminées, donc pour assurer la stabilité du système biochimique, les boues doivent être retournées.

• Comment la quantité de boues de retour est-elle déterminée?

  Pour déterminer la quantité de boues de retour, le taux de recyclage des boues doit d'abord être déterminé. Le rapport de recyclage des boues est le rapport entre le débit de retour des boues dans le réservoir de boues et le débit d'influent. Il existe deux méthodes pour le calculer, comme indiqué ci-dessous:

  
  • R: Rapport de recyclage des boues, %;
  • X_R: Concentration des boues de retour, mg/L.
  • X: Concentration de boue activée dans le liquide mélangé de réservoir d'aération, mg/L;
  
  • SSV——Concentration des boues dans l'effluent du réservoir de sédimentation secondaire (exprimée en pourcentage)
  • La quantité de boues de retour peut être déterminée sur la base du débit d'affluent et du taux de recyclage des boues. La formule est:
  
  • Q_R—— Volume de boues de retour, m³/H
  • R——Les boues recyclent le rapport, %;
  • Q——Débit des eaux usées, m³/H.

  Par exemple, si le débit des eaux usées est de 300 m³/H et le rapport de recyclage des boues est calculé pour être 70%, puis le volume de boues de retour est: 300×70% = 210m ³/H

• Qu'est-ce que Nitrate Recycle?

  Le recyclage des nitrates se réfère au processus de retour de la liqueur mélangée du réservoir aérobie au réservoir anoxique pour augmenter la concentration d'azote nitrate dans le réservoir anoxique, favorisant ainsi la réaction de dénitrification. Il a peu de rapport avec l'élimination du phosphore.

• Quel impact le taux de recyclage des nitrates a-t-il sur l'AAO?

  Le taux de recyclage des nitrates se réfère au rapport du débit de recyclage de la liqueur mélangée au débit influent, généralement désigné par r. Le taux de recyclage des nitrates r détermine directement l'efficacité de dénitrification. Pour un système d'élimination de l'azote biologique donné, il existe un taux de recyclage interne optimal auquel l'efficacité de dénitrification est maximisée.

  En supposant que l'efficacité de la nitrification biologique et l'efficacité de la dénitrification sont 100%, ce qui signifie que tout le TKN est nitrifié en azote nitrate et que tout l'azote nitrate recyclé dans la zone anoxique est dénitrifié en N₂L'efficacité de dénitrification EDN à ce point est:

  
  • R—Les boues recyclent le rapport, %;
  • R—Nitrate recycler ratio, %.

  Par exemple: Si le taux de recyclage des boues est 70% et que le taux de recyclage des nitrates est 400%, l'efficacité d'élimination de l'ammoniac est: (400% + 70%)(1 + 400% + 70%)= 82.5%

• F/M (charge organique des boues) et SRT (temps de rétention des boues)

  Le procédé AAO est une opération flexible qui peut se concentrer sur l'élimination de dénitrification, ou l'élimination du phosphore, ou les deux. Si la dénitrification et l'élimination du phosphore sont nécessaires, F/M est généralement contrôlé à 0.1–0.18k DBO₅ /(Kg MLVSS • d), et SRT devraient généralement être contrôlés à 8–15 jours.

• Temps de rétention hydraulique (HRT)

  Le temps de rétention hydraulique est lié à des facteurs tels que la concentration et la température de l'affluent. Le THS dans la zone anaérobie est généralement de 1–2 heures; le THS dans la zone anoxique est de 1,5–2 heures; le THS dans la zone aérobie devrait généralement être de 6 heures. Un temps de rétention hydraulique excessif ou insuffisant affectera le processus.

• Recycler le ratio

  Le taux de recyclage interne r est généralement Br, en fonction de la concentration en TKN influent et de l'efficacité de dénitrification requise. Le taux de recyclage externe R est généralement compris dans la gamme de Pr. Pour s'assurer que la dénitrification et la libération de phosphore secondaire ne se produisent pas dans le bassin de sédimentation secondaire, R devrait être réduit au minimum pour éviter de ramener trop de NO₃-N dans la zone anaérobie, ce qui nuirait à la libération de phosphore et réduirait l'efficacité de l'élimination du phosphore.

• Oxygène dissous (DO)

  L'OD dans la zone anaérobie doit être contrôlée en dessous de 0,2 mg/L, dans la zone anoxique en dessous de 0,5 mg/L et dans la zone aérobie 2–3 mg/L.

• COD/TKN et COD/TP

  Pour l'élimination biologique de l'azote, la DCO/TKN doit être supérieure à 4,0, tandis que l'élimination biologique du phosphore nécessite une DCO/TP supérieure à 20. Si la valeur DCO/TKN est faible, le méthanol doit être ajouté comme source de nutriments; si la valeur DCO/TP est faible, l'acide acétique ou d'autres acides gras inférieurs doivent être ajoutés.

• PH et alcalinité

  Dans le système d'élimination biologique du phosphore et de l'azote AAO, le pH de la liqueur mélangée à la boue doit être contrôlé au-dessus de 7,0. Si le pH est inférieur à 6,5, l'alcalinité peut être augmentée.

• Température

  Plus la température est élevée, plus elle est favorable à l'élimination biologique de l'azote. Lorsque la température est inférieure à 15 °C, l'efficacité de l'élimination biologique de l'azote diminue considérablement. Inversement, des températures plus basses sont bénéfiques pour l'élimination du phosphore.

• Toxines et substances inhibitrices

  Lorsque certains ions de métaux lourds, des anions complexes et des matières organiques pénètrent dans le système de traitement de l'eau, s'ils dépassent une certaine concentration, ils peuvent provoquer une toxicité des boues activées, inhibant l'activité de certains micro-organismes.

Avantages:

• La combinaison organique de conditions anaérobies, anoxiques et aérobies avec différentes communautés microbiennes peut éliminer la matière organique et éliminer l'azote et le phosphore.
• Le flux de processus est simple et le temps de rétention hydraulique total est court.
• Sous le fonctionnement alternatif de conditions anaérobies-anoxiques-aérobies, les bactéries filamenteuses ne prolifèrent pas excessivement, et le SVI est généralement inférieur à 100, empêchant le gonflement des boues.
• Les boues ont de bonnes propriétés de décantation.

Inconvénients:

• La teneur en phosphore dans les boues est élevée, généralement supérieure à 2,5%, de sorte que l'élimination du phosphore est principalement réalisée par décharge de boues. Cependant, en raison de la croissance limitée des boues, il est difficile d'améliorer davantage l'efficacité d'élimination du phosphore.
• L'effet de dénitrification est également difficile à améliorer, le taux de circulation interne étant généralement limité à 2Q et ne devrait pas être trop élevé.
• L'effluent de procédé AAO traditionnel ne peut répondre qu'à la norme de classe B.

Pour que le système de traitement de l'eau ait une efficacité de dénitrification élevée, des effets importants d'économie d'énergie et de réduction de la consommation, une résistance à la charge de choc plus forte et un rendement inférieur en boues, le processus AAO traditionnel est amélioré. Les méthodes d'amélioration courantes sont les suivantes:

• Processus AAO inversé multipoint
• Réacteur pré-anoxique + procédé AAO
• Processus UCT

Double procédé de recyclage interne aérobie et anoxique