عملية الحمأة المنشطة التقليدية هي الأقدم المستخدمة للغاية في إزالة المواد العضوية. على مدار العشرين عامًا الماضية ، أصبح تهديد التخثث خطيرًا بشكل متزايد ، وأصبح إزالة النيتروجين والفوسفور هدفًا رئيسيًا في معالجة مياه الصرف الصحي. وقد أدى ذلك إلى ظهور عملية الحمأة المنشطة المحسنة ، وعملية AO ، وعملية AAO. هناك نوعان من عمليات AO: العملية الهوائية اللاهوائية - لإزالة الفوسفور وعملية الأكسدة - لإزالة النيتروجين. عملية AAO تزيل كل من النيتروجين والفوسفور.
1. مبدأ عملية AAO وعملية
تجمع عملية إزالة النيتروجين والفوسفور البيولوجية والفوسفور A- A -} o. ضمن هذه العملية ، تتم إزالة BOD و SS وأشكال مختلفة من النيتروجين والفوسفور في وقت واحد. تتكون الحمأة المنشطة في هذا النظام في المقام الأول من النترات ، والخلل ، والفوسفات - المتراكمة. تلزم البكتيريا الهوائية اللاهوائية واللاسمة إلى حد كبير من خلال العملية. في القسم الهوائي ، تحول بكتيريا النيتروجين النيتروجين الأموني في النيتروجين المؤثر والأمونيات الذي يتكون من الأمونيا من النيتروجين العضوي إلى النترات من خلال النتروجين البيولوجي. في القسم الأكسجين ، تقوم بكتيريا النترات بتحويل النترات التي تم إدخالها عن طريق إعادة الدوران الداخلي إلى غاز النيتروجين من خلال النتروجين البيولوجي ، الذي يهرب إلى الغلاف الجوي ، وبالتالي تحقيق إزالة النيتروجين. في القسم اللاهوائي ، يتراكم الفوسفات - تحرير البكتيريا ويمتص المواد العضوية القابلة للتحلل بسهولة مثل الأحماض الدهنية المنخفضة-. في القسم الهوائي ، تمتص البكتيريا الفوسفات- المتراكمة بالبكتيريا الزائدة وإزالتها من خلال تصريف الحمأة الزائدة.
جميع الأنواع الثلاثة من البكتيريا المذكورة أعلاه لها وظيفة إزالة BOD ، ولكن البكتيريا النيتروجية هي في الواقع عامل إزالة BOD الأساسي. يمكن توضيح عملية إزالة هذه المواد المختلفة بشكل حدسي من خلال منحنى خاصية العملية الموضحة في الشكل. بعد أن تدخل المياه العادمة إلى خزان التهوية ، يتناقص تركيز BOD تدريجياً مع امتصاصه البكتيريا المتراكمة ، ويحدث البكتيريا المتراكمة ، ويحدث التحلل الحيوي الهوائي في القسم الهوائي. في القسم اللاهوائي ، يزداد تركيز TP تدريجياً بسبب إطلاق الفوسفور بواسطة الفوسفات - المتراكم البكتيريا ، حيث وصلت إلى ذروتها في القسم الأكسجين. في المنطقة الأكسدة ، يُعتقد عمومًا أن الفوسفات - يتراكم البكتيريا لا يمتص ولا يطلق الفوسفور ، ولا يزال فوسفات الفوسفور مستقرًا. في المنطقة الهوائية ، يتناقص TP بسرعة بسبب فسفورس - يتراكم امتصاص البكتيريا. في المناطق اللاهوائية والأكسجين ، تنخفض تركيزات النيتروجين الأمونيا بشكل مطرد ، وفي المنطقة الهوائية ، تتناقص النيتروجين الأمونيا تدريجياً مع تقدم النترجة. في المنطقة الأكسدة ، ترتفع تركيزات no₃ - n للحظات ، ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى إدخال كميات كبيرة من no₃ - n بواسطة إعادة الدوران الداخلي. ومع ذلك ، مع تقدم النتروجين ، يتناقص تركيز النترات بسرعة. في المنطقة الهوائية ، تزيد تركيزات no₃ - n تدريجياً مع تقدم النترج.
2. كفاءة أنظمة إزالة النيتروجين والفوسفور AAO
يمكن التحكم في عملية إزالة النيتروجين البيولوجية والفوسفور A - a - o. في هذه الحالة ، يمكن أن تتجاوز كفاءة إزالة الفوسفور 90 ٪ ، لكن كفاءة إزالة النيتروجين ستكون منخفضة للغاية. إذا تم التحكم فيها لتحديد أولويات إزالة النيتروجين ، يمكن تحقيق كفاءة إزالة النيتروجين التي تتجاوز 80 ٪ ، في حين أن إزالة الفسفور غالبًا ما تكون أقل من 50 ٪. في ظل التشغيل الأمثل ، يمكن تحقيق كل من كفاءة إزالة النيتروجين والفوسفور التي تتجاوز 60 ٪ في وقت واحد ، ولكن الحفاظ على كفاءة إزالة النيتروجين العالية مع تحقيق كفاءة إزالة الفوسفور العالية أيضًا. أثناء التشغيل ، يمكن إعطاء الأولوية واحدة فقط من هاتين الطريقتين ؛ توازن كلاهما سيؤدي إلى انخفاض الكفاءة.
هذه العملية لديها القدرة على تقليل TP السائل إلى أقل من 2 ملغ/لتر و TN إلى أقل من 9 ملغ/لتر ، ولكنها تتطلب تصميم جيد وإدارة تشغيلية دقيقة. تركز العديد من محطات العلاج في الخارج التي تستخدم هذه العملية بشكل أساسي على إزالة النيتروجين ، مع التفكير أيضًا في إزالة الفسفور. إذا تجاوزت TP السائلة المعيار ، يتم استخدام إزالة الفسفور الكيميائي كملحق.
3. معلمات التحكم في عملية AAO
1. العوامل الرئيسية التي تؤثر على كفاءة النترجة
1.1 العوامل التي تؤثر على بكتيريا النترات
أ. درجة الحرارة: درجة الحرارة المثلى لبكتيريا النترات هي 30 درجة إلى 35 درجة. درجات الحرارة المنخفضة (12 درجة إلى 14 درجة) تبطئ تفاعل النترجة وتؤدي إلى تراكم نتريت.
ب. الأكسجين الذائب: حد التسامح لبكتيريا النترات هو 0.5 ملغم/لتر إلى 0.7 ملغ/لتر. بشكل عام ، يجب الحفاظ على الأكسجين المذاب في منطقة النترجة عند حوالي 2 ملغ/لتر.
ج. درجة الحموضة: البكتيريا النيتروية حساسة للغاية لتقلبات الأس الهيدروجيني ، حيث يتراوح النطاق الأمثل بين 7.5 و 8.5. ويفضل القلوية العالية أثناء النترجة.
د. المواد السامة: يمكن أن تتداخل التركيزات المفرطة للمعادن NH3-N والمعادن الثقيلة مع استقلاب الخلايا ، وإضعاف قدرة الأكسدة البكتيرية ، وتمنع عملية النترجة.
ه. عمر الحمأة: يجب تحديد هذا بناءً على فترة توليد بكتيريا نتريت. يمكن أن تزيد أعمار الحمأة الأطول من قدرة النترجة.
1.2 العوامل التي تؤثر على البكتيريا النيتروج
أ. درجة الحرارة: درجة الحرارة المثلى لبكتيريا إزالة النترث هي 35 درجة إلى 45 درجة. مع انخفاض درجة الحرارة ، يمكن زيادة وقت الاستبقاء الهيدروليكي بشكل مناسب.
ب. الأكسجين المذاب: يجب التحكم في الأكسجين المذاب بشكل صارم أقل من 0.5 ملغ/لتر.
ج. الرقم الهيدروجيني: النطاق الأمثل يتراوح بين 6.5 و 7.5. يمكن أن تجدد إزالة النترج بعض القلوية المفقودة أثناء النترجة.
د. مصدر الكربون: عندما تكون نسبة C/N في الماء منخفضًا جدًا ، مثل عندما تكون نسبة BOD/TKN<3-6, an external carbon source is required. Methanol or fecal water is generally used.
2. العوامل التي تؤثر على إزالة الفسفور
أ. درجة الحرارة: إزالة الفوسفور أمر طبيعي ضمن نطاق درجة الحرارة من 5 درجة إلى 30 درجة.
ب. الأكسجين المذاب: يجب التحكم في الأكسجين المذاب بشكل صارم أقل من 0.2 ملغ/لتر في المنطقة اللاهوائية وحوالي 2.0 ملغ/لتر في المنطقة الهوائية.
ج. الرقم الهيدروجيني: سيتم تقليل كفاءة إزالة الفوسفور في البركة البيولوجية بشكل كبير عندما يكون الرقم الهيدروجيني<6.5.
د. مصدر الكربون: يجب أن يفي حمولة BOD في المياه المصدر بنسبة BOD/TP> 15.
ه. عمر الحمأة: كلما كان عمر الحمأة أقصر ، كلما ارتفع محتوى الفسفور في الحمأة ، زادت كمية الحمأة المتبقية ، وكلما كان تأثير إزالة الفوسفور أفضل.
3. اختبار الأداء التشغيلي لنظام علاج الحمأة المنشط
فيما يلي عناصر الاختبار الروتينية لنظام علاج الحمأة المنشط.
1. المعلمات التي تعكس فعالية العلاج: Total BOD5 ، CODCR ، و SS في التأثير والنفايات السائلة.
2. المعلمات التي تعكس حالة الحمأة: نسبة تسوية الحمأة (SV ٪) ، MLSS ، MLVSS ، SVI ، الأكسجين المذاب (DO) ، والمجهر الميكروبي.
3. المعلمات التي تعكس الحمأة الظروف الغذائية والبيئية: النيتروجين ، الفوسفور ، الرقم الهيدروجيني ، درجة حرارة الماء ، إلخ.
4. تشوهات عملية AAO والتدابير المضادة
1. الحمأة blaking
الظاهرة: صعوبة الحمأة في الاستقرار ، وزيادة SVI ، وهيكل الحمأة فضفاضة ، توسع الحجم ، زيادة محتوى الماء ، أقل طاف ، واختلاف الألوان كلها أمثلة على حمأة الحمأة.
الأسباب: يمكن أن يكون سبب انتفاخ الحمأة هو تكاثر البكتيريا الخيطية أو زيادة غير طبيعية في الماء المرتبط في الحمأة ؛ الكربوهيدرات المفرطة في الماء ، وعدم العناصر الغذائية مثل N و P و Fe ؛ عدم كفاية الأكسجين الذائب. ارتفاع درجة حرارة الماء أو درجة الحموضة المنخفضة ، والتي يمكن أن تؤدي بسهولة إلى انتشار البكتيريا الخيطية ؛ والحمل الزائد وعمر الحمأة المفرطة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى انتشار البكتيريا الخيطية. التدابير: زيادة التهوية ؛ إزالة الحمأة في الوقت المناسب. زيادة مقدار الحمأة العائد.
2. التفكك
الأعراض: جودة المياه العكر ، الحمأة المجزأة ، وتدهور أداء العلاج هي علامات على تفكك الحمأة.
السبب: العملية غير السليمة ، مثل التهوية المفرطة ، تعطل التوازن البيولوجي (المغذيات) في الحمأة المنشطة ، وتقليل الكتلة الحيوية الميكروبية والتعطيل ، وخفض قدرة الامتزاز ، وتقليص حجم الخفقان ، وزيادة الكثافة. إن وجود مواد سامة يمنع أو يضر بالكائنات الحية الدقيقة ، مما يقلل من قدرات التنقية أو وقفها تمامًا ، وتسبب في تعطيل الحمأة.
التدابير: يمكن تحديد السبب بشكل عام من خلال الملاحظة المجهرية. إذا تم تحديد مشكلة تشغيلية ، فيجب فحص حجم مياه الصرف الصحي وحجم حمأة الإرجاع وحجم الهواء وحالة تفريغ الحمأة ومؤشرات متعددة مثل SV و MLSS و Do و NS وتعديلها وفقًا لذلك. إذا تم تأكيد مواد سامة أنها ملوثة بمياه الصرف الصحي ، فيجب اعتبارها نتيجة تأسيس مياه الصرف الصناعية الجديدة. يجب تحديد المصدر ومعالجته وفقًا لمعايير الانبعاثات الوطنية.
3. الحمأة العائمة
الظاهرة: الحمأة تطفو في خزان الترسيب الثانوي في كتل.
السبب: الحمأة في خزان التهوية قديم جدًا ؛ تتطور النترجة بسرعة ، مما تسبب في إزالة النترجة في أسفل الخزان ، مما يؤدي إلى انخفاض في الكثافة النسبية للحمأة والعائمة في كتل.
التدابير: زيادة تدفق عائد الحمأة أو حمأة التفريغ على الفور ؛ تقليل تركيز الحمأة في الخمور المختلطة ، وتقصير عمر الحمأة ، وتقليل الأكسجين الذائب ، مما يمنع النترجة.
4. الحمأة العائمة في النفايات السائلة
الظاهرة: الحمأة العائمة في خزان الترسيب الثانوي تسبب جودة المياه العكر وقيم SS السائلة المرتفعة بشكل كبير.
السبب: قيم SVI الحمأة عالية المنشط بشكل مفرط ، مما يؤدي إلى ضعف أداء التسوية ؛ تدفق المياه المفرط إلى خزان الترسيب ، يتجاوز حمل التصميم ، مما يؤدي إلى اختصار وقت الاحتفاظ بالهيدروليكية ؛ وارتفاع الأكسجين الذائب (DO) في النفايات السائلة من الخزان البيولوجي.
التدابير: حمأة التفريغ على الفور ، وزيادة تدفق عائد الحمأة ؛ تحكم في تدفق المياه إلى غرفة مضخة المدخل وضبط تدفق المياه إلى خزان الترسيب ؛ وتقليل التهوية في القسم الهوائي من الخزان البيولوجي.
