نظام جديد لمعالجة مياه الصرف الصحي ذاتي التغذية بالنيتروجين

مع معايير تصريف مياه الصرف الصحي الصارمة بشكل متزايد، أصبحت مؤشرات إجمالي انبعاث النيتروجين أكثر صرامة. تشترط إدارة حماية البيئة الوطنية أن معدات معالجة مياه الصرف الصحي الحالية يجب أن تنفذ معيار انبعاث النيتروجين الإجمالي الذي يقل عن أو يساوي 12 ملجم / لتر.

تعتمد معظم مياه الصرف الصحي الموجودة التي تحتوي على نيتروجين الأمونيا معالجة كيميائية حيوية A/O، أي تتم إزالة نيتروجين الأمونيا والنيتروجين الكلي عن طريق النترجة ونزع النتروجين من الكائنات الحية الدقيقة. النترجة الميكروبية هي عملية تحويل نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي إلى نتريت ونترات، ونزع النتروجين هي عملية تحويل النتريت والنترات إلى غاز النيتروجين. يعتمد تأثير إزالة النيتروجين الكلي بشكل أساسي على درجة النترجة ونزع النتروجين.

في نظام معالجة مياه الصرف الصحي التقليدي بالنترجة ونزع النتروجين، يتم إرجاع خليط الماء الموحل الموجود في خزان التفاعل الهوائي إلى خزان تفاعل نقص الأكسجين. من الناحية النظرية، كلما كانت نسبة الإرجاع أكبر، كلما ارتفع إجمالي معدل إزالة النيتروجين، ولكن نسبة الإرجاع الكبيرة ستؤدي حتما إلى ارتفاع تكاليف التشغيل.

تحتوي بعض مياه الصرف الصناعي، مثل مياه الصرف الصحي لمصافي النفط، على نوعية مياه معقدة، ونيتروجين عالي من الأمونيا والنيتروجين الكلي، ومصدر منخفض للكربون العضوي في الماء، والمواد العضوية المعقدة المحتوية على النيتروجين في مياه الصرف الصحي يصعب استخدامها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة لإزالة النتروجين، وبالتالي فإن في بعض الأحيان لا يفي إجمالي النيتروجين في الصرف بالمعايير.

بالإضافة إلى ذلك، فإن محطات معالجة مياه الصرف الصحي التي تم بناؤها وتشغيلها في المرحلة المبكرة صممت فقط أنظمة هوائية، دون أنظمة إزالة النتروجين. إذا تم إعادة بناء نظام إزالة النتروجين، فسوف يتطلب الأمر مساحة واستثمارًا كبيرًا نسبيًا، وهو ما قد يمثل أيضًا مشكلة تحد من تطوير وتحويل محطات معالجة مياه الصرف الصحي.

وفي الوقت نفسه، تحتوي بعض مياه الصرف الصحي على نسبة عالية من نيتروجين الأمونيا ومحتوى النيتروجين الإجمالي، ومصدر الكربون غير كافٍ نسبيًا. ويجب تكملة مصادر الكربون حتى تتم عملية إزالة النتروجين بسلاسة، مما يزيد أيضًا من تكلفة معالجة مياه الصرف الصحي.

تقنية إزالة النتروجين ذاتية التغذية SAD هي تقنية جديدة للمعالجة الحيوية البيئية يمكنها تحقيق إزالة عميقة لنترات النيتروجين في الماء دون إضافة مصدر كربون عضوي. إنها تتمتع بمزايا كبيرة مثل كفاءة إزالة النتروجين العالية، وتكلفة التشغيل المنخفضة، ونطاق التطبيق الواسع. يتم استخدامه بشكل رئيسي كوحدة إزالة النتروجين العميقة لتحسين النيتروجين الكلي في محطات معالجة مياه الصرف الصحي ومعالجة تحسين مياه الصرف الصناعي ذات النترات العالية.

إن جوهر تقنية نزع النتروجين ذاتية التغذية هو حامل الإلكترون الحيوي المتطور بشكل مستقل، والعامل البكتيري الوظيفي ونظام عملية نزع النتروجين العميق المعتمد على مصدر غير كربوني. في حامل الإلكترون الحيوي المقترن، يمكن للتوزيع الموحد للمانحين القلويين أن يوازن بشكل فعال الرقم الهيدروجيني لعملية نزع النتروجين ويحقق الصيانة الذاتية للنشاط البيولوجي؛ يمكن أن يؤدي إدخال متبرعين متعددين بالإلكترون إلى تعزيز الاقتران الأيضي للكائنات الحية الدقيقة بشكل فعال وتحقيق التنشيط الذاتي لعملية تفاعل نزع النتروجين. يتمثل جوهر تقنية نزع النتروجين ذاتية التغذية في أن الجهات المانحة المتعددة للإلكترونات تعمل بشكل تآزري على تعزيز الاقتران الأيضي للكائنات الحية الدقيقة لتسريع عملية تفاعل نزع النتروجين، واختراق عنق الزجاجة الفني والصعوبات الهندسية لعملية نزع النتروجين العميقة منخفضة التكلفة.

يشتمل نظام معالجة النيتروجين الكلي لمياه الصرف الصحي ذاتية التغذية بالكبريت، والذي تم تطويره بشكل مستقل بواسطة Jieyao Technology، على مفاعل ذاتي التغذية بالكبريت، وجهاز مدخل مياه وجهاز تدوير. تمتلئ معدات المفاعل بمواد الترشيح المركبة غير المتجانسة. يشتمل جهاز مدخل المياه على مضخة مدخل مياه وأنبوب مدخل مياه المفاعل ومقياس تدفق مدخل المياه. يتم تثبيت مقياس تدفق مدخل المياه على أنبوب مدخل مياه المفاعل للتحكم في سرعة مضخة مدخل المياه وفقًا لتدفق مقياس تدفق مدخل المياه المحدد مسبقًا. يشتمل جهاز التدوير على أنبوب ارتجاعي وصمام ارتجاعي ومقياس تدفق ارتجاعي. يتم تثبيت صمام الارتجاع ومقياس التدفق الارتجاعي على أنبوب الارتجاع للتحكم في فتح وإغلاق صمام الارتجاع وفقًا لتدفق الارتداد المحدد مسبقًا لمقياس التدفق الارتجاعي. يتم تزويد الجزء العلوي من المفاعل بمخرج للنيتروجين، ويتم تزويد الجدار الجانبي لأعلى المفاعل بمخرج للمياه.

من خلال إنشاء مفاعل ذاتي التغذية بالكبريت وجهاز مدخل المياه وجهاز التدوير، بعد ضغط مياه الصرف الصحي بواسطة مضخة مدخل المياه، يتم التحكم في سرعة محرك التردد المتغير لمضخة مدخل المياه وفقًا لمعدل التدفق المحدد لمضخة مدخل المياه. مقياس تدفق مدخل المياه، وبالتالي التحكم في وقت بقاء مياه الصرف الصحي في مفاعل الكبريت ذاتي التغذية، بحيث يتم تحويل إجمالي النيتروجين في مياه الصرف الصحي التي يتم التحكم فيها بواسطة معدل التدفق إلى غاز النيتروجين بواسطة الكائنات الحية الدقيقة تحت تأثير مادة الترشيح المركبة وتفريغها، مما يضمن كفاءة عالية في إزالة النتروجين، والتسامح مع درجات الحرارة المنخفضة، وانخفاض تكلفة التشغيل، والتشغيل البسيط وسهولة الصيانة.