A túlzott összfoszfor a szennyvízben az egyik legproblémásabb probléma az AAO rendszerekben. A hibaelhárítás során az emberek általában azt fontolgatják: elegendő-e a szénforrás? Az iszap jó állapotban van? Kell-e hozzáadni foszforeltávolító vegyszereket?
Ezek az utasítások mind helyesek, de van egy könnyen figyelmen kívül hagyható ok a -hosszú- túlzott levegőztetésnek.
Az iparban általános a felfogás: minél nagyobb a levegőztetés és minél magasabb az oldott oxigén (DO), annál erőteljesebb az aerob foszforfelvétel, és annál stabilabb a foszforeltávolító rendszer. Ez valójában nem így van,{1}}a túlzott levegőztetés csendesen gyengítheti a biológiai foszforeltávolítás hatékonyságát, és "láthatatlan gyilkossá" teheti. Nem okoz azonnali összeomlást a rendszerben, de fokozatosan gyengíti a polifoszfátot felhalmozódó baktériumok „vitalitását”, ami végül egy különösen zavaró jelenséghez vezet: az anaerob szakasz normális, de a kifolyó víz összfoszfortartalma továbbra is meghaladja a szabványt.
I. Mi is pontosan a biológiai foszforeltávolítás?
Az AAO folyamat a polifoszfát{0}}felhalmozó baktériumokra támaszkodik a foszfor eltávolításához. Két váltakozó folyamatot hajtanak végre anaerob és aerob környezetben:
Anaerob szakasz: A polifoszfát{0}}felhalmozó baktériumok (PAB-k) először a polifoszfátokat bontják le sejtjeikben, így a foszfátokat a vízbe bocsátják, és energiát nyernek. Ezután ezt az energiát arra használják fel, hogy a szennyvízből rövid-láncú zsírsavakat (például ecetsavat) szívjanak fel, és tárolás céljából PHB-vé alakítsák.
Aerob szakasz: A PPB-k lebontják a sejtjeikben lévő PHB-t, hogy energiát nyerjenek. Ezután ezt az energiát arra használják fel, hogy nagy mennyiségű foszfátot szívjanak fel a vízből, polifoszfátokat szintetizálnak, és újra elraktározzák azokat a sejtjeikben.
Végül a foszfor eltávolítása iszapeltávolítással történik: a foszforban{0}}dús PPB-ket a felesleges iszap elvezetésével vezetik ki a rendszerből, így eltávolítják a foszfort a vízből.
Az egész folyamat lényege egyértelmű: Az anaerob szakaszban szintetizált PHB mennyisége közvetlenül meghatározza az aerob szakaszban felvehető foszfor mennyiségét. Elegendő PHB tartalék elegendő foszfor felszívódást eredményez; az elégtelen PHB tartalékok csökkentik a foszfor abszorpciós képességét.
II. Mit tesz tönkre a túlzott levegőztetés?
Normál levegőztetési körülmények között az aerob tartályban lévő oldott oxigén ésszerű tartományon belül marad. A PPB-k szükség szerint fogyasztják a PHB-t, előnyben részesítve a foszfor felszívódását, ami stabil foszforeltávolítást eredményez.
Problémák merülnek fel azonban, ha a levegőztetés túlzott és az oldott oxigén az aerob zónában magas marad: Ha túl magas az oldott oxigén mennyisége, a polifoszfát{0}}akkumuláló baktériumok (PAB) nemcsak a PHB-t használják fel a foszfor felszívására, hanem nagy mennyiségű PHB-t is elfogyasztanak „saját alapvető anyagcseréjük fenntartásához”. Ez a legmegdöbbentőbb jelenség, amelyet a helyszínen figyeltek meg: az anaerob zónában a foszfor felszabadulása teljesen normális, de a szennyvíz összes foszfortartalma nem fog csökkenni.
Az ok valójában nem bonyolult: az anaerob zónában az "élelmiszer tárolási" folyamata nem érinti, az aerob zónában viszont túlzottan fogyasztják a PPA-k PHB-it, így nem marad elegendő energia a foszfor nagymértékű-felvételéhez. Nem képesek felvenni a foszfort a vízből, de egyes PPA-k fordított folyamatban is foszfort bocsátanak ki, ami végső soron túlzott foszfátszinthez vezet a szennyvízben.
III. Valódi eset: ellenőrizetlen levegőztetés, zuhanó foszforeltávolítási hatékonyság
A helyszíni mérési adatok-egyértelműen szemléltetik a problémát: egy szennyvíztisztító telepen az aerob tartály elején lévő DO-t körülbelül 2 mg/l-re szabályozták (ésszerű tartományon belül), de a végén nem volt specifikus szabályozás, és a túlzott levegőztetés hatására a végén lévő DO 5 mg/l fölé emelkedett.
Ennek eredményeként a rendszer foszforeltávolító képessége gyorsan romlott: a kifolyó foszfátszint a normál 0,37 mg/l-ről 5,7 mg/L-re emelkedett; a biológiai foszfor eltávolítási sebesség zuhant, szinte teljesen kudarcot vallott.
Később a karbantartó személyzet az oldott oxigént (DO) a teljes aerob tartályban 2-3 mg/l-en stabilizálta, és a rendszer lassan helyreállt. Körülbelül két hét stabil működés után a szennyvíz foszforszintje 0,89 mg/L-re csökkent, és a foszforeltávolítás hatékonysága visszatért a tervezett értékre.
A túlzott levegőztetés okozta foszfor eltávolítási degradáció nem javítható azonnal a paraméterek beállítása után.
Ha a PHB-t túlzottan fogyasztják, a polifoszfát{0}}felhalmozódó baktériumok "endogén légzés" állapotba kerülnek,{1}}elkezdik lebontani saját sejtanyagukat a túlélés érdekében, károsítva ezzel a baktériumközösség általános aktivitását. A stabil foszforeltávolító képesség helyreállításához a rendszernek elegendő időre van szüksége ahhoz, hogy a polifoszfátot felhalmozódó baktériumok szaporodjanak és újra felhalmozzák a PHB-t. Ez a folyamat általában több naptól több hétig is tart, a károsodás mértékétől függően. Ez is a fő oka annak, hogy sok növény nem lát eredményt a levegőztetés beállítása után-nem arról van szó, hogy a beállítások helytelenek, hanem az, hogy nem megfelelő az idő.
IV. Ez a 3 helyzet a legvalószínűbb, hogy észrevétlenül túl-levegőztetést okoz
1. Esős napok vagy alacsony terhelés{1}}: Ha esik, vagy az ipari szennyvíz mennyisége a szokásosnál kisebb, a befolyó szervesanyag-koncentráció jelentősen csökken. Az iszap kevesebb oxigént fogyaszt, így a szükséges oxigénszint is alacsonyabb. Ha a levegőztetés sebessége változatlan marad, akkor az oxigén nem kerül felhasználásra, ami az oldott oxigén (DO) folyamatos emelkedését okozza, és kimeríti a polifoszfátot{4}}felhalmozó baktériumok PHB-jét. Ha a levegőztetési sebességet nem állítják be azonnal a beáramló terhelés csökkenése után, és a magas levegőztetést hosszabb ideig fenntartják, akkor a túllevegőztetésnek ez a „forr béka” hatása a legálomosabb. A foszfor eltávolítási hatékonysága néhány hónap alatt lassan csökkenhet, amíg hirtelen meghaladja a szabványt.
2. Csak az elülső részre fókuszálás, a hátsó vég figyelmen kívül hagyása: Sok üzem csak az aerob tartály elülső végére szerel fel DO szondákat. Megnyugtatónak érzik magukat, amikor az elülső részén lévő DO normálisnak tűnik, de a hátsó részekben gyakran túl{2}}levegőztetés lép fel. A valóságban, ha az általános levegőztetési arány túl magas, az aerob tartály hátsó vége az a hely, ahol a DO a legvalószínűbb, és itt van a PHB is "végül kimerült".
V. Gyakorlati javaslatok
1. Változtasd meg azt a szokást, hogy "minél magasabb a levegőztetés, annál jobb"
Az aerob tartályban az oldott oxigén (DO) ajánlott szintje 2-3 mg/L között van, és kerülje a 4 mg/l túllépését hosszabb ideig. Különös figyelmet kell fordítani az aerob tartály végén lévő oldott oxigénre, nem csak a felső szintre.
2. Csökkentse proaktívan a levegőztetést alacsony-terhelésű időszakokban
Eső vagy alacsony befolyó koncentráció esetén azonnal csökkentse a levegőztetés sebességét, hogy fenntartsa a polifoszfát{0}}felhalmozódó baktériumok PHB-tartalékát.
3. Használjon alternatív megközelítést a túlzott összfoszfor vizsgálatához
Ha a foszfor felszabadulása az anaerob szakaszban normális, de a kilépő foszfor még mindig magas, ellenőrizze a túlzott levegőztetést. Ellenőrizze a másodlagos ülepítő tartály visszatartási idejét, a visszafolyó folyadék által átvitt DO-t, a túlzott nitrát-nitrogént és az elegendő iszapkibocsátást. Ne adjon hozzá azonnal nagy mennyiségű foszforeltávolító vegyszert,-ez megnöveli a költségeket, és elfedheti a valódi problémát.
4. Legyen türelmes a DO beállítása után
Miután meggyőződött arról, hogy a túlzott levegőztetés a foszfor eltávolításának romlását okozza, csökkentse a DO szintet, és hagyjon egy kis időt a rendszernek. A paraméterek gyakori módosítása ismételten sokkolhatja a baktériumközösséget, lelassítva annak helyreállítását.
5. Akadályozza meg az "oxigén visszaáramlását" Ha az aerob tartályból magas-DO víz az iszap-visszavezetésen vagy a kevert lúg recirkuláción keresztül az anaerob vagy anoxikus tartályba kerül, az megzavarja az anaerob környezetet, és közvetlenül befolyásolja a PHB szintézisét a polifoszfát-felhalmozódó baktériumok által. A recirkulációs rendszernek ideális esetben anoxikus pufferzónával kell rendelkeznie, vagy szabályoznia kell a recirkulációs arányt, hogy csökkentse az oxigénbevitelt.
Végső soron az AAO biológiai foszfor eltávolításának kulcsa nem a levegőztetés drasztikus növelése vagy egyszerűen szénforrások hozzáadása, hanem a PHB „energiaszámlájának” egyensúlyának fenntartása a polifoszfát{0}}felhalmozó baktériumok számára.
Az elégtelen levegőztetés nem megfelelő foszforfelvételhez vezet; a túlzott levegőztetés idő előtt kimeríti a polifoszfát{0}}felhalmozódó baktériumok „lerakódásait”, jelentősen csökkentve vagy akár teljesen meg is szünteti a biológiai foszforeltávolítás hatékonyságát. Az üzemeltetés és karbantartás szempontjából az aerob tartályban lévő oldott oxigén szabályozása a legfontosabb. Ha az összes foszforszint meghaladja a szabványt, több réteg figyelembevétele és további mérések elvégzése gyakran hatékonyabb, mint a paraméterek vak módosítása vagy vegyszerek hozzáadása.
Megjegyzés: A PHB a poli- -hidroxivajsav rövidítése, amely a polifoszfát baktériumok energiatároló anyaga.