+86-15267462807
Taal
Volgens de traditionele biologische denitrificatietheorie omvat het denitrificatietraject doorgaans twee fasen: nitrificatie En denitrificatie . De twee processen van nitrificatie en denitrificatie moeten worden uitgevoerd in twee geïsoleerde reactoren, of in dezelfde reactor met afwisselend anoxische en aerobe omgevingen in tijd of ruimte; in feite hebben mensen in de vroegere periode bij sommige actiefslibprocessen zonder duidelijke anoxische en anaërobe stadia herhaaldelijk het fenomeen van niet-geassimileerd stikstofverlies waargenomen, en het verdwijnen van stikstof is ook vele malen waargenomen in beluchtingssystemen. In deze behandelingssystemen treden nitrificatie- en denitrificatiereacties vaak op onder dezelfde behandelingsomstandigheden en in dezelfde behandelingsruimte. Daarom worden deze verschijnselen gelijktijdige nitrificatie/denitrificatie (SND) genoemd.
Synchrone nitrificatie- en denitrificatietechnologie (SND) is om tegelijkertijd nitrificatie-, denitrificatie- en koolstofverwijderingsreacties in dezelfde reactor te produceren. Het doorbreekt de traditionele opvatting dat nitrificatie en denitrificatie niet tegelijkertijd kunnen plaatsvinden, vooral onder aërobe omstandigheden kan denitrificatie ook optreden, waardoor gelijktijdige nitrificatie en denitrificatie mogelijk is.
Nitrificatie verbruikt alkaliteit, en denitrificatie produceert alkaliteit. Daarom kan SND de pH-waarde in de reactor effectief stabiel houden, zonder zuur-base neutralisatie en externe koolstofbron; bespaar het reactorvolume, verkort de reactietijd en verminder het drijven van slib in de secundaire sedimentatietank door de concentratie nitraatstikstof te verminderen. Daarom is SND een onderzoekshotspot voor biologische denitrificatie geworden. Met betrekking tot de haalbaarheid van biologische denitrificatie van SND zijn er momenteel drie hoofdvisies vanuit verschillende perspectieven:
Macro-milieuperspectief: Deze visie gaat ervan uit dat er geen volledig uniforme mengtoestand bestaat, en dat een ongelijkmatige DO-verdeling in de reactor aerobe, anoxische en anaerobe gebieden kan vormen. Denitrificatie kan plaatsvinden onder anoxische/anaërobe omstandigheden in dezelfde bioreactor. SND kan worden bereikt door de verwijdering van organisch materiaal en de nitrificatie van ammoniak-stikstof in de aërobe omgeving van de sectie te combineren.
Micro-omgevingsperspectief: deze opvatting houdt in dat de anoxische micro-omgeving in de microbiële vlokken de belangrijkste oorzaak is van SND, dat wil zeggen dat er vanwege de diffusie- (overdrachts)beperking van zuurstof een opgeloste zuurstofgradiënt in de microbiële vlokken bestaat, waardoor een micro-omgeving ontstaat. dat bevorderlijk is voor gelijktijdige nitrificatie en denitrificatie.
Biologisch perspectief: Deze visie houdt in dat het bestaan van speciale microbiële populaties wordt beschouwd als de belangrijkste oorzaak van SND. Sommige nitrificerende bacteriën kunnen naast de normale nitrificatie ook denitrificatie uitvoeren. Nederlandse wetenschappers hebben pantotrofe zwavelkokken geïsoleerd die zowel aerobe nitrificatie als aerobe denitrificatie kunnen uitvoeren. Sommige bacteriën werken met elkaar samen om opeenvolgende reacties uit te voeren om ammoniak om te zetten in stikstofgas, waardoor het mogelijk wordt om de biologische denitrificatie in dezelfde reactor onder dezelfde omstandigheden te voltooien.
Op dit moment zijn er veel microbiologische onderzoeken en verklaringen over biologische denitrificatie, maar deze zijn niet perfect, en het begrip van het SND-fenomeen is nog in ontwikkeling en onderzoek. De micro-omgevingstheorie wordt algemeen aanvaard. Vanwege het bestaan van een opgeloste zuurstofgradiënt is de concentratie opgeloste zuurstof op het buitenoppervlak van microbiële vlokken of biofilms hoog, voornamelijk aërobe nitrificerende bacteriën en ammonificerende bacteriën; diep van binnen wordt de zuurstofoverdracht geblokkeerd en wordt een grote hoeveelheid externe opgeloste zuurstof verbruikt, wat resulteert in anoxische zones, waar denitrificerende bacteriën de dominante soort zijn, wat kan leiden tot het optreden van gelijktijdige nitrificatie en denitrificatie. Deze theorie verklaart het probleem van het naast elkaar bestaan van verschillende stammen in dezelfde reactor, maar er is ook een defect, namelijk het probleem van organische koolstofbronnen. Organische koolstofbronnen zijn zowel elektronendonoren voor heterotrofe denitrificatie als remmers van het nitrificatieproces. Wanneer de organische koolstofbron in het rioolwater door de aërobe laag gaat, wordt deze eerst geoxideerd door aërobe oxidatie. De denitrificerende bacteriën in de anoxische zone kunnen geen elektronendonoren verkrijgen, wat de denitrificatiesnelheid verlaagt en de denitrificatie-efficiëntie van SND kan beïnvloeden. Daarom moet het mechanisme van gelijktijdige nitrificatie en denitrificatie nog verder worden verbeterd.
MBBR is een nieuw type efficiënte reactor die de gesuspendeerde groei-actiefslibmethode en de aangehechte groei-biofilmmethode combineert. Het basisontwerpprincipe is om het gesuspendeerde vulmiddel met een soortelijk gewicht dat dicht bij water ligt, direct toe te voegen en in water in de reactietank te kunnen suspenderen als een actieve drager van micro-organismen. Het gesuspendeerde vulmiddel kan veelvuldig en meerdere keren in contact komen met rioolwater en geleidelijk een biofilm (film) op het oppervlak van het vulmiddel laten groeien, wat het massaoverdrachtseffect van verontreinigende stoffen, opgeloste zuurstof en biofilm versterkt, dat wil zeggen dat MBBR "mobiele biofilm" wordt genoemd. ". Gebaseerd op het onderzoek naar het SND-mechanisme tot nu toe, gecombineerd met micro-omgevings- en biologische theorie, is de mogelijke reactiemodus van SND in MBBR-biofilm dat aërobe ammoniakoxiderende bacteriën, nitrietoxiderende bacteriën en aërobe denitrificerende bacteriën verspreid in de aerobe laag van de biofilm samenwerken met anaerobe ammoniakoxiderende bacteriën, autotrofe nitrietbacteriën en denitrificerende bacteriën verdeeld in de biologische anoxische laag, en uiteindelijk het doel van denitrificatie bereiken.
MBBR vertrouwt op de beluchting en waterstroom in de beluchtingstank om de drager in een gefluïdiseerde toestand te brengen, waardoor gesuspendeerd actief slib en aangehechte biofilm wordt gevormd, waardoor de voordelen van zowel aangehechte als gesuspendeerde fase-organismen ten volle worden benut, en niet alleen macroscopische en microscopische aerobe en anaerobe omgevingen, maar ook het oplossen van de geschillen over DO en koolstofbronnen tussen autotrofe nitrificeerders, heterotrofe denitrificeerders en heterotrofe bacteriën. Daarom kan MBBR het kinetische evenwicht bereiken van de twee processen van nitrificatie en denitrificatie, heeft het zeer goede omstandigheden voor gelijktijdige nitrificatie en denitrificatie, en kan MBBR gelijktijdige nitrificatie, denitrificatie en denitrificatie bereiken.
De belangrijkste technologie om MBBR gelijktijdige nitrificatie en denitrificatie te bereiken is het beheersen van de reactiekinetische balans van nitrificatie en denitrificatie in MBBR, het oplossen van het DO-geschil tussen autotrofe nitrificeerders en heterotrofe bacteriën en het koolstofbrongeschil tussen denitrificeerders en heterotrofe bacteriën, enz. Daarom is de De belangrijkste controlefactoren zijn: koolstof-stikstofverhouding, opgeloste zuurstofconcentratie, temperatuur en pH, enz.
De technische sleutel van de MBBR-methode ligt in biologische vulstoffen met een soortelijk gewicht dat dicht bij dat van water ligt en gemakkelijk onder licht roeren vrij met water kan bewegen. Meestal zijn de vulstoffen gemaakt van polyethyleen plastic. De vorm van elke drager is een kleine cilinder met een diameter van 10 mm en een hoogte van 8 mm. Er zijn kruissteunen in de cilinder en uitstekende verticale vinnen aan de buitenwand. Het holle deel van de vulstof is goed voor 0,95 van het totale volume, dat wil zeggen dat in een container vol water en vulstoffen het watervolume in elke vulstof 95% is. Rekening houdend met de rotatie van het vulmiddel en het totale containervolume, wordt de vulverhouding van het vulmiddel gedefinieerd als het deel van de ruimte dat door de drager wordt ingenomen. Om het beste mengeffect te bereiken, bedraagt de maximale vulverhouding van het vulmiddel 0,7. Theoretisch wordt het totale specifieke oppervlak van het vulmiddel gedefinieerd aan de hand van het aantal specifieke oppervlakken van biologische dragers per volume-eenheid, dat doorgaans 700 m2/m3 bedraagt. Wanneer de biofilm in de drager groeit, bedraagt het werkelijke effectieve specifieke oppervlak ongeveer 500 m2/m3.
Dit type biologisch vulmiddel bevordert de hechting en groei van micro-organismen aan de binnenkant van het vulmiddel, waardoor een relatief stabiele biofilm ontstaat en het gemakkelijk is om een gefluïdiseerde toestand te vormen. Wanneer de voorbehandelingseisen laag zijn of het rioolwater een grote hoeveelheid vezels bevat, zoals wanneer de primaire bezinkingstank niet wordt gebruikt voor gemeentelijke rioolwaterzuivering of bij de behandeling van afvalwater voor de papierproductie dat een grote hoeveelheid vezels bevat, kan een biologisch vulmiddel met een kleiner specifiek oppervlak worden gebruikt. gebied en er wordt een groter formaat gebruikt. Wanneer er sprake is van een goede voorbehandeling of er wordt gebruik gemaakt van nitrificatie, wordt gebruik gemaakt van een biologische vulstof met een groot specifiek oppervlak.
De DO-concentratie is een belangrijke beperkende factor die de gelijktijdige nitrificatie en denitrificatie beïnvloedt . Door de DO-concentratie te controleren, kunnen aerobe zones of anoxische zones worden gevormd in verschillende delen van de biofilm, waardoor de fysieke omstandigheden ontstaan om gelijktijdige nitrificatie en denitrificatie te bereiken.
Theoretisch gezien kan DO, wanneer de DO-concentratie te hoog is, in de biofilm doordringen, waardoor het moeilijk wordt om anoxische zones binnenin te vormen, en een grote hoeveelheid ammoniakstikstof wordt geoxideerd tot nitraat en nitriet, zodat de effluent-TN nog steeds erg hoog is; integendeel, als de DO-concentratie erg laag is, zal dit een groot deel van de anaerobe zones in de biofilm veroorzaken, en zal het denitrificatievermogen van de biofilm worden verbeterd (de concentraties van nitraat en nitriet in het effluent zijn zeer laag), maar als gevolg van onvoldoende DO-toevoer neemt het nitrificatie-effect van het MBBR-proces af, waardoor de ammoniak-stikstofconcentratie in het effluent toeneemt, waardoor het effluent TN toeneemt, wat het uiteindelijke behandelingseffect beïnvloedt.
Door onderzoek werd uiteindelijk een optimale DO-waarde voor MBBR-behandeling van stedelijk huishoudelijk afvalwater verkregen: wanneer de DO-concentratie hoger is dan 2 mg/L, heeft DO weinig effect op het nitrificatie-effect van MBBR, de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof kan 97% bereiken. -99%, en de ammoniak-stikstof uit het afvalwater kan onder de 1,0 mg/l worden gehouden; wanneer de DO-concentratie ongeveer 1,0 mg/l bedraagt, bedraagt de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof ongeveer 84% en is de ammoniakstikstofconcentratie in het effluent aanzienlijk toegenomen. Bovendien mag de DO in de beluchtingstank niet te hoog zijn. Een te hoog opgeloste zuurstofgehalte kan ervoor zorgen dat de organische verontreinigende stoffen te snel worden afgebroken, wat resulteert in een gebrek aan voeding voor micro-organismen, en het actieve slib is gevoelig voor veroudering en losse structuur. Bovendien zal een te hoge DO teveel energie verbruiken, wat ook economisch ongeschikt is.
86 - 571 - 88647609
+ 86-15267462807
Engels
عربي
Spaans