Tretman mikwòb amelyore nan dlo ize lay lè l sèvi avèk MBBR + A/O Pwosesis
Apèsi sou lekòl la
Dlo ize layprensipalman soti nan pwosesis tranche ak rense pandan pwosesis lay. Li karakterize pagwo konsantrasyon nan matyè òganik, snivo enpòtan nan nitwojèn ak fosfò, epi li gen yon gwo kantite alizin. Allicin (diallyl thiosulfinate) se yon likid temèt ki responsab pou odè pike nan lay epi li se chimikman enstab ak trè reyaktif. Allicin ka anpeche kwasans divès mikwo-òganis. Dechaje dlo ize lay ki gen gwo konsantrasyon san tretman lakòz gwo enpak sou anviwònman an. Gen kèk chèchè ki te itilize teknik tankou filtraj manbràn, oksidasyon Fenton, ak mikwo-elektwoliz, men metòd sa yo pa te efikas pou trete dlo ize lay, ak itilizasyon gwo dòz pwodui chimik ogmante depans tretman ki vin apre yo. Anpil entelektyèl te pwopoze metòd tretman byolojik lè l sèvi avèk pwosesis anaerobik -aerobik konbine. Sepandan, akòz pwopriyete anti-bakteri allicin, mikwo-òganis yo difisil pou kiltive, epi efikasite tretman an pa ideyal. Se poutèt sa, konsantre nan tretman byolojik se nankiltive ak aklimatize tansyon mikwòb ki kapab adapte yo ak dlo ize lay epi amelyore byodegradasyon yo..
Etid sa a enplike kiltivasyon ak tès depistajtansyon bakteri efikas nan degradasyon dlo ize lay, ki te Lè sa a, prezante nan yonMoving Bed Biofilm Reactor (MBBR). Sèvi ak depo inokulasyon ak yon metòd fòmasyon biofilm ki ogmante -koule, yo te etabli biofilm pou amelyore retire nitwojèn ak fosfò nan dlo ize a. Sa a te swiv pa plis tretman byochimik A/O (Anoxic/Oxic). Dapre GB18918 -2002 estanda, COD efluan ak Amonyak Azòt (NH₃-N) nivo ka satisfè estanda segondè (COD: 100 mg/L, NH₃-N: 25-30 mg/L). Pwosesis sa a efektivman diminye kontni an òganik nan efluan an, bese difikilte pou etap tretman ki vin apre yo.
1. Seksyon eksperimantal
1.1 Pwosesis Flow Design
Koule pwosesis jeneral pou tretman dlo ize lay yo montre nanFigi 1, ak eleman debaz la ke yo tebiodegradasyon nan sistèm MBBR + A/O. Twa souch tès depistaj ak izole efikas nan degrade dlo ize lay - Alcaligenes sp., Acinetobacter sp., ak Achromobacter sp. – yo te melanje ak labou aktive epi yo te entwodui nan inite MBBR la pou fasilite demaraj rapid li yo-.
1.2 MBBR + A/O Tretman Pwosesis
Apre yo fin pase nan ekran koryas ak amann pou retire solid ki sispann, dlo ize lay la ponpe dirèkteman nan MBBR la. Kalite enfliyan yo montre nanTablo 1. Efluan ki soti nan MBBR a ap koule dirèkteman nan sistèm A/O a. Akòz kontni an òganik ki ba nan effluent MBBR la, dlo ize kri lay yo ajoute kòmsadwa nan tank Oxic (O) pou konplete sous kabòn pou pwosesis A/O. Pou teste rezistans enpak sistèm lan, pousantaj chajman òganik MBBR la te ogmante piti piti pandan operasyon kontinyèl, epi yo te kontwole bon jan kalite efluan an.
1.3 Paramèt Pwosesis
1.3.1 Oksijèn ki fonn (DO)
Twòp wo DO nan biofilm a ka anpeche denitrifikasyon, sa ki lakòz MBBR a pèdi kapasite similtane nitrifikasyon li yo ak denitrifikasyon. DO ki twò ba ka mennen nan pwopagasyon bakteri filaman, ki afekte bon jan kalite efluan ak anpeche pwosesis nitrifikasyon an.
1.3.2 Tan Retansyon Idwolik (HRT)
Yon HRT twò kout lakòz kondisyon reyaksyon entans, kote dlo ize ki gen pifò matyè òganik yo dechaje anvan yo absòbe konplètman. Aflu kontinyèl kenbe mikwo-òganis nan yon eta konstan nan byodegradasyon, diminye efikasite ak ogmante konsomasyon enèji. Yon HRT twò long mennen nan rediksyon nan eleman nitritif; san eleman nitritif, mikwo-òganis diminye aktivite yo ak demann metabolik yo pou jis kenbe siviv.
1.3.3 Pwopòsyon kabòn-a-Azòt (C/N)
Yon rapò C/N ki ba ka mennen nan kataliz konvèsyon amonyak nan lòt sibstans, ki afekte retire nitwojèn amonyak. Li tou fasil lakòz filaman bulking, kwasans kontinyèl ki afekte flokulasyon, ki mennen nan bulking depo ak depo k ap flote. Yon gwo rapò C / N se favorab pou byodegradasyon mikwòb ak kwasans, ogmante chaj la òganik sou mikwo-òganis yo.
1.4 MBBR Biofilm Kòmanse-
Demare Biofilm-: Yo te itilize metòd pou ogmante depo a + koule -.. MBR-labou aktive anrichi te inokule nan raktor a, ak yon premye konsantrasyon Likè Melanje Sispansyon Solid (MLSS) apeprè 5.82 g/L. Aere te kòmanse, ak transpòtè polyethylene yo te ajoute nan raktor a ak yonrapò ranpli apeprè 60%. LaFÈnan raktor a te kontwolepi wo pase 4.0 mg/L. Pousantaj koule enfliyan an te ogmante pa etap nan ogmantasyon 20 L / h: 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 L / h, ak chak pousantaj koule kenbe pou 1 jou. Pa gen okenn depo gaspiye pandan faz sa a. Yon biofilm jòn limyè te fòme sou sifas transpòtè yo kote mikwo-òganis tache ak grandi. Apre demaraj biofilm siksè-, operasyon ki estab kontinye, kenbe yonTan Retansyon Boue (SRT) nan 30 jou. Pandan operasyon ki estab, yo te ajiste to loading òganik MBBR pou obsève enpak li sou COD, nitwojèn, ak retire fosfò.
2. Rezilta ak Diskisyon
2.1 Analiz Kalite Efluan MBBR pandan Biofilm Start-up
Entansite aere nan MBBR a te ajiste pou kontwole konsantrasyon DO a. Lè DO te pi ba pase 4.0 mg/L, entansite aere a pa t ase pou sipòte inifòm, gwo -koule mouvman ajite nan transpòtè yo, anpeche bon jan melanje ak fè li difisil yo fòme yon biofilm sou sifas konpayi asirans yo. Lè DO te ant 4.0-6.0 mg/L, transpòtè yo byen melanje ak depo aktive ak dlo ize. Yo te obsève yon chanjman koulè soti nan blan a jòn-mawon sou transpòtè yo, ki endike siksè mikwòb atachman ak kwasans anba entansite aere sa a, jan yo montre nanFigi 2.
Yo montre koub varyasyon COD enfliyan ak efluan pandan faz demaraj-leve a nanFigi 3 (a). Diminisyon inisyal la nan efikasite tretman an te akòz kantite ki ba anpil nan mikwo-òganis tache sou transpòtè yo; degradasyon an pa mikwo-òganis nan depo a aktive pou kont li te ensifizan yo retire gwo kantite òganik yo. Kòm kòmansman an te pwogrese, kantite mikwo-òganis ki tache sou transpòtè yo te ogmante, piti piti fòme yon biofilm. Konsantrasyon COD efluan an estabilize piti piti, ak efikasite retire COD estabilize pi wo pase 90%.
Koub varyasyon MBBR enfliyan ak efluan NH₃-N montre nanFigi 3(b). Nitrifikasyon an pa bakteri aerobic nan depo a aktive efektivman retire nitwojèn amonyak. Apati jou 7, konsantrasyon NH₃-N enfliyan an ogmante piti piti. Nan jou 23, byenke NH₃-N enfliyan an te toujou ap ogmante, to retire a ogmante tou. Sa a se paske bakteri nitrifying grandi tou dousman okòmansman; ak tan, popilasyon yo te ogmante, biofim nan matirite, ak pousantaj la retire NH₃-N piti piti ogmante ak estabilize.
Yo montre koub varyasyon MBBR enfliyan ak efluan TNFigi 3(c). Kontrèman ak retire nitwojèn amonyak, efikasite nan retire TN diminye okòmansman. Sa a se paske anviwònman an raktor te gen ase oksijèn ak sous kabòn, limite kwasans lan nan bakteri denitrifyan. Sepandan, kòm biofilm a te fòme, efikasite retire TN te kòmanse amelyore. Nan jou 20, byenke konsantrasyon TN enfliyan an te ogmante, TN efluan an ak pousantaj retire estabilize, ki varye ant 50%-60%.
Yo montre koub varyasyon MBBR enfliyan ak efluan TPFigi 3(d). Depi nan kòmansman-jiska operasyon ki estab, pousantaj pou retire TP la rete estab. Malgre ke konsantrasyon TP enfliyan an te wo okòmansman epi li te diminye pita, efikasite nan retire pa montre okenn chanjman enpòtan, ki endike kapasite sistèm nan pou retire fosfò. Yo te kenbe pousantaj retire TP nan sistèm nan ant 80%-90%.
An rezime,kenbe sistèm MBBR DO ant 4-6 mg / L, yon biofilm ki gen matirite devlope apre 20 jou nan manje kontinyèl.. Konpare ak pwosesis tradisyonèl aktive depo, sistèm MBBR ofri rezistans enpak fò ak efikasite tretman segondè, efektivman diminye difikilte pou etap tretman ki vin apre pou dlo ize tretman lay.
2.2 Analiz Kalite efluan pandan operasyon ki estab
Apre faz demaraj -biofilm a, biofim nan matirite. Pou teste rezistans enpak sistèm MBBR la, yo te ogmante pousantaj chaj òganik pandan operasyon ki estab.
Yo montre koub varyasyon MBBR enfliyan ak COD efluan pandan operasyon ki estabFigi 4 (a). Soti nan jou 1-5, ak flo konstan, efikasite retire COD rete pi wo a 95%, ak konsantrasyon COD efluan rive nan anviwon 100 mg / L. Soti nan jou 5-20, to flo a te ogmante, piti piti ogmante loading òganik la soti nan 20 kgCOD / m³·d a 30 kgCOD / m³·d. Pa gen okenn chanjman enpòtan nan efikasite retire obsève, ak COD efluan rete ant 80-100 mg / L, demontre gwo rezistans enpak. Apre jou 20, to flo a te ogmante plis, kontinyèlman ogmante loading òganik nan raktor a soti nan 30 kgCOD/m³·d a 37 kgCOD/m³·d, konsève pou 5 jou. Kapasite pou retire COD MBBR a rete pi wo pase 95%.
Figi 4(b) ak (c)montre koub varyasyon pou NH₃-N ak TN, respektivman, pandan operasyon ki estab. Soti nan jou 1-5, ak flo konstan, biofilm MBBR montre nitrifikasyon ak denitrifikasyon similtane. Bakteri nitritif aerobic ki tache ak kouch ekstèn nan biofilm, konplètman melanje ak dlo ize a anba aere, konsome sous nitwojèn enpòtan atravè nitrifikasyon. Bakteri denitrifye nan kouch anoksik enteryè a efektivman retire nitwojèn nitrat atravè denitrifikasyon. Soti nan jou 5 a 20, pandan to flo a ogmante, efikasite nan retire NH₃-N ak TN okòmansman diminye anpil. Apre apeprè 7 jou nan operasyon kontinyèl, sistèm nan piti piti adapte. Malgre ke efikasite nan retire pou NH₃-N ak TN Lè sa a, te ogmante, li te rete pi ba pase pandan peryòd ki ba -koule. Anba aflu konstan, retire NH₃-N rive nan plis pase 90%, ak efluan NH₃-N ant 10-15 mg/L, epi retire TN te fondamantalman kenbe pi wo a 80%, ak efluan TN alantou 30 mg/L. Apre ogmante flo a ak sistèm nan rive nan yon nouvo balans anba enpak kontinyèl, NH₃-N retire estabilize alantou 80%, ak efluan NH₃-N ant 50-70 mg / L, ak retire TN alantou 60%, ak efluan TN pi ba pase 50 mg / L.
Koub varyasyon pou TP pandan operasyon ki estab yo montre nanFigi 4(d). Konsantrasyon TP efluan an te fondamantalman kenbe alantou 10 mg / L. Okòmansman, ak konstan koule ba ak ba konsantrasyon enfliyan TP, efè tretman an te limite. Kòm to flo a ak konsantrasyon TP enfliyan ogmante, efikasite tretman segondè te reyalize pandan faz enpak la ak operasyon an chaj segondè -ki vin apre, ak to a retire TP fluktue alantou 90%.
An rezime,anba gwo chòk chaj òganik, efikasite retire COD sistèm lan te rete lajman chanje, men retire NH₃-N ak TN diminye plis anpil.. Lè chajman òganik la te rive nan maksimòm 37 kgCOD/m³·d, efikasite retire sistèm nan pou NH₃-N ak TN diminye anpil.
2.3 Analiz Kalite Efluan nan MBBR + A / O Sistèm
Apre faz demaraj -biofim nan ak yon mwa nan operasyon ki estab, yo te ajoute yon pwosesis A/O en pou tretman avanse nan effluent MBBR la. Ogmantasyon gradyan nan to flo yo te aplike pou ogmante loading an jeneral òganik, vize detèmine to a flo optimal, ki koresponn ak HRT la pi bon.
Koub varyasyon COD yo montre nanFigi 5 (a). To flo a ogmante sekans: 100, 120, 130, 150, 170 L / h. Depi nan kòmansman rive nan vitès maksimòm koule, chaj òganik sou sistèm MBBR la te ogmante de 20 kgCOD/m³·d rive 37 kgCOD/m³·d. Efluan final la nan sistèm konbine a rete estab, ak konsantrasyon COD pi ba pase 100 mg / L. Anba gwo chòk chaje òganik soutni, sistèm MBBR a byen, byenke COD efluan li yo te montre yon ti ogmantasyon lè to koule a te rive nan 150 L / h. Apre yo fin kenbe pousantaj koule 170 L / h pandan plizyè jou, yo te obsève yon tandans aparan anwo nan COD efluent MBBR la. Sepandan, ak pwosesis A/O ki vin apre a, efluan final sistèm konbine te toujou kenbe pi ba pase 100 mg/L. Sa a endike ke menm anba gwo chòk loading òganik nan 37 kgCOD / m³·d, pwosesis la konbine toujou gen yon efè retire fò sou dlo ize pwosesis lay.
Yo montre koub varyasyon pou NH₃-N ak TNFigi 5(b) ak (c), respektivman. Dlo ize tretman lay gen gwo konsantrasyon nitwojèn amonyak ak nitwojèn total, sa ki ka ogmante plis sou tan akòz oksidasyon. Tipikman, konsantrasyon nitwojèn amonyak varye ant 300-500 mg / L, ak nitwojèn total soti nan 450-600 mg / L. Anba nitrifikasyon ak denitrifikasyon similtane nan MBBR a, retire nitwojèn amonyak te pi efikas, gen anpil chans paske bakteri nitrifikasyon yo itilize dlo ize a pi efikas anba aere. Bakteri denitrifye mande pou kondisyon anoksik epi souvan depann sou konsome kabòn òganik pou denitrifikasyon. Lè w ap ogmante pousantaj koule a, efikasite nan retire NH₃-N ak TN te konsiderasyon prensipal la. Soti nan jou 1-4, akòz to koule ki ba ak modere NH₃-N, pousantaj retire NH₃{-N rete pi wo pase 90%, ak efikasite retire TN piti piti ogmante. Imedyatman, to flo a te siyifikativman ogmante. Li te klèman obsève ke kòm to a aflu ogmante, konsantrasyon yo efluan nan NH₃-N ak TN nan diferan etap sekans ogmante, ak pi gwo pousantaj aflu ki mennen nan pi wo konsantrasyon efluan. Kòm pousantaj koule a te ogmante, byomass la sou transpòtè biofilm yo te ogmante, amelyore nitrifikasyon, kote nitwojèn amonyak soksid pa nitritif bakteri nitrat ak nitrite anba oksijèn.
Yo montre koub varyasyon konsantrasyon TP laFigi 5(d). Bay gwo enfliyan COD ak TN konsantrasyon, teyorik optimal konsantrasyon TP pou kwasans mikwòb pi wo pase 100 mg / L. Sepandan, konsantrasyon TP enfliyan an te byen lwen anba kondisyon teyorik sa a. Se poutèt sa, konsantrasyon TP efluan MBBR rete alantou 10 mg / L, epi konsantrasyon final TP efluan sistèm konbine yo te kenbe ant 2-3 mg / L.
Karakteristik labou sistèm MBBR ak sistèm A/O ki vin apre a anvan ak apre operasyon yo te mezire, jan yo montre nanTablo 2.
An rezime,lè yo te ogmante pousantaj koule a a 150 L / h, to yo retire pou COD, NH₃-N, TN, ak TP te pi wo pase sa yo ki nan lòt pousantaj koule.. HRT a nan to koule sa a te 27 èdtan. Anplis de sa, konsantrasyon boue nan tou de sistèm MBBR ak A/O ogmante anpil apre operasyon.
3. Konklizyon
Apre fòmasyon biofilm nan MBBR a, efikasite pou retire COD, NH₃-N, TN, ak TP te estab. Pandan yon mwa nan operasyon kontinyèl nan kondisyon ki estab, retire COD rive nan plis pase 95%, NH₃-N ak retire TN estabilize alantou 80%, ak retire TP estabilize alantou 90%.
Efluan MBBR te trete plis nan sistèm A/O. Pwosesis konbine a ta ka kenbe tèt ak yon chaj òganik jiska 37 kgCOD / m³·d. Operasyon an pi bon pou pwosesis la an jeneral te anba yon HRT nan 27 èdtan. COD final efluan an estabilize anba 100 mg/L, NH₃-N ant 10-20 mg/L, TN anba 30 mg/L, ak TP anba 10 mg/L. Konsantrasyon labou nan sistèm MBBR apre operasyon an te 8.5 g/L, ak nan sistèm A/O te 4.1 g/L, tou de siyifikativman pi wo pase anvan operasyon an, ki endike yon ogmantasyon sibstansyèl nan byomass mikwòb. Nivo nitwojèn COD ak amonyak apre tretman byolojik te rankontre estanda egzeyat segondè GB18918-2002. Pou plis tretman, teknoloji avanse oksidasyon Fenton ta ka itilize pou tretman pwofon nan efluan trete byolojik la pou reyalize estanda egzeyat premye nivo.