على الرغم من أن طريقة AO و AAO تنتمي إلى طريقة معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية ، إلا أن البحوث المقارنة بين الاثنين نادرة التقارير ، من خلال مقارنة نوعية المياه قبل وبعد تحسين تكنولوجيا محطة معالجة مياه الصرف الصحي في مقاطعة جييانغ ، أجريت تحليل مقارن لعمليتين معالجة مياه الصرف الصحي ، وتوفير أساس معين لاختيار تكنولوجيا محطة معالجة مياه الصرف الصحي في المدن.

أولاً ، تحليل مقارن لأداء إزالة AO و AAO

  1 - مقارنة أداء إزالة COD

  القدرة على إزالة المواد العضوية لعملية معالجة مياه الصرف الصحي هي واحدة من المؤشرات الرئيسية لتميز كفاءة العملية، وحجم COD يعكس بشكل مباشر كمية محتوى المواد العضوية في مياه الصرف الصحي

  من خلال معالجة البيانات على التوالي في اثنين من العمليات التركيز COD ومعدل إزالة COD، اختبار الاختلاف الملحوظ، أظهرت النتائج: اثنين من العمليات التركيز COD المياه المدخلة لا فرق ملحوظ، COD المياه المخرج، معدل إزالة الاختلاف ملحوظ، عملية AAO لإزالة COD أفضل بكثير من عملية AO.

  والسبب يكمن في أن تفاعل إزالة النيتروجين في قسم نقص الأكسجين في عملية AO يمكن أن يستهلك جزءًا من المواد العضوية في مياه الصرف الصحي ، ولكن يتم إزالة معظم المواد العضوية عن طريق التحلل الهوائي ، في حين أن وقت البقاء الهيدروليكي في قسم الهوائية في عملية AO في المرحلة الأولى من مشروع محطة معالجة مياه الصرف الصحي في مقاطعة جييانغ قصير ، وحجم حوض التهوية صغير ، وكمية التهوية غير كافية ، مما يؤدي إلى تأثير إزالة المواد العضوية غير جيد.

  في عملية AAO ، يتم تحويل معظم المواد العضوية في الجزء اللاهوائي من قبل البكتيريا الفوسفورية إلى PHB وتخزينها في الخلايا ، وتتم إزالة جزء من المواد العضوية في الجزء من نقص الأكسجين من خلال تفاعل إزالة النيتروجين ، وعندما تدخل مياه الصرف الصحي في الجزء الهوائي ، فإن تركيز COD يقترب أساسا من معايير الانبعاث ، وسيتم تحلل المزيد في الجزء الهوائي.

  وقد أظهرت الدراسات أن معدل إزالة COD في الجزء اللاهوائي من عملية AAO يمكن أن يصل إلى أكثر من 80٪ ، في حين أن معدل الإزالة في الجزء المنقوص في الأكسجين أقل من 10٪ في المتوسط.

2 - مقارنة أداء التخلص من النيتروجين

  في السنوات الأخيرة ، مع تزايد درجة التغذية الفائقة في جودة المياه البيئية والارتفاع المستمر في معايير انبعاثات مياه الصرف الصحي ، أصبح البحث عن عملية فعالة لإزالة النيتروجين واحدة من القضايا الهامة في تصميم محطة معالجة مياه الصرف الصحي الحالية.كل من عملية AAO وعملية AO لديها وظيفة إزالة النيتروجين البيولوجية، وكلتين العمليات نفس مبدأ إزالة النيتروجين، وكلاهما إزالة النيتروجين إزالة النيتروجين.

  من خلال تجارب الاختلاف الكبير في تركيز TN في المياه المخرجة من العمليتين ومعدل إزالة TN ، أظهرت النتائج: لا يوجد فرق كبير في المياه المخرجة من العمليتين ، أما في المياه المخرجة ومعدل إزالة TN ، فهي اختلافات كبيرة ، وإزالة TN في عملية AAO أفضل بكثير من عملية AO.

  في عملية إزالة النيتروجين من النيتروجين ، النيتروجين هو المادة الرئيسية في إجمالي النيتروجين في المياه الناتجة ، ويمكن أن يكون معدل إزالة النيتروجين في قطاع نقص الأكسجين أعلى من 90٪.وأشارت الدراسات إلى أن التحكم في تركيز النترات في المياه الناتجة من منطقة نقص الأكسجين من 1mg / L ~ 2mg / L ، يمكن زيادة معدل إزالة TN إلى أقصى حد ، ويمكن الاستفادة الكاملة من COD لتحسين قدرة إزالة النتر في منطقة نقص الأكسجين.يحتوي مزيج المنطقة الهوائية على كمية كبيرة من النيتروجين النيتروجيني ، من خلال الدورة الداخلية العائدة إلى منطقة نقص الأكسجين ، في منطقة نقص الأكسجين لإجراء تفاعل إزالة النيتروجين.

  HRT في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في مقاطعة جييانغ في قسم نقص الأكسجين من عملية AO قصيرة جدا ، 1.8h فقط ، أقل من 3.46h من عملية AAO ، ونسبة العودة الداخلية هي 50٪ ~ 100٪ ، أقل من عملية AAO 150٪ ~ 250٪ ، مما يؤدي إلى وظيفة إزالة النيتروجين أقل من AAO.وآثار عملية إزالة النيتروجين AO أقل من عملية AAO مستقرة، وتتأثر بالعوامل الخارجية (درجة الحرارة، نسبة C / N، إلخ).

3، مقارنة أداء إزالة الفوسفور

  محتوى الفوسفور في المياه المفرط ، مما يؤدي أيضا إلى التكاثر الكبير للكائنات الحية الدقيقة ، والعوالق النمو المزدهر ، ظهرت حالة الغذاء الثاني.إن ظهور تكنولوجيا إزالة الفوسفور من النيتروجين هو انفراجة في نظرية إزالة الفوسفور البيولوجية التقليدية ، ولا يمكن أن يحل التناقضات الموجودة في العملية التقليدية فحسب ، بل يساعد أيضًا على تحقيق المعالجة المستدامة لمياه الصرف الصحي.

  من خلال تجارب الاختلاف الكبير في تركيزات المياه المخرجة من العمليتين ومعدل إزالة المياه المخرجة من العمليتين ، أظهرت النتائج: لا يوجد فرق كبير في المياه المخرجة من العمليتين ، ومعدل إزالة المياه المخرجة من المياه.

  والسبب في ذلك هو أن عملية AO لم يتم تعيين جزء لا هوائي من إطلاق الفوسفور في المرحلة الأولى من مشروع محطة معالجة مياه الصرف الصحي في مقاطعة جييانغ ، وفي عملية إزالة الفوسفور البيولوجية ، فإن البكتيريا متعددة الفوسفور فقط في قسم لا هوائي لإطلاق الفوسفور الكافي ، يمكن أن تضمن امتصاص الفوسفور جيد في قسم نقص الأكسجين والقسم الهوائي ، وإزالة الفوسفور في هذه العملية فقط من خلال استيعاب الكائنات الدقيقة.

  وإزالة الفوسفور في عملية AAO يتم بشكل رئيسي بواسطة بكتيريا الفوسفورية.بشكل عام ، كمية الفوسفور التي تستهلكها البكتيريا المتعددة الفوسفور في قسم نقص الأكسجين والقسم الهوائي هي أكثر من كمية الفوسفور التي يتم إطلاقها في قسم اللاهوائي.وقد أظهرت الدراسات أن نسبة متوسط امتصاص الفوسفور إلى متوسط إطلاق الفوسفور في عملية AAO هي 1.28 ، وأن امتصاص الفوسفور في الجزء المنقوص بالأكسجين أعلى من امتصاص الفوسفور في الجزء الهوائي.

4 - إزالة ملخص مقارنة الأداء

  باختصار، وإزالة المواد العضوية والنيتروجين والفوسفور عملية AAO أفضل بكثير من عملية AO، وخاصة إزالة الفوسفور، لأن عملية AO لا يوجد جزء لا هوائي، يمكن فقط إزالة جزء صغير من الفوسفور من خلال استيعاب الكائنات الحية الدقيقة، لذلك لا تختار هذه العملية أو زيادة إزالة الفوسفور الكيميائية.

ثانياً - تأثير درجة الحرارة على إزالة النيتروجين من الفوسفور من AO وAAO

  تأثير درجة الحرارة على عملية إزالة COD

  تأثير درجة الحرارة على عملية إزالة COD من AAO ليس كبيرا، حتى لو كانت درجة الحرارة أقل من 5 درجات مئوية، ومعدل إزالة COD يمكن أن تصل إلى أكثر من 85٪، وهذا يدل على تأثير درجة الحرارة على البكتيريا الفوسفورية تحويل المواد العضوية ليس كبيرا.

  في حين أن عملية AO لإزالة COD، غالبا ما يكون مع ارتفاع درجة الحرارة، بين 5-15 درجة مئوية، وانخفاض، ثم ارتفاع.وقد يكون ذلك بسبب المناخ في حرارة وبرودة متناوبة، وعدد البكتيريا في النظام وهيكلها سوف تتغير، وتتغير السكان المهيمنين في النظام تدريجيا من البكتيريا التي تفضل درجة حرارة واحدة إلى البكتيريا التي تفضل درجة حرارة أخرى، مما يؤثر على القدرة على معالجة المواد العضوية.

2- تأثير درجة الحرارة على إزالة النيتروجين من العمليتين

  تأثير درجة الحرارة على كلتا العمليات إزالة النيتروجين هو واضح مع ارتفاع درجة الحرارة، وتحسن معدل إزالة TN بشكل ملحوظ.——وعلى وجه الخصوص عملية AO، عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 15 درجة مئوية، معدل إزالة TN في نمو خطي تقريبا.

  درجة الحرارة تعزز أداء إزالة النيتروجين من كلا العمليات ، من ناحية ، لأن ارتفاع درجة الحرارة يفيد نمو وتكاثر الميكروبات الحمأة المنشطة ، وتحسين كفاءة استيعاب عناصر النيتروجين ؛ من ناحية أخرى ، لأن ارتفاع درجة الحرارة يعزز أيضًا النشاط الأيضي للبكتيريا النيتروجينية والبكتيريا النيتروجينية في النظام ، مما يعزز قدرة إزالة النيتروجين النيتروجينية في النظام.

  ويعتقد عموما أن درجة حرارة النمو المثلى للبكتيريا النيترية هي 25-30 درجة مئوية.عندما تكون درجة الحرارة أقل من 15 درجة مئوية ، تنخفض معدل النترت بشكل ملحوظ ، كما انخفض نشاط بكتيريا النترت بشكل كبير.عندما تكون درجة الحرارة أقل من 5 درجات مئوية ، يتوقف نشاط الحياة للبكتيريا النترية تقريبًا.

  تجدر الإشارة إلى أنه في بعض الأحيان حتى في حالة درجة حرارة منخفضة (أقل من 5 درجات) ، لن يكون معدل إزالة TN من كلا النظامين أقل من 40٪ ، مما يدل على أن النظامين يعتمدان بشكل رئيسي على استيعاب الميكروبات في الحمأة المنشطة لإزالة النيتروجين في درجة حرارة منخفضة.

تأثير درجة الحرارة على عمليتي إزالة الفوسفور

  من الحالة الفعلية ، ارتفاع درجة الحرارة عملية AAO لزيادة معدل إزالة الفوسفور ، وخاصة بعد أن تكون درجة الحرارة أعلى من 20 درجة مئوية ، معدل إزالة TP يتجه إلى الاستقرار.

  ويرجع ذلك إلى أن مفتاح إزالة الفوسفور البيولوجية هو الاعتماد على نشاط إزالة الفوسفور من بكتيريا الفوسفور ، وارتفاع درجة الحرارة ، مما يفيد زيادة نشاط بكتيريا الفوسفور وتحسين معدل إزالة الفوسفور.

  في حين أن عملية AO لإزالة الفوسفور مع تغير درجة الحرارة ليست منتظمة قوية ، وليس هناك علاقة واضحة.ويرجع ذلك إلى أن عملية AO لا يوجد جزء لا هوائي، ولا توجد ظروف البقاء على قيد الحياة من البكتيريا الفوسفورية، وإزالة الفوسفور تعتمد فقط على استيعاب الميكروبات، لذلك فإن درجة الحرارة على استيعاب الميكروبات في هذه العملية تأثير ضئيل.

ثالثاً - تأثير نسبة C/N في المياه الداخلة على إزالة النيتروجين من AO وAAO وإزالة الفوسفور

  تأثير نسبة C/N على إزالة COD من العمليتين

  بالنسبة لعملية AAO ، تبقى معدل إزالة COD مستقرة بشكل عام بغض النظر عن نسبة C / N.

  وتشير المعلومات إلى أن معظم COD في المنطقة اللاهوائية من قبل البكتيريا الفوسفورية في تخزين الخلية PHA، ومتوسط معدل الاستخدام بين 75٪-85٪، وحوالي 10٪ من COD يدخل في منطقة نقص الأكسجين، لا يوجد تقريبا المتبقية من المواد العضوية قابلة للتحلل البيولوجي في المنطقة الهوائية، وبالتالي يمكن للعملية تحقيق الاستخدام الكامل لمصادر الكربون المياه المدخلة، وتأثير تأثيرات الحمل المواد العضوية ضئيلة.

  وتؤثر نسبة C/N على إزالة COD من عملية AO.من خلال بيانات محطة معالجة مياه الصرف الصحي في مقاطعة جييانغ ، بعد أن تكون نسبة C / N أكبر من 10 ، مع زيادة نسبة C / N ، انخفض معدل إزالة COD بشكل طفيف ، وحدث عبء المواد العضوية تأثيرًا على النظام.

  تأثير نسبة C/N على إزالة النيتروجين في كلتا العمليتين

  مع زيادة نسبة C / N في عملية A / O ، انخفض معدل إزالة TN بشكل خطي تقريبًا ، وتؤثر تركيز المواد العضوية تأثيراً خطيراً على معدل إنتاج عملية النترلة.

  ويرجع ذلك إلى أن البكتيريا النيتروفي هي البكتيريا ذاتية التغذية ، وتركيز المواد العضوية ليس عاملا مقيدا للنمو ، وتركيز المواد العضوية المرتفعة جدا يمكن أن تجعل البكتيريا المتنافسة سريعة التكاثر تتكاثر بسرعة ، وتعطى الأولوية لاستخدام الأكسجين في الماء ، وبكتيريا ذاتية التغذية لا تحصل على ميزة ، والنشاط يتم كبحه ، مما يؤثر على تنفيذ تفاعل النيتروفي.

  في عملية AAO ، تشير البيانات التجريبية إلى أنه عندما تزيد نسبة C / N من المياه المدخلة من 5 إلى 9 ، يرتفع معدل إزالة TN بشكل مطرد ، ويمكن أن تصل نسبة C / N إلى 8.9 ، ومع ذلك ، عندما تزيد نسبة C / N من 9 إلى 14 ، لا يرتفع معدل إزالة TN.

  في نطاق معين من النمو ، ترتفع معدل إزالة TN بشكل مطرد ، ولكن عندما تزداد نسبة C / N إلى قيمة معينة ، وبعد أن يصل معدل إزالة TN إلى أعلى مستوى ، ينخفض معدل إزالة TN مع نمو نسبة C / N.

  السبب الرئيسي هو نفسه مع عملية AO ، وتؤدي زيادة نسبة C / N إلى انخفاض عدد البكتيريا ذاتية التغذية في النظام ، وانخفاض كفاءة النترجة ، وبالتالي انخفاض معدل إزالة النيتروجين الإجمالي.وتشير المعلومات إلى أن الحد الأدنى النظري لنسبة C/N لتحقيق إزالة النيتروجين الكاملة في غياب مصادر الكربون في المخزن هو 2.86، ولكن القيمة الفعلية المطلوبة أعلى بكثير من هذا الرقم.

تأثير نسبة C/N في المياه المدخمة على إزالة الفوسفور في عمليتين

  نسبة C / N على تأثير عملية AAO إزالة الفوسفور تأثير كبير، وتشير البيانات التجريبية إلى أنه عندما نسبة C / N المياه المدخمة زيادة من 5 إلى 9، معدل إزالة TP زيادة تدريجية.

  ويرجع ذلك أساسا إلى عدم كفاية مصادر الكربون في المياه المدخمة عند انخفاض نسبة C / N ، وتحتوي الحمأة العائدة على كمية كبيرة من النترات ، والنترات تستهلك كمية كبيرة من COD ، مما يؤدي إلى عدم كفاية إطلاق الفوسفور في المنطقة اللاهوائية ، وانخفاض معدل إزالة الفوسفور في النظام.

  ومع زيادة نسبة C/N من 9 إلى 14 ، انخفض معدل إزالة الفوسفور الإجمالي ، وخاصة عندما تكون نسبة C/N أكبر من 11 ، فإن معدل إزالة الفوسفور الإجمالي ينخفض بشكل خطي تقريبًا.

  ويرجع ذلك إلى أنه في الحمل العضوي العالي نسبيا، لا يمكن استخدام المواد العضوية في المياه المدخلة بالكامل من قبل البكتيريا الفوسفورية في الجزء اللاهوائي، في حين أن المواد العضوية الزائدة المتبقية سوف تعزز نمو البكتيريا الفوسفورية، مما يؤدي إلى انخفاض نسبة البكتيريا الفوسفورية في الحمأة المنشطة، مما يؤثر على تأثير إزالة الفوسفور.

  تأثير نسبة C/N في المياه المدخلة على فعالية إزالة الفوسفور في عملية AO هو ضئيل ، ويرجع ذلك أساسا إلى أن عملية AO لإزالة الفوسفور فقط من خلال استيعاب الميكروبات ، ونسبة C/N على الاستيعاب تأثير ضئيل.

رابعاً - تأثير نسبة C/P في المياه المدخلة على إزالة النيتروجين من الفوسفور من AO وAAO

  تأثير نسبة C/P على إزالة COD من العمليتين

  وتشير البيانات التجريبية إلى أن معدل إزالة COD في عملية AO مع تغير نسبة C/P ليس منتظماً قوياً ، وليس هناك علاقة واضحة ، مما يدل على أن نسبة C/P ليست العامل الرئيسي الذي يؤثر على فعالية إزالة المواد العضوية في عملية AO.

  بالنسبة لعملية AAO ، بغض النظر عن تغير نسبة C / P للمياه المدخمة ، فإن معدل إزالة COD أعلى من 85٪.

  وأشارت الدراسات ذات الصلة إلى أن أكثر من 79 ٪ من COD يستهلك في المنطقة اللاهوائية ، وتستخدم في تخليق المخازن الخلية الداخلية PHA ، في حين أن 6 ٪ -11 ٪ من COD في المنطقة نقص الأكسجين يستخدم في نمو الخلية وإزالة النيتروجين الاستهلاك ، في المنطقة الهوائية لا يظهر استهلاك COD تقريبا ، لأنه بعد موت الخلية ، جدار الخلية وغيرها من المواد الصعبة التحلل مرة أخرى في الخليط ، مما يجعل COD زيادة.

تأثير نسبة C/P على إزالة النيتروجين في كلتا العمليتين

  تأثير نسبة C/P على تأثير إزالة النيتروجين في عملية AO لا يوجد قانون واضح ، وتقلب معدل إزالة TN إلى أعلى أو أسفل كبير نسبيا.وقد يكون ذلك نتيجة لعوامل أخرى غير نسبة C/P تؤثر على إزالة النيتروجين في عملية AO أكثر من نسبة C/P.

  لم يكن تأثير نسبة C/P واضحًا على تأثير إزالة النيتروجين في عملية AAO ، وعلى الرغم من أن نسبة C/P تغيرت بشكل كبير ، إلا أن معدل إزالة TN كان مستقرا نسبيًا.

  ويرجع ذلك أساسا إلى أن نسبة C / P في مياه الصرف الصحي العامة مرتفعة نسبيا، والكميات الزائدة من COD في منطقة نقص الأكسجين سوف تمنع امتصاص الفوسفور، في حين أن نسبة C / N في منطقة نقص الأكسجين هي دائما أعلى من الحد الأدنى من الاحتياجات الفعلية، وبكتيريا النيتريكية سوف تستخدم كمية زائدة من مصادر الكربون الخارجي بسرعة النيتريكية، دون التأثير على إزالة النيتريك.

تأثير نسبة C/P في المياه المدخمة على إزالة الفوسفور في عمليتي

  في عملية AAO ، عندما تكون نسبة C / P أقل من 80 ، فإن معدل إزالة الفوسفور يتقلب بشكل ملحوظ.عندما تكون نسبة C / P أعلى من 80 ، فإن معدل إزالة الفوسفور مستقر في أكثر من 85 ٪ ، وتركيز الفوسفور في المياه أقل من 0.5 ملغ / لتر ، ومعدل إزالة الفوسفور في النظام لم يعد يتأثر بعوامل أخرى.

  ويرجع ذلك إلى أن نسبة C/P العالية ، توفر المياه المدخلة مصدر كربون أعلى من كمية الكربون اللازمة لإطلاق الفوسفور في المنطقة اللاهوائية ، وبالتالي فإن معدل إزالة الفوسفور أعلى.عندما يكون C / P منخفضًا ، تحت قيود COD ، تنخفض قدرة البكتيريا المتعددة الفوسفور على امتصاص الفوسفور ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة إزالة الفوسفور.

  بالنسبة لعملية AO ، لم يكن هناك أي قانون واضح لتأثير نسبة C / P على تأثير إزالة الفوسفور ، مما يدل على أن تأثير نسبة C / P على استيعاب الميكروبات ليس كبيرا.