Как двустепенният анаеробно-аеробен MBBR третира селските отпадни води при 8 градуса - и все още отговаря на стандартите за клас А
Теренно проучване от Чанжу, провинция Дзянсу, Китай демонстрира, че с правилната носеща среда, стратегия за рециркулация и дизайн на процеса, MBBR системите могат да постигнат над 80% премахване на COD, амонячен азот, TN и TP при зимни условия - където конвенционалните процеси рутинно се провалят.
|
83.8%
Премахване на COD
173,7 → 28,1 mg/L
|
84.9%
Отстраняване на NH3-N
28,6 → 4,3 mg/L
|
80.1%
Премахване на TN
49,5 → 9,9 mg/L
|
85.7%
Премахване на TP
2,73 → 0,39 mg/L
|
Предизвикателството
Защо зимата убива конвенционалното пречистване на отпадъчни води в селските райони
|
Селските райони на Китай са изхвърлили 33,71 милиарда тона битови отпадъчни води през 2022 г. Много децентрализирани пречиствателни съоръжения – проектирани и тествани при нормални температурни условия – не отговарят на стандартите за изхвърляне през зимата, замърсявайки пряко езера, земеделски земи и местни водоснабдявания. Основната причина е биологична: нитрифициращите бактерии работят оптимално при 25–30 градуса. Под 15 градуса метаболитният им капацитет пада рязко. Под 5 градуса активността почти спира. Резултатът е каскаден неуспех - премахването на COD се забавя, нитрификацията спира, денитрификацията губи източника си на въглерод и отстраняването на фосфор се срива заедно с активността на PAO (организъм, натрупващ полифосфат). Това проучване, проведено от септември 2022 г. до април 2023 г. в град Luoyang, област Wujin, град Чанжу, тества дали специално разработен двустепенен анаеробно-аеробен MBBR процес може да преодолее тези ограничения при температура на водата от 8–10 градуса. |
Влиятелно качество на водата
|
Проектиране на процеса
Три модификации, които направиха разликата
|
Рециркулация на отстраняване на въздуха
Нитрифицирана течност се връща от резервоара за утаяване в резервоар за изравняване A1 при съотношение на рециркулация от200–400%. Това попълва източника на въглерод за денитрификация - най-голямото препятствие при отстраняването на азот в студено време.
|
Носители на биофилм MBBR
Предварително култивирани и аклиматизирани MBBR биологични носители, добавени към всички етапи на реактора. Носителите увеличават специфичната контактна повърхност и биомасата, приемайки нитрифициращи бактерии, адаптирани към ниска температура, които поддържат активност при 8 градуса, където суспендираната утайка не може.
|
Отстраняване на фосфора с повишена аерация
Излишната утайка се отстранява чрез аериране, разбъркване и обезвъздушаване. Това подобрява цикъла на освобождаване и усвояване на фосфор от PAOs и предотвратява прекомерното стареене на утайката - критичен фактор за поддържане на жизнеспособността на PAO при ниски температури.
|
| Етап | ХЗТ | НАПРАВЕТЕ цел | функция |
|---|---|---|---|
| Анаеробни А1 | 3 h | < 0.5 mg/L | Освобождаване на фосфор, денитрификация с върната нитрифицирана течност |
| Аеробика O1 | 2 h | 2,0–4,0 mg/L | ХПК разграждане, нитрификация, усвояване на фосфор |
| Анаеробни А2 | 2 h | < 0.5 mg/L | Допълнителна денитрификация, вторично освобождаване на фосфор |
| Аеробни O2 | 1 h | 2,0–4,0 mg/L | Крайна нитрификация, усвояване на фосфор, полиране на отпадъчни води |
| Обща ХЗТ | 8 h | - | Коефициент на рециркулация: 200–400% |
Резултати от лечението
Ефективност на премахване етап по етап при 8–10 градуса
|
Премахване на COD - 83.80% общо
Дори при ниски температури отстраняването на COD надвишава 80% - демонстрирайки, че двустепенният процес поддържа ефективно органично разграждане както чрез анаеробна трансформация (PAO, денитрифициращи бактерии), така и чрез аеробно микробно разграждане. Носителите на MBBR осигуряват достатъчна биомаса, за да компенсират намалената метаболитна скорост на клетка при 8 градуса.
|
|
|
Отстраняване на NH3-N - 84.93% общо
Отстраняването на амонячен азот беше концентрирано в аеробните етапи (O1, O2), където нитрифициращите бактерии върху повърхностите на носителя на MBBR поддържаха висок капацитет на нитрификация въпреки температурата на водата 8–10 градуса. Това е ключовото предимство на носителите на биофилм пред суспендираната утайка в студени среди: общността на носителя на биофилм може да бъде предварително аклиматизирана към ниски температури, приемайки адаптирани към студ щамове нитрификатори, които липсват в конвенционалните системи с активна утайка.
|
|
|
Премахване на TN - 80.06% общо
Рециркулацията на обезвъздушаването при съотношение 200–400% беше решаващият фактор. Чрез връщане на нитрифицирана течност към A1, достатъчно въглерод беше наличен за денитрификация, дори когато влиятелните съотношения COD/N бяха ниски - най-честата причина за несъответствие с TN при третиране в селски райони в студено време.
|
Премахване на TP - 85.71% общо
TP действително се е увеличил до 6,82 mg/L след A1 - знак, че PAOs активно освобождават фосфор в анаеробната зона, потвърждавайки, че биологичното усвояване на фосфор функционира. Последващите аеробни етапи и отстраняването на излишната утайка чрез обезвъздушаване намаляват TP до 0,39 mg/L.
|
Анализ на микробната общност
Високо микробно разнообразие, поддържано при ниска температура
Високопроизводителното секвениране на общности от биофилми от анаеробните и аеробните зони разкри, че микробното разнообразие остава високо дори при 8–10 градуса - пряк резултат от носителя на MBBR, осигуряващ защитена микро-среда, където различни общности могат да установят и да устоят на измиването.
|
Аноксична зона (A)
|
Аеробна зона (O)
|
| Род | Ключова функция в системата |
|---|---|
| Лизобактер | Отделя фосфатаза за разграждане на фосфора; доминиращ в аеробната зона при 20,3% |
| Acinetobacter | Разгражда органичната материя до органични киселини като субстрат за нитрификатори/денитрификатори; използва нитрат като акцептор на електрони |
| Flavobacterium | Преобразува органичните в киселини/мастни киселини в анаеробна зона; продукти, подавани към аеробен етап за по-нататъшно разграждане |
| Ацидоворакс | Висококапацитетно разграждане на сложни органични вещества (протеини, захари, мазнини); намалява ХПК ефективно |
| Pseudoxanthomonas | Нитрификация: окислява амонячния азот до нитрит и нитрат |
| Stenotrophomonas | Разграждане на COD + производство на антибиотици, инхибиращи вредните бактерии, защитаващи полезната микробна активност |
| Бревундимонас | Факултативен анаероб с функции на нитрификация и денитрификация; разгражда макромолекулните органични вещества |
Изводи
Какво означава това за проектиране на селски MBBR растения
|
1
|
MBBR носачите са от съществено значение за съответствието при студено време
Носещият биофилм съдържа предварително адаптирани нискотемпературни нитрификатори, които суспендираната утайка не може да поддържа. При 8 градуса системите, базирани на носители, постигат това, което конвенционалната активна утайка не може.
|
|
2
|
Високото съотношение на рециркулация (200–400%) компенсира недостига на въглерод
При студено време влиянието с ниско съдържание на C/N е основната причина за неуспех на денитрификацията. Връщането на нитрифицирана течност с високо съотношение попълва въглеродния източник и поддържа денитрификацията активна през зимата.
|
|
3
|
8-часовата ХЗТ е достатъчна, когато и трите модификации се прилагат заедно
Комбинираният подход - MBBR носачи + рециркулация на обезвъздушаване + отстраняване на утайки с подобрена аерация - постига клас A отпадъчни води (GB 18918-2002) и Jiangsu DB32/T 3462-2018 съответствие при 8 градуса, без да се удължава хидравличното време на задържане над това, което е практично за селски децентрализирани системи.
|
|
Посочване на MBBR носители за селски или децентрализиран проект за лечение?
Juntai доставя предварително култивирани MBBR био носители, подходящи за среда с ниска температура, включително малки опаковани единици и приложения за пречистване на отпадъчни води в селските райони. Директна доставка от фабриката, без минимална поръчка. |
→ Свържете се с нашия екип Преглед на обхвата на превозвачи на MBBR |