מהם היתרונות והחסרונות של תהליכי AAO ו-AO? (חלק 1)
נכתב על ידי: יסמין
Contact email: Kate@aquasust.com
1. ניתוח השוואתי של ביצועי הסרת AAO ו-AO
1.1 תהליך AAO, AO: השוואת ביצועי הסרת COD
1.2 תהליך AAO, AO: השוואה של ביצועי דניטריפיקציה
1.3 תהליך AAO, AO: השוואה של ביצועי הסרת זרחן
1.4 תהליך AAO ו-AO: השוואה וסיכום ביצועי ההסרה
2. השפעת הטמפרטורה על סילוק חנקן וזרחן על ידי AAO ו-AO
2.1 השפעת הטמפרטורה על הסרת COD על ידי שני תהליכים
2.2 השפעת הטמפרטורה על הדניטריפיקציה של שני התהליכים
2.3 השפעת הטמפרטורה על פינוי זרחן בשני תהליכים
3. השפעות של יחס C/N השפעה על הסרת חנקן וזרחן על ידי AAO ו-AO
3.1 השפעת יחס C/N המשפיע על הסרת COD בשני תהליכים
3.2 השפעת יחס C/N השפעה על דניטריפיקציה של שני תהליכים
3.3 השפעת יחס C/N המשפיע על סילוק זרחן על ידי שני תהליכים
4. השפעות של יחס C/P השפעה על הסרת חנקן וזרחן על ידי AAO ו-AO
4.1 השפעת יחס C/P המשפיע על הסרת COD בשני תהליכים
4.2 השפעת יחס C/P ההשפעה על דניטריפיקציה של שני תהליכים
4.3 השפעת יחס C/P המשפיע על סילוק זרחן על ידי שני תהליכים
נכתב על ידי: יסמין
Contact email: Kate@aquasust.com
כיום, רוב הטכנולוגיות להסרת חנקן וזרחן המשמשות במפעלי טיהור שפכים בכל העולם הן שיטות ביולוגיות, כגון תהליך AO, תהליך AAO, תהליך תעלות חמצון, תהליך AB, תהליך SBR וכו'...
תהליכים אלו אינם נשמעים מתקדמים, והם נראים די פשוטים, אך נדרשת עבודה רבה כדי להבין באמת את היתרונות והחסרונות שלהם ולהשוות אילו טובים ואיזה רעים.
לשם כך קראתי הרבה ספרות, אבל לאחר מחקר,גיליתי שרוב הניתוח ההשוואתי של עמיתים התמקד בתהליכי AAO, SBR ותעלות חמצון, ומעטים האנשים השוו בין תהליכי AO ו-AAO.
לָכֵן,על מנת לחקור את המאפיינים של AO ו-AAO, להבין היטב את שיעורי ההסרה שלהם של COD, NH3-N, TN ו-TP בביוב, כמו גם טמפרטורה, יחס C/N משפיע ו-C/C משפיע. יחס P. בנוגע להשפעה של סילוק חנקן וזרחן על ידי תהליך, ביקרתי במנהל וואנג ממפעל טיהור שפכים שינלינג.המנהל וואנג הוציא ישירות את הממוצעים החודשיים של מדדי ההשפעה והקולחים של מפעל לטיהור שפכים Xinling בשנת 2019 (תהליך AO) ו-2021 (תהליך AAO), ונתן לי את הניתוח ההשוואתי הבא.
נכתב על ידי: יסמין
Contact email: Kate@aquasust.com
1. ניתוח השוואתי של ביצועי הסרת AAO ו-AO
1.1 תהליך AAO, AO: השוואת ביצועי הסרת COD
יכולתו של תהליך הטיפול בשפכים להסיר חומרים אורגניים היא אחד המדדים העיקריים לאפיון יעילות התהליך. גודל COD משקף ישירות את כמות החומר האורגני בשפכים.
מערכת עיבוד הנתונים DPS שימשה לבדיקת המשמעות של הבדלים בריכוז ה-COD ובקצב הסרת ה-COD של השפכים והקולחים של שני התהליכים. התוצאות הראו זאתלא היה הבדל מובהק ב-COD בהשפעת שני התהליכים, אך היו הבדלים משמעותיים ב-COD ובקצב הפינוי של הקולחים. ההסרה טובה משמעותית מתהליך AO.
הסיבה היא שבתהליך AO, תגובת הדניטריפיקציה בקטע האנוקסי יכולה לצרוך חלק מהחומר האורגני בביוב, אך רוב החומר האורגני מוסר על ידי פירוק אירובי, בעוד זמן השמירה ההידראולי של הקטע האירובי של תהליך ה-AO בשלב הראשון של פרויקט מפעל הביוב Xinling Short, נפח מיכל האוורור קטן, וכמות האוורור אינה מספיקה, וכתוצאה מכך ירודה סילוק חומרים אורגניים.
בתהליך AAO, רוב החומר האורגני הופך ל-PHB על ידי חיידקים שצוברים זרחן במקטע האנאירובי ומאוחסן בתאים, וחלק מהחומר האורגני מוסר על ידי דניטריפיקציה במקטע האנוקסי. כאשר מי השפכים נכנסים לקטע האירובי, ריכוז ה-COD הוא בעצם קרוב לתקן ההזרמה. , ידרדר עוד יותר בשלב האירובי.
מחקרים הראו ששיעור הסרת ה-COD של הקטע האנאירובי בתהליך ה-AAO יכול להגיע ליותר מ-80%, בעוד ששיעור ההסרה של הקטע האנוקסי נמוך מ-10% בממוצע.
נכתב על ידי: יסמין
Contact email: Kate@aquasust.com
1.2 תהליך AAO, AO: השוואה של ביצועי דניטריפיקציה
בשנים האחרונות, עם הגדלת מידת האאוטרופיקציה של איכות המים הסביבתית והשיפור המתמיד של תקני הזרמת שפכים, מציאת תהליך דניטריפיקציה יעיל הפכה לאחד הנושאים החשובים בתכנון מתקני טיהור שפכים קיימים. גם לתהליך AAO וגם לתהליך AO יש את הפונקציה של דניטריפיקציה ביולוגית, ועקרון הדניטריפיקציה של שני התהליכים זהה, ושניהם הם דניטריפיקציה ודניטריפיקציה.
באמצעות ניסוי ההבדל המשמעותי על ריכוז TN וקצב סילוק TN בשפכים ובקולחים של שני התהליכים, התוצאות מראות כיאין הבדל משמעותי ב-TN המשפיע של שני התהליכים, אך TN-הקולחים וקצב ההסרה שונים באופן משמעותי, ותהליך AAO יכול להסיר TN בצורה משמעותית יותר מאשר תהליך AO.
בתהליך הדניטריפיקציה והדניטריפיקציה, חנקן חנקתי הוא החומר העיקרי בסך החנקן בשפכים, ושיעור פינוי החנקן החנקתי בקטע האנוקסי יכול להיות גבוה מ-90%. כמה מחקרים הצביעו על כך ששליטה בריכוז החנקה של הקולחים באזור האנוקסי ל-1 מ"ג/ליטר עד 2 מ"ג/ליטר יכולה למקסם את קצב ההסרה של TN ולעשות שימוש מלא ב-COD כדי לשפר את יכולת הדניטריפיקציה של האזור האנוקסי. הנוזל המעורב באזור האירובי מכיל כמות גדולה של חנקן חנקתי, המוחזר לאזור האנוקסי דרך המחזור הפנימי, ותגובת הדניטריפיקציה מתבצעת באזור האנוקסי.
ה-HRT בקטע האנוקסי של תהליך ה-AO במפעל לטיהור מי שפכים של Xinling קצר מדי, רק 1.8 שעות, שזה פחות מ-3.46 שעות בתהליך AAO, ויחס הריפלוקס הפנימי הוא 50% עד 100%, שהם פחות מ- 150% עד 250% מתהליך AAO, וכתוצאה מכך דניטריפיקציה. לא פונקציונלי כמו AAO. יתרה מכך, השפעת הניטריפיקציה של תהליך AO אינה יציבה כמו זו של תהליך AAO, ומושפעת מאוד מגורמים חיצוניים (טמפרטורה, יחס C/N וכו').
נכתב על ידי: יסמין
Contact email: Kate@aquasust.com
1.3 תהליך AAO, AO: השוואה של ביצועי הסרת זרחן
תכולת זרחן מופרזת במים תוביל גם לשגשוג של מיקרואורגניזמים, לצמיחה נמרצת של פלנקטון ולהופעת אאוטרופיקציה. הופעתה של טכנולוגיית הסרת זרחן דניטריפיקציה מהווה פריצת דרך לתיאוריית סילוק הזרחן הביולוגית המסורתית, שיכולה לא רק לפתור את הסתירות הקיימות בתהליך המסורתי, אלא גם לסייע למימוש טיפול בר-קיימא בביוב.
באמצעות ניסוי ההבדל המשמעותי על ריכוז ה-TP וקצב הסרת ה-TP של השפכים והקולחים של שני התהליכים, התוצאותמראים שאין הבדל משמעותי ב-TP המושפע של שני התהליכים, אבל TP וקצב ההסרה של קולחים שונים באופן משמעותי, ותהליך AAO יכול להסיר TP בצורה משמעותית יותר מאשר תהליך AO.
הסיבה היא שאין קטע של שחרור זרחן אנאירובי בתהליך AO של פרויקט השלב הראשון של Xinling WWTP, ובתהליך של סילוק זרחן ביולוגי, החיידקים שצוברים זרחן יכולים לשחרר זרחן מלא רק בקטע האנאירובי כדי להבטיח הקטע האנאירובי והאירובי לתהליך זה יש אפקט ספיגת זרחן טוב, וה הסרת זרחן בתהליך זה היא רק באמצעות הטמעה של מיקרואורגניזמים.
פינוי הזרחן של תהליך AAO הושלם בעיקר על ידי חיידקים צוברים זרחן. באופן כללי, כמות הזרחן הנקלטת על ידי חיידקים צוברים זרחן בתקופות האנוקסיות והאירוביות גדולה מזו המשתחררת בתקופה האנאירובית. מחקרים הראו כי היחס בין ספיגת הזרחן הממוצעת לשחרור הזרחן הממוצע בתהליך AAO הוא 1.28, וספיגת הזרחן בשלב האנוקסי גבוהה מזו שבשלב האירובי.
נכתב על ידי: יסמין
Contact email: Kate@aquasust.com
1.4 תהליך AAO ו-AO: השוואה וסיכום ביצועי ההסרה
לסיכום, תהליך AAO לפינוי חומרים אורגניים, חנקן וזרחן טוב משמעותית מתהליך ה-AO, במיוחד לפינוי זרחן. מכיוון שלתהליך AO אין שלב אנאירובי, ניתן להסיר רק חלק קטן מהזרחן באמצעות הטמעה של מיקרואורגניזמים. אם נדרשת סילוק זרחן, אין לבחור בתהליך זה או להגביר את פינוי הזרחן הכימי.
נכתב על ידי: יסמין
Contact email: Kate@aquasust.com