Сравнительный анализ одновременного удаления азота и фосфора с помощью процесса SBR

Во время работы процесс SBR позволяет добиться одновременного удаления азота и фосфора в одном и том же реакционном резервуаре за счет регулирования распределения времени и условий окружающей среды (таких как скорость аэрации и состояние перемешивания) на каждом этапе. В частности, он создает чередующиеся аэробные, бескислородные и анаэробные среды на разных этапах работы для удовлетворения метаболических потребностей различных микробных сообществ.

Режим работы: Анаэробный → Аэробный → Бескислородный (или гибко комбинируется в зависимости от потребностей)

Благодаря контролю временных рядов-высвобождение фосфора достигается на анаэробной стадии, нитрификация и поглощение избыточного фосфора завершаются на аэробной стадии, а денитрификация достигается на бескислородной стадии.

1. Концентрация влияющих органических веществ

Органические вещества в притоке являются важным источником углерода для полифосфатаккумулирующих-бактерий и денитрифицирующих бактерий. Между полифосфатаккумулирующими бактериями и денитрифицирующими бактериями существует конкуренция за источники углерода. Если концентрация поступающего органического вещества недостаточна, это напрямую повлияет на эффективность удаления азота и фосфора. Следовательно, разумное соотношение источников углерода имеет решающее значение для успеха одновременного удаления азота и фосфора.

2. Скорость аэрации и растворенный кислород (DO)

Концентрация растворенного кислорода напрямую влияет на эффективность удаления азота и фосфора. Денитрификация требует бескислородных условий с DO <0,5 мг/л; чрезмерно высокий растворенный кислород подавляет активность денитрифицирующих бактерий. В то же время во время аэробной фазы необходимо поддерживать достаточное количество растворенного кислорода, чтобы обеспечить полный ход нитрификации. Поэтому точный контроль скорости аэрации и уровня растворенного кислорода имеет решающее значение.

3. Значение pH

Значение pH системы существенно влияет на эффективность биологического удаления фосфора. Исследования показали, что при pH > 8 высвобождение фосфора организмами, накапливающими полифосфаты (ПАО), значительно снижается, что влияет на эффект чрезмерного поглощения фосфора на последующих аэробных стадиях. Следовательно, значение pH необходимо контролировать в соответствующем диапазоне во время работы.

4. Время удержания осадка (SRT)

Нитрифицирующие бактерии имеют длительный цикл развития и требуют длительного времени удержания в иле; в то время как ПАО требуют более короткого времени удерживания осадка для достижения лучшего удаления фосфора. Существует компромисс-между нитрификацией и удалением фосфора; обычно СТО необходимо контролировать примерно через 10 дней, чтобы найти оптимальный баланс между ними.

Преимущества процесса SBR

1. Нет необходимости в резервуаре для выравнивания потока, вторичном отстойнике и насосе возврата осадка; простой технологический процесс.

2. Качество сточных вод лучше, чем при традиционном процессе с активным илом, а качество воды более стабильно.

3. Компактная конструкция, небольшая занимаемая площадь.

4. Сильная устойчивость к колебаниям нагрузки, обеспечивающая хороший эффект очистки.

5. Низкие инвестиции в инфраструктуру.

6. Легко контролировать накопление осадка.

Недостатки процесса SBR

1. Сложная эксплуатация, высокие требования к автоматизации и уровню квалификации оператора.

2. Низкий коэффициент использования оборудования, увеличивающий стоимость оборудования и установленную мощность.

3. Длительный рабочий цикл, большой объем резервуара и дренажное оборудование.

4. Трудно выполнить требования по очистке непрерывных притоков и непрерывных сточных вод в крупномасштабных-проектах очистки сточных вод.

5. Большие колебания уровня воды, большая потеря напора.

(1) Биологическое преобразование и разделение твердых-жидких загрязняющих веществ в сточных водах осуществляются в одном реакторе или в нескольких реакторах последовательно;

(2) Объем смеси осадка-воды в реакционном резервуаре увеличивается на стадии притока и постепенно уменьшается на стадии отвода, обеспечивая функцию регулирования объема воды;

(3) Время работы каждой стадии реакции можно регулировать случайным образом, что обеспечивает высокую гибкость;

(4) Последовательность и время работы каждого этапа можно эффективно и гибко регулировать и контролировать с помощью приборов автоматического управления;

(5) Когда нагрузка притока значительно колеблется, хорошие результаты очистки можно поддерживать, регулируя время работы системы;

(6) Очищенная вода может храниться в реакторе и сбрасываться после проверки качества воды;

(7) Потребление энергии в системе можно гибко регулировать в зависимости от качества поступающей воды, оптимизируя эффективный объем каждого реакционного резервуара и количество работающих резервуаров.

Таким образом, процесс SBR с его уникальным прерывистым режимом работы имеет значительные комплексные преимущества в области очистки сточных вод малого и среднего-масштабов. Однако его ограничения нельзя игнорировать в сценариях крупномасштабной-непрерывной работы. Поэтому исследователи разработали различные улучшенные процессы SBR, чтобы компенсировать недостатки традиционного SBR.