Общие факторы для определения источника углерода
Дисбаланс между соотношением биологической потребности в кислороде (БПК) и химической потребности в кислороде (ХПК): Когда соотношение БПК/ХПК в сточных водах ниже 0.3, это указывает на то, что содержание биоразлагаемых органических веществ в сточных водах низкое, а микробная активность ограничена. В это время следует соответствующим образом добавлять источник углерода для улучшения способности микроорганизмов к разложению.
Требования к процессам нитрификации и денитрификации: В процессе анаэробного окисления аммиака или денитрификации требуется достаточное количество органического углерода в качестве донора электронов для достижения эффективного преобразования азота. Если источника углерода в системе недостаточно, реакция денитрификации может быть заблокирована, и требуется дополнительная добавка источника углерода.
Снижение эффективности осаждения ила: Источник углерода оказывает важное влияние на флокуляцию и характеристики осаждения ила. Когда обнаруживается, что эффективность осаждения ила ухудшилась, а значение SVI увеличилось, это может быть связано с уменьшением полисахаридов, производимых микробным метаболизмом. Добавление соответствующего источника углерода может восстановить нормальную структуру и функцию ила.
Эксплуатация в зимний период низких температур: В условиях низких температур активность микроорганизмов значительно снижается, а способность к самостоятельному синтезу источника углерода ослабевает. Для обеспечения стабильной работы биохимической системы может потребоваться увеличение количества добавляемого источника углерода.
Качество сточных вод не соответствует стандарту: если при обычном процессе очистки качество сточных вод по-прежнему не соответствует стандарту сброса, особенно если индекс ХПК продолжает оставаться высоким, это также указывает на то, что может потребоваться усиление эффекта биодеградации загрязняющих веществ путем добавления источника углерода.
Дисбаланс между эффективностью биохимической очистки и соотношением CNP: Когда соотношение углерода, азота и фосфора (CNP) в сточных водах не сбалансировано, особенно когда углерода недостаточно, то есть соотношение CN ниже соответствующего диапазона, необходимого для нормального роста и метаболизма микроорганизмов (обычно считается, что оно находится между 4-6), необходимо добавить дополнительный источник углерода для удовлетворения потребности микроорганизмов в энергии в процессе биодеградации.
Соответствие общему уровню азота или особые требования заказчика: для достижения целевого показателя общего удаления азота (TN) в таких процессах, как нитрификация и денитрификация, если органического вещества в сырой воде недостаточно для обеспечения достаточного источника углерода для поддержки денитрифицирующих бактерий, восстанавливающих NOx-N до азота, необходимо добавить источник углерода.
Стадия культивирования и акклиматизации активного ила: на вновь построенных или повторно запущенных очистных сооружениях начальные стадии культивирования и акклиматизации микробных сообществ активного ила часто требуют достаточных источников углерода для обеспечения быстрого размножения микроорганизмов и формирования стабильной экосистемы.
Оптимизация затрат на очистку промышленных сточных вод: для некоторых промышленных сточных вод, если добавление экономичных и эффективных источников углерода может улучшить экономические выгоды всего процесса очистки сточных вод и гарантировать, что качество сточных вод соответствует стандартам, то будут рассмотрены источники углерода.
Реакция на ударную нагрузку в особых условиях: когда на очистные сооружения воздействуют загрязняющие вещества высокой концентрации или сезонные изменения вызывают значительные колебания качества поступающей воды, может также возникнуть необходимость временно увеличить количество добавляемого источника углерода для повышения ударопрочности системы и стабильности ее работы.
В процессах очистки сточных вод, особенно в процессе удаления азота и фосфора, добавление источников углерода играет жизненно важную роль. С одной стороны, это важное «топливо» для микроорганизмов для проведения биохимических реакций. С другой стороны, это имеет решающее влияние на оптимизацию процесса очистки и повышение эффективности удаления азота и фосфора.
Итак, когда мы принимаем решение о необходимости добавления источника углерода в сточные воды?
Процесс нитрификации-денитрификации: Биологическая денитрификация в основном включает в себя два этапа: окисление аммиака (нитрификация) и восстановление нитрата (денитрификация). В процессе нитрификации, хотя микроорганизмы могут использовать органическое вещество в сточных водах в качестве источника энергии, если значение входящего БПК/N слишком низкое, то есть когда биоразлагаемый органический углерод относительно недостаточен, микроорганизмы могут не получить достаточно энергии для завершения процесса нитрификации, что напрямую повлияет на последующий процесс денитрификации. Поэтому в этом случае добавление соответствующего количества внешнего источника углерода, такого как ацетат натрия и другие легко разлагаемые органические вещества, помогает обеспечить стабильный ход нитрификации и денитрификации и достичь эффективной денитрификации.
Стадия анаэробного выделения фосфора и аэробного поглощения фосфора: В процессе удаления фосфора полифосфатные бактерии сначала выделяют фосфат в анаэробных условиях для получения энергии, а затем повторно накапливают внутриклеточный фосфат, поглощая органические источники углерода в аэробных условиях. Когда содержание органического углерода в притоке недостаточно для поддержки микроорганизмов для полного использования фосфорного элемента в этом чередующемся метаболическом процессе, необходимо добавить дополнительные источники углерода для содействия лучшему поглощению и хранению фосфора микроорганизмами, тем самым повышая эффективность удаления фосфора.
Восстановление системы и стабильная работа: Когда очистные сооружения сталкиваются с ударными нагрузками, снижением активности ила или периодом восстановления после корректировки системы, разумное добавление источников углерода может активировать и возродить микробную активность, повысить эффективность осаждения ила, а также восстановить и стабилизировать эффективность очистки всей системы.
Подводя итог, можно сказать, что научное и обоснованное суждение и своевременное добавление источников углерода являются одними из ключевых мер по оптимизации эффектов удаления азота и фосфора. Точные решения должны приниматься на основе фактических рабочих параметров очистных сооружений (таких как БПК, концентрации N, P, микробная активность и т. д.) и характеристик процесса.