Teknologi Rawatan Kumbahan Parit Pengoksidaan Pengoksidaan Pengudaraan Pra-anaerobik{1}}liang
pengenalan
Analisis terhadapproses parit pengoksidaan konvensionalmendedahkan bahawa dengan melaraskan dan mengoptimumkan keamatan pengudaraan dan corak aliran, air sisa dirawat secara berurutan melalui tangki tindak balas anaerobik, anoksik dan aerobik, memastikan penyingkiran bahan organik yang berkesan. Namun, isu sepertipelaburan keseluruhan yang tinggidankecekapan pemindahan oksigen yang rendahadalah biasa, membawa kepadapenyingkiran nitrogen dan fosforus suboptimum. Untuk menangani batasan ini,-penyelidikan mendalam tentang teknologi rawatan air sisa parit pengudaraan mikroporous pra-anoksik telah dijalankan, bertujuan untuk meningkatkan kecekapan operasi loji rawatan air sisa bandar dan meningkatkan penggunaan sumber air.
1. Gambaran Keseluruhan Projek
Loji rawatan air sisa di X City terutamanya merawat kumbahan domestik dan air sisa industri, dengan jumlah efluen industri yang ketara.Kapasiti rawatan yang direka ialah 10×10⁴ m³/d. Piawaian kualiti untuk influen dan efluen ditunjukkan dalamJadual 1. Pada masa ini, 30% daripada efluen terawat digunakan semula sebagai air tebus guna untuk loji janakuasa haba, manakala baki 70% dibuang ke sungai. Berdasarkan klasifikasi fungsi air permukaan dan Piawaian Pelepasan Pencemaran untuk Loji Rawatan Air Sisa Bandar, loji mesti memenuhi piawaian pelepasan Gred 1B. Dengan pembangunan ekonomi bandar yang berterusan dan pelepasan air sisa yang semakin meningkat, loji itu telah melaksanakan rawatan kumbahan pemintas untuk air sisa domestik, meluaskan rangkaian pembetung dan mengguna pakai proses parit pengoksidaan pengudaraan mikroporous pra anoksik untuk mengurangkan pencemaran sumber air permukaan bandar.
2. Aliran Proses Parit Pengoksidaan Pengoksidaan Pengudaraan Mikroporous Anoksik Pra-
Teras proses ini ialah gabungan tangki pra-dan parit pengoksidaan pengudaraan mikroliang. Urutan rawatan adalah seperti berikut:air kumbahan → skrin kasar → rumah pam masuk → skrin halus → kebuk pasir vorteks → tangki anaerobik → zon anoksik/aerobik → tangki pemendapan sekunder → tangki pembasmian kuman → efluen. Sebahagian daripada enap cemar dari tangki pemendapan sekunder dibuang ke kemudahan penyahairan enap cemar sebelum pelupusan akhir. Proses ini memberi tumpuan kepada pelepasan fosforus, penyingkiran nitrogen biologi dan penyingkiran fosforus.
2.1 Pembebasan Fosforus
Dalam tangki anaerobik, bakteria fermentatif menukarkan makromolekul terbiodegradasi kepada perantaraan molekul yang lebih kecil, terutamanya asid lemak meruap (VFA). Di bawah keadaan anaerobik yang berpanjangan, organisma terkumpul{1}}polifosfat (PAO) tumbuh dengan perlahan dan membebaskan fosfat daripada selnya ke dalam larutan dengan menguraikan polifosfat. Proses ini membekalkan tenaga untuk pengambilan dan penukaran asid lemak molekul-rendah kepada butiran polihidroksibutirat (PHB).
2.2 Penyingkiran Nitrogen Biologi
Nitrogen ammonia ditukar kepada nitrit dan nitrat oleh bakteria nitrifikasi dalam keadaan aerobik. Di zon anoksik, bakteria denitrifikasi mengurangkan nitrat kepada gas nitrogen, yang dilepaskan ke atmosfera. Proses ini berkesan mengurangkan paras nitrogen dalam air sisa.
2.3 Penyingkiran Fosforus
Di bawah keadaan aerobik, PAO menggunakan sumber karbon dan PHB untuk menyerap ortofosfat, mensintesis polifosfat dalam sel mereka. Fosforus terkumpul kemudiannya dikeluarkan daripada sistem dengan enap cemar buangan, mencapai penyingkiran fosforus yang cekap.
Berbanding dengan proses konvensional,parit pengoksidaan pengudaraan mikroporous pra-anoksik memudahkan operasi dengan menghapuskan pemendapan primer atau mengurangkan tempohnya. Ini membolehkan zarah organik yang lebih besar dari ruang pasir memasuki sistem biologi, menangani kekurangan sumber karbon. Keadaan aerobik anaerobik-anoksik-bergantian menghalang pertumbuhan bakteria berfilamen, meningkatkan kebolehmendapan enap cemar dan menyepadukan penyingkiran nitrogen, penyingkiran fosforus dan degradasi organik. Zon anaerobik dan anoksik mewujudkan persekitaran yang menggalakkan untuk penyingkiran nitrogen dan fosforus, manakala zon aerobik menyokong pembebasan dan nitrifikasi fosforus serentak. Isipadu zon aerobik mesti dikira dengan teliti untuk memastikan kecekapan:
di mana:
- X: Kepekatan enapcemar mikrob (mg/L)
- Y: Pekali hasil enapcemar (kgMLSS/kgBOD)
- Se: Kepekatan efluen (mg/L)
- S0: Kepekatan influen (mg/L)
- θC0: Masa pengekalan hidraulik
- Q: Kadar aliran pengaruh (L/s)
- V0: Isipadu berkesan reaktor aerobik (L)
3. Aspek Utama Teknologi Parit Pengoksidaan Pengoksidaan Mikroporous Anoksik Pra-
3.1 Pra-Teknologi Tangki Anoksik
Tangki pra-mengandungi mikroorganisma anaerobik yang mereput dan mengubah bahan organik secara awal, mengurangkan pengeluaran enap cemar dan mengurangkan beban pada peringkat rawatan berikutnya.
3.1.1 Aliran Proses
3.1.1.1 Prarawatan Berpengaruh
Saringan membuang pepejal terampai seperti plastik, rambut dan sisa dapur menggunakan skrin biologi termaju. Pengawalseliaan aliran dan kualiti memastikan kehomogenan, manakala pemendapan (semula jadi atau kimia-dibantu) membuang pepejal terampai dan bahan organik/tak organik.
3.1.1.2 Tindak Balas Anaerobik
Suhu terkawal, pH dan masa pengekalan memudahkan pencampuran menyeluruh enap cemar anaerobik dan air sisa, meningkatkan penyingkiran bahan organik. Reaktor anaerobik menggunakan pencampuran atau peredaran untuk menggalakkan penapaian, menghasilkan CO₂, CH₄, dan kesan H₂S. Gas-cecair-pemisahan pepejal dan rawatan gas ekor mengikuti.
3.1.1.3 Selepas-Rawatan dan Efluen
Bahan pencemar bukan organik dan organik yang tahan dirawat melalui proses aerobik atau penjerapan karbon teraktif. Pemantauan dalam talian menjejaki aktiviti mikrob dan penunjuk kualiti air (cth, nisbah F/M, oksigen terlarut). Nisbah F/M hendaklah purata 0.06; oksigen terlarut dalam zon anaerobik hendaklah 0.5–1 mg/L.
3.1.2 Kawalan Proses
Langkah-langkah utama termasuk:
Menanam enap cemar anaerobik dengan kapasiti degradasi yang tinggi dan mengekalkan nisbah nutrien yang optimum (C:N:P ≈ 100:5:1).
Mengawal beban organik, suhu (30–35 darjah ), dan pH (6.5–7.5). Beban organik hendaklah 3–6 kgBOD₅/(m³·d).
Melaksanakan kitar semula enap cemar untuk mengekalkan kepekatan dan aktiviti mikrob. Enap cemar yang dicairkan boleh digunakan semula sebagai baja atau makanan.
3.2 Teknologi Parit Pengoksidaan Pengoksidaan Mikroporous
Enapcemar membonjol, selalunya disebabkan oleh bakteria berfilamen atau pengembangan zoogloea, menjejaskan kebolehmendapan. Persamaan berikut menerangkan pertumbuhan mikrob:
di mana:
- Kd: Pekali pereputan mikrob (d-1)
- S: Kepekatan substrat (mg/L)
- Ks: Separuh-pekali tepu (mg/L)
- Y: Pekali hasil (kgMLSS/kgCOD)
- μmaks: Kadar pertumbuhan spesifik maksimum (d-1)
- μ: Kadar pertumbuhan mikrob (d-1)
di mana:
- Smin: Kepekatan substrat minimum pada keadaan mantap (mg/L)
- Kd: Pekali pereputan mikrob (d-1)
- Ks: Separuh-pekali tepu, iaitu, kepekatan substrat apabila μ=μmaks/2μ=μmaks/2 (mg/L)
- Y: Pekali hasil (kgMLSS/kgCOD)
- μmaks: Kadar pertumbuhan spesifik maksimum (d-1)
3.2.1 Parameter Reka Bentuk Proses
Air sisa melalui skrin, ruang pasir, dan tangki anaerobik (dengan pengadun) sebelum memasuki parit pengoksidaan. Pengudara mikroporous dan kipas terendam mencipta keadaan aerobik/anoksik berselang-seli. Sistem ini termasuk dua tangki anaerobik (2.8j HRT) dan empat parit pengoksidaan (8.64j HRT). Umur enapcemar ialah 11.3 hari.
3.2.2 Perintis-Reka Bentuk Peranti Skala
Sistem perintis termasuk kebuk pasir berudara, pam, pemilih anaerobik, parit pengoksidaan, pam Refluks enapcemar, peneroka sekunder dan pam efluen. Pemilih anaerobik (2.35 m³) mempunyai tiga petak dengan pengadun dan monitor (ORP, pH). Parit pengoksidaan (26.3 m³) mempunyai berbilang salur masuk/alur keluar dan peresap mikroliang. Ujian menunjukkan purata pengaruh: SS 160 mg/L, COD 448 mg/L, TP 4 mg/L.
Kesimpulan
Penyepaduan teknologi parit pengoksidaan pengudaraan pra-anoksik dan mikroporous meningkatkan penyingkiran nitrogen dan fosforus dengan ketara. Usaha masa hadapan harus menumpukan kepada pengoptimuman umur enapcemar, oksigen terlarut dan nisbah refluks enapcemar untuk meningkatkan lagi kecekapan rawatan.