Principi della biochimica a basso ossigeno
La biochimica a basso contenuto di ossigeno consente principalmente la degradazione della materia organica e la rimozione di azoto e fosforo controllando la concentrazione di ossigeno disciolto (DO) nell'ambiente di reazione (di solito 0.2-0.5 mg/l) e utilizza l'attività metabolica dei microrganismi in condizioni di microossigeno o ipoxica.
Regolamento del metabolismo microbico: l'ambiente a basso contenuto di ossigeno favorisce l'attività dei batteri denitrificanti (stadio anaerobico) e dei batteri che accumulano polifosfati (stadio alternato anaerobico/aerobico).I batteri denitrificanti usano la materia organica per ridurre l'azoto nitrato in azoto, mentre i batteri che accumulano polifosfato ottengono la rimozione del fosforo attraverso il rilascio di fosforo anaerobico e l'assorbimento di fosforo aerobico.
Inibizione dell'espansione batterica filamentosa: un basso DO può indurre la microespansione batterica filamentosa, ma controllando altri parametri come carico e pH,le prestazioni di sedimentazione dei fanghi possono essere mantenute, utilizzando la grande superficie specifica dei batteri filamentosi per migliorare l'efficienza di degradazione della materia organica.
Ottimizzazione del metabolismo energetico: in condizioni di basso contenuto di ossigeno, le cellule aumentano la produzione di energia attraverso la fosforilazione ossidativa, attivando al contempo l'autofagia e i meccanismi di stress antiossidante,prolungamento dell'attività microbica.
Il processo di depurazione della biochimica a basso contenuto di ossigeno
Inoculazione e domesticazione dei fanghi
- Aggiungere fanghi attivi simili o identici, con una concentrazione iniziale controllata tra 1500-2500 mg/l.
-Nella fase iniziale sono state aggiunte fonti di carbonio quali feci e amido (COD 200-300mg/L), integrate con azoto e fosforo (BOD: N: P=100:5:1), e sono incubati a bassa pressione (ratio aria-acqua 1:5-10).
- Determinare l'attività dei fanghi osservando l'aspetto dei protozoi (come nematodi e rotiferi) mediante esame microscopico.
Fase di aumento del carico
-Fase iniziale: il carico volumetrico è di 0,5-1,0 kg COD/m3·d, e il COD in arrivo è controllato a 1000-5000 mg/l.
- Fase di avvio: aumentare gradualmente il carico al 50% del valore di progetto (circa 40 giorni), monitorare la formazione di fanghi granulari e la produzione di gas.
-Fase di carico completo: aumentare il carico al 100% (30-40 giorni), regolare la velocità di aerazione e il rapporto di reflusso per garantire che l'effluente soddisfi lo standard.
Controllo dei parametri ambientali
- Temperatura: anaerobica a temperatura media (30-40 °C) o a bassa temperatura (15-20 °C), evitando fluttuazioni significative.
Sezione anaerobica 6.5-80Sezione aerobica 7-8.5.
- Potenziale di riduzione dell'ossidazione (ORP): stadio di idrolisi -100~+100mV, stadio di produzione di metano -150~-400mV.
Questioni di gestione operativa
Monitoraggio dei parametri chiave
- Ossigeno disciolto (DO): 0,2-0,5 mg/l nella fase anossica e 1-3 mg/l nella fase aerobica, per evitare un'eccessiva inibizione della denitrificazione o bassi livelli che possono causare il galleggiamento del fango.
- Rapporto carbonio/azoto (C/N): mantenere il BOD5/TKN a 4-6 e aggiungere fonti di carbonio esterne (come acido acetico e metanolo) quando insufficienti.
- azoto nitrato: l'azoto nitrato nell'afflusso della sezione anossica è controllato a 10-20 mg/l e regolato dal rapporto di reflusso interno (200% -400%).
Esclusione
- Espansione del fango: la microespansione dei batteri filamentosi (SVI ≤ 150) è accettabile. Se eccessiva, può essere controllata aumentando il DO, regolando il pH o aggiungendo coagulanti.
- Basso rendimento di denitrificazione: verificare se la fonte di carbonio è sufficiente, se il reflusso interno è ragionevole o aumentare l'HRT nella zona anossida (2-4 ore).
Ottimizzazione del risparmio energetico
- Utilizzare l'aerazione per la conversione di frequenza per controllare il DO e ridurre il consumo di energia.
- monitoraggio in tempo reale dello stato di denitrificazione utilizzando ORP e regolazione dinamica del dosaggio della fonte di carbonio.
Manutenzione di routine
- scaricare regolarmente i fanghi e mantenere l'età dei fanghi (SRT) a 10-20 giorni.
- Monitorare i cambiamenti nelle fasi biologiche e rilevare prontamente l'attività microbica anormale.
