Oʻrtacha haroratlarda azotni yoʻqotish uchun-koʻp bosqichli-A/U-MBBR tizimida tajribaviy tadqiqot
Umumiy koʻrinish
So'nggi yillarda Xitoy suv muhitini boshqarishda sezilarli natijalarga erishdi, ammo hali ham suv resurslari tanqisligi, suv atrof-muhitining ifloslanishi va suvning ekologik muhitiga zarar etkazish kabi muammolarga duch kelmoqda. Suv resurslarini muhofaza qilish, suv ifloslanishining oldini olish, suv ekologiyasini tiklash nuqtai nazaridan oqava suvlarni tozalash samaradorligi va samaradorligini doimiy ravishda oshirishga ko‘maklashish suv resurslaridan foydalanish darajasini oshirish, suv muhiti sifatini yaxshilash, milliy hayot sifatini oshirish, ekologik muhit qurilishini jadallashtirish, toza suv uchun kurashda g‘alaba qozonishda muhim ahamiyatga ega. Hozirgi vaqtda mavjud bo'lgan "Shahar oqava suvlarini tozalash inshootlari uchun ifloslantiruvchi moddalarni chiqarish standarti" (GB18918-2002) asosida mahalliy hukumatlar shahar oqava suvlarini tozalash inshootlarining oqava suvlari sifatiga yangi talablarni, ayniqsa, organik moddalar, ammiak va ammiak kabi ko'rsatkichlarga nisbatan qattiqroq talablarni taklif qilmoqdalar. Faollashtirilgan loy jarayoni bilan ifodalanadigan an'anaviy suv tozalash texnologiyalari past haroratlarda cheklangan biologik nitrifikatsiya kabi qiyinchiliklarga duch keladi. Ko'pgina tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, faol loy jarayonining nitrifikatsiyalash samaradorligi past{7}}harorat sharoitida sezilarli darajada pasayib, shiddatli loy miqdori va biologik ko'pik kabi muammolar bilan birga keladi. Shu sababli, past haroratli to'siqni yorib o'tish va azotni barqaror va samarali biologik tozalashga erishish oqava suvlarni tozalash sohasida hal qilinishi kerak bo'lgan dolzarb muammoga aylandi. Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) texnologiyasi butun dunyo bo'ylab yuzlab oqava suv tozalash inshootlarida qo'llanilgan. Reaktor ichidagi biofilmning biriktirilgan o'sish holati va uning doimiy yangilanish qobiliyati tufayli u nafaqat yuqori biomassaga ega, balki yuqori faollikni ham saqlaydi. Skandinaviya mamlakatlarida qo'llash natijalari, shuningdek, faol loy jarayoniga nisbatan past haroratlarga kuchliroq moslashishga ega ekanligini ko'rsatadi.
Shu sababli, Xitoydagi shahar oqava suvlarining xususiyatlarini maqsad qilib olgan ushbu tadqiqot MBBR va ko'p bosqichli anoksik/oksik (A/O) jarayonining afzalliklaridan azotni biologik tozalash uchun foydalanadi.uch{0}}bosqichli A/U-MBBR pilot-oʻlchov tizimi. Tizimning o'rta{1}}past harorat sharoitida organik moddalar, ammiak azot va umumiy noorganik azotni olib tashlash qobiliyati o'rganildi. Statik eksperimental sharoitlarda bioplyonkaning nitrifikatsion quvvati va morfologik o‘zgarishlari tahlil qilindi, bu past harorat sharoitida shahar oqava suvlaridan barqaror va samarali azotni olib tashlash va ko‘p bosqichli A/O-MBBR tizimlarini qurish va tartibga solish uchun texnik yordam ko‘rsatdi.
1. Materiallar va usullar
1.1 Pilot{1}}miqyosda tizimni eksperimental sozlash va ishlash rejimi
Qurilgan uch bosqichli A/U-MBBR pilot-tizimining jarayon oqimi quyidagida ko'rsatilgan.1-rasm. Uchuvchi{1}}oʻlchov tizimi jami 10 ta reaksiya zonasiga boʻlingan anoksik/oksik (A/O) ning uch bosqichidan iborat.Birinchi-bosqichA/O-MBBR quyi tizimi anoksik reaksiya zonalaridan (A1, A2) va aerob reaksiya zonalaridan (O3, O4) iborat.Ikkinchi-bosqichA/O-MBBR quyi tizimi anoksik reaksiya zonalaridan (A5, A6) va aerob reaksiya zonalaridan (O7, O8) iborat.Uchinchi-bosqichA/O{0}}MBBR quyi tizimi anoksik reaksiya zonasi (A9) va aerob reaksiya zonasidan (O10) iborat. ning samarali hajmiYuqorida qayd etilgan har bir reaksiya zonasi 1,4 m³ (1 m * 1 m * 1,4 m), samarali suv chuqurligi 1,4 m.. Har bir reaksiya zonasi segmentiga 500 m²/m³ o'ziga xos sirt maydoni bo'lgan to'xtatilgan biofilm tashuvchilar (omod) qo'shildi, ularning tashuvchisi bilan to'ldirish nisbati 35% ni tashkil qiladi.. Mexanik aralashtirish anoksik reaktsiya zonalarida tashuvchilarni suyuq holatda ushlab turish uchun ishlatilgan, aerob reaktsiya zonalarida teshilgan quvurlarni aeratsiya qilish,erigan kislorod konsentratsiyasi 3-9 mg/l.
Uchuvchi{0}}miqyosdagi tizimning haqiqiy oqim tezligi (23.6 + 5.4) m³/kun boʻlib, ikki nuqtali oqim taqsimotidan foydalangan holda, kirish nuqtalari A1 va O5 reaksiya zonalarida oʻrnatilgan va taʼsir nisbati 1:1 boʻlgan. Pilot{7}}oʻlchov tizimida nitrifikatsiyalangan suyuqlikning ikki toʻplami (O4 dan A1 gacha va O8 dan A5 gacha) mavjud boʻlib, aylanma nisbati 100% dan 200% gacha (har bir bosqichning kirish tezligidan kelib chiqqan holda). Toʻgʻri denitrifikatsiyadan keyingi-taʼminlash uchun A9 reaksiya zonasiga tashqi uglerod manbai sifatida 50-90 mg/l natriy asetat (KOD sifatida hisoblangan) qoʻshildi. Barcha eksperimental tadqiqot 2 bosqichga bo'lingan: I bosqich - Oddiy harorat (18-29 daraja); II bosqich - O'rta-past harorat (10-16 daraja).
1.2 Suvni tekshirish
Sinov sinovi Qingdao shahridagi-shahar oqava suv tozalash inshootida o‘tkazildi. Sinov suvi ushbu zavodning birlamchi sedimentatsiya tankining oqava suvidan olindi va flotatsiya bilan kuchaytirilgan dastlabki tozalashdan so'ng pilot tizimga kirdi. Kuchli flotatsiyadan oldingi tozalashdan keyin suv sifatining shartlari ko'rsatilgan1-jadval.
1.3 Aniqlash ko'rsatkichlari va usullari
1.3.1 An'anaviy ko'rsatkichlar
SCOD, NH₄⁺-N, NO₂⁻-N, NO₃⁻-N, SS, MLSS va MLVSS kabi an'anaviy ko'rsatkichlar "Suv va chiqindi suvlarni monitoring qilish va tahlil qilish usullari" dan standart usullar yordamida o'lchandi. Eritilgan kislorod, harorat, pH va ORP a yordamida o'lchandiportativ erigan kislorod o'lchagich (HACH HQ40d). Biofilm qalinligi an'anaviy yordamida o'lchanditeskari floresan mikroskop (Olympus, IX71).
1.3.2 Nitrifikatsiyaning statik tajribasi
Tizimning ishlashi davomida aerob zonalardan tashuvchilar vaqti-vaqti bilan statik reaktsiya sharoitida biofilmning nitrifikatsiya qobiliyatini o'lchash uchun namunalar olindi. Har bir aerob reaksiya zonasidan tashuvchilar uchuvchi tizim bilan bir xil to'ldirish nisbati 35% bo'lgan 5L reaktorga joylashtirildi. Sinov suvi 20-25 mg/L (N sifatida hisoblangan) massa kontsentratsiyasiga ega bo'lgan NH₄Cl eritmasi sun'iy ravishda konfiguratsiya qilingan. Tajriba davomida 7-11 mg/l erigan kislorodni nazorat qilishda tashuvchilarni suyuqlik holatida ushlab turish uchun shamollatish uchun kichik havo pompasi ishlatilgan. Sinov davomiyligi 2 soatni tashkil etdi, namuna olish oralig'i 30 minut bo'lib, statik reaksiya sharoitida biofilmning nitrifikatsiya qobiliyatini hisoblash uchun NH₄⁺-N kontsentratsiyasining o'zgarishini o'lchadi.
2. Natijalar va tahlillar
2.1 Uch bosqichli A/U-MBBR uchuvchi tizimining -operatsion unumdorligi
Uch bosqichli A/U-MBBR uch-bosqichining operatsion unumdorligi quyida keltirilgan.2-rasm. Oddiy harorat fazasida (I faza), reaksiya harorati 18{4}}29 daraja, tozalash oqimi tezligi (23.6+5.4) m³/kun va uglerod manbasi dozasi 50 mg/L (COD sifatida hisoblanadi, quyida bir xil) A/O{6}embr tizimining uchinchi bosqichining anoksik zonasida, MB BR quyi tizimi. SCOD, NH₄⁺-N va TIN konsentrasiyalari mos ravishda (160±31), (35,0±7,2) va (35,8±7,0) mg/L, tozalangan oqava suv konsentrasiyalari esa (27±8), (0,6±0,5) va (2,7±2,2) mg/l ni tashkil etdi.o'rtacha olib tashlash stavkalari 83,1%, 98,3% va 92,5% ga yetdi. O'rta{1}}past haroratli fazada (II faza), reaksiya harorati 10-16 daraja, bir xil tozalash oqimi (23.6+5.4) m³/kun va uglerod manbasining dozasi 50{6}}90 mg/l uglerod manbasining dozasi 50-90 mg/L, uchinchi bosqich A/Oem. tizimdagi SCOD, NH₄⁺-N va TIN konsentrasiyalari mos ravishda (147±30), (38,3±2,1) va (39,6±2,3) mg/L, oqava suv konsentrasiyalari mos ravishda (26±6), (0,4±0,6) va (6,8±6) mg/l ni tashkil etdi.o'rtacha olib tashlash stavkalari 82,3%, 99,0% va 82,8% ga yetdi. Bundan tashqari, tizim ishining 56-62-kunida, uglerod manbai dozasi 50 mg/L bo‘lganida, A9 reaksiya zonasida sezilarli NO₂⁻-N to‘planishi paydo bo‘ldi. Biroq, uglerod manbasining dozasini 90 mg / L ga bosqichma-bosqich oshirgandan so'ng, A9 reaktsiya zonasida NO₂⁻-N to'planishi asta-sekin yo'qoldi va chiqindi TIN konsentratsiyasi maqbul darajaga tushdi.
2.2 Har xil reaksiya haroratida har bir aerob reaksiya zonasida biofilmni nitrifikatsiya qilish qobiliyatining o‘zgarishi
Umumiy nuqtai nazardan uch bosqichli A/O-MBBR tizimining nitrifikatsiya qobiliyatidagi oʻzgarishlarni baholash uchun NH₄⁺-N nitrifikasiyaga hissa qoʻshish tezligi va har bir aerob reaksiya zonasidagi biofilmning nitrifikatsion sigʻimi turli reaksiya haroratlari ostida tahlil qilindi, natijalar koʻrsatilgan.3 va 4-rasmlar, mos ravishda.
4-rasm 1-va 2-bosqich A/O-MBBR quyi tizimlarining aerob zonalarida turli reaksiya haroratlarida nitrifikatsiyani olib tashlash yuki va oʻrnatish egri chiziqlari
Kimdan3-rasm, uch bosqichli A/O-MBBR tizimi ichida ikki nuqtali taʼsir tufayli, birinchi bosqich A/O-MBBR quyi tizimining O3 va O4 reaksiya zonalari va ikkinchi-bosqichning O7 va O8 reaksiya zonalari -bosqichli ekanligini koʻrish mumkin. A/O{10}}MBBR quyi tizimi tizimning asosiy nitrifikatsiya yukini o‘z zimmasiga oldi. Oddiy va oʻrtacha{12}}past harorat sharoitidaBu ikki quyi tizimning NH₄⁺-N nitrifikatsiya hissasi mos ravishda 43,1%, 49,6% va 33,8%, 54,0% edi.. Bu shuni ko'rsatadiki, o'rta{1}}past harorat sharoitida ikkinchi-bosqich quyi tizimning NH₄⁺-N nitrifikasiya hissasi darajasi birinchi-bosqich quyi tizimiga nisbatan 20,2% yuqori bo'lgan.
Kimdan4(a) va (c) shakllar, normal haroratda O3 va O7 aerob reaksiya zonalaridagi bioplyonkalar uchun ular nitrifikatsiya funksiyasi bilan birgalikda organik moddalar degradatsiyasining uch{2}}bosqichli A/O-MBBR tizimidagi asosiy reaksiya zonalari ekanligini koʻrish mumkin. Har bir tashuvchining sirt maydoniga SCODni olib tashlash yuki ("SCOD olib tashlash yuki" deb qisqartirilgan) COD sifatida hisoblangan) 2,0 g/(m²·d) dan kam bo'lganida va tashuvchining sirt maydoniga nitrifikatsiya yuki ("nitrifikatsiya yuki" sifatida qisqartirilgan, N sifatida hisoblangan) 1,6 g / (qayta yuklangan sirt o'rtasidagi bog'liqlik) dan kam bo'lganida. maydoni (qisqartirilgan "nitrifikatsiyani olib tashlash yuk", N) sifatida hisoblangan va nitrifikatsiya yuki mos ravishda 0,83 va 0,84 qiyaliklarga ega bo'lgan birinchi{7}}tartibli chiziqli reaktsiyadan keyin sodir bo'ldi. Nitrifikatsiya yuki 1,6-6,0 g/(m²·d) ga oshganida, nitrifikatsiyani olib tashlash yuki va nitrifikatsiya yuki o‘rtasidagi bog‘liqlik nol tartibli reaksiyaga-namoyon bo‘lib, mos ravishda o‘rtacha 1,31 va 1,34 g/m² nitrifikatsiyani yo‘qotish yuklari bilan kuzatildi. SCODni olib tashlash yuki 2,0-4,0 g/(m²·d) va nitrifikatsiya yuki 1,6-6,0 g/(m²·d) boʻlganida, nitrifikatsiyani olib tashlash yuki va nitrifikatsiya yuki oʻrtasidagi nol tartibli reaksiya munosabatlari oʻzgarmagan boʻlsa-da, qayta yuklanish oʻrtacha 0.9 ga kamaydi. va 0,97 g/(m²·d), mos ravishda. O3 va O7 aerob reaksiya zonalaridagi bioplyonkalar uchun oʻrtacha-past haroratda, SCODni olib tashlash yuki 2,0 g/(m²·d) va nitrifikatsiya yuki 1,1 g/(m²·d) dan kam boʻlsa, nitrifikatsiya yukiga nisbatan nitrifikatsiya yukining chiziqli qiyaliklari mos ravishda kamaydi va 01.01. Nitrifikatsiya yuki 1,1-6,0 g/(m²·d) ga oshganda, mos ravishda nitrifikatsiyani olib tashlashning o‘rtacha yuklari mos ravishda 0,78 va 0,94 g/(m²·d) ga kamaydi, bu normal harorat sharoitlariga nisbatan 40,4% va 19,4% ga pasayishni ifodalaydi. SCODni olib tashlash yuki 2,0-4,0 g/(m²·d) ga oshganda, nitrifikatsiyani olib tashlashning mos keladigan o'rtacha yuklari mos ravishda 0,66 va 0,91 g/(m²·d) ga kamaydi, bu normal harorat sharoitlariga nisbatan 30,5% va 6,2% ga pasayishni anglatadi. O3 reaksiya zonasida biofilmning nitrifikatsiya qilish qobiliyati HEM va boshqalarning tadqiqot natijalariga mos keldi. tegishli sharoitlarda. Shu bilan birga, o'rta-past harorat sharoitida O3 reaktsiya zonasi biofilmi bilan solishtirganda, O7 reaktsiya zonasi biofilmi kuchli nitrifikatsiya qobiliyatini namoyish etganligi diqqatga sazovordir.
Kimdan4(b) va (d)-rasmlar, normal haroratda O4 va O8 aerob reaksiya zonalaridagi bioplyonkalar uchun ular birinchi navbatda qo'shimcha nitrifikatsiya funktsiyasini bajaradigan uch{2}}bosqichli A/O-MBBR tizimidagi reaksiya zonalari ekanligini ko'rish mumkin. SCODni olib tashlash yuki 1,0 g/(m²·d) va nitrifikatsiya yuki 1,3 g/(m²·d) dan kam bo‘lganida, nitrifikatsiyani olib tashlash yuki va nitrifikatsiya yuki o‘rtasidagi bog‘liqlik mos ravishda 0,86 va 0,8 qiyaliklar bilan birinchi{7}}tartibdagi chiziqli reaksiyaga to‘g‘ri keldi. Nitrifikatsiya yuki 1,3-3,0 g/(m²·d) ga oshganida, nitrifikatsiyani olib tashlash yuki va nitrifikatsiya yuki o‘rtasidagi bog‘liqlik nol tartibli reaksiyaga amal qildi, mos ravishda 1,11 va 1,13 g/m² nitrifikatsiya yuklamalari bilan mos ravishda 1,13 g/m2. O'rta va past harorat sharoitida, SCODni olib tashlash yuki 1,0 g / (m² · d) dan kam bo'lsa va nitrifikatsiya yuki 1,0 g / (m² · d) dan kam bo'lsa, nitrifikatsiya yukiga nisbatan nitrifikatsiyani olib tashlash yukining chiziqli qiyaliklari mos ravishda 0,72 va 0,84 ga kamaydi. Nitrifikatsiya yuki 1,0-3,0 g/(m²·d) ga oshganda, nitrifikatsiyani olib tashlashning mos keladigan o'rtacha yuklari mos ravishda 0,72 va 0,86 g/(m²·d) ni tashkil etdi, bu normal harorat sharoitlariga nisbatan 35,1% va 23,9% ga pasayishni anglatadi.
Yuqoridagi tahlildan ko'rinib turibdiki, o'rtacha{0}}past haroratlarda har bir reaksiya zonasida bioplyonka uchun nitrifikatsiyani yo'qotish yuki va nitrifikatsiya yuki o'rtasidagi munosabatlarning burilish nuqtalari normal haroratga nisbatan ertaroq sodir bo'lgan. Bu hodisa SAFWAT tadqiqot natijalariga nisbatan mos keladi. Umuman olganda, tizimning har bir aerob zonasidagi biofilmning nitrifikatsiya qilish qobiliyati o'rtacha{3}}past haroratlarda pasayish tendentsiyasini ko'rsatgan bo'lsa-da,ikkinchi{1}}bosqich A/O-MBBR quyi tizimining O7 reaksiya zonasida bioplyonkaning nitrifikatsiya qilish qobiliyati O3 reaksiya zonasiga nisbatan 20,5%-37,9% ga, O8 reaksiya zonasida bioplyonkaning nitrifikatsiya qilish qobiliyati O4 reaksiya zonasiga nisbatan taxminan 19,4% ga oshdi.. Bu uch bosqichli A/U-MBBR tizimida ikkinchi{1}}bosqichli reaksiya zonasining oʻrnatilishi tizimning umumiy nitrifikatsiya quvvatini yaxshilash uchun foydali ekanligini koʻrsatadi.
2.3 Har xil reaksiya haroratida anoksik reaksiya zonasida biofilmni denitrifikatsiya qilish qobiliyatining o‘zgarishi
Uch bosqichli A/O-MBBR tizimining denitrifikatsiya qobiliyatidagi oʻzgarishlarni umumiy nuqtai nazardan baholash uchun ushbu tadqiqot har bir anoksik reaksiya zonasidagi biofilmning turli reaksiya temperaturalari ostida denitrifikatsiya qilish qobiliyatini tahlil qildi va natijalar quyidagicha koʻrsatilgan.5-rasm.
5-rasm Har xil reaksiya haroratida uch bosqichli A/U-MBBR tizimining har bir anoksik zonasida denitrifikatsiyani olib tashlash yuki
Kimdan5(a) va (c) shakllar, A1 va A5 anoksik reaksiya zonalari uchun ular substrat sifatida xom suv uglerod manbalaridan foydalangan holda uch{2}}bosqichli A/O-MBBR tizimidagi asosiy denitrifikatsiya zonalari ekanligini ko'rish mumkin. Oddiy va o'rta{5}}past harorat sharoitida, mos keladigan anoksik denitrifikatsiya uglerod-azotga{7}}nisbati (DCBSCOD / CNOx--N) 5,0 dan katta bo'lganda va tashuvchining sirt maydoniga to'g'ri keladigan denitrifikatsiya yuki (qisqartirilgan "yuk" deb hisoblab chiqiladi". NOx--N) 0,95 g/(m²·d) dan kam edi, bu tashuvchining sirt maydoniga to‘g‘ri keladigan denitrifikatsiyani olib tashlash yuki ("denitrifikatsiyani olib tashlash yuki" deb qisqartiriladi), NOx--N sifatida hisoblangan denitrifikatsiyani olib tashlash yuki va keyingi denitrifikatsiya {34}chizig‘i o‘rtasidagi bog‘liqlik. reaksiya, qiyaliklari mos ravishda 0,87, 0,88 va 0,82, 0,84. Denitrifikatsiya yuki 0,95 g/(m²·d) dan oshganda, denitrifikatsiyani olib tashlash yuki va denitrifikatsiya yuki o'rtasidagi bog'liqlik nol tartibli reaksiyaga{35}}navo bo'lib, mos ravishda denitrifikatsiyani olib tashlashning o'rtacha yuklari mos ravishda 0,82, 0,82 g/(m²·d), 0,7·m² (0,7·m²) ni tashkil etdi. DFCBSCOD / CNOx--N kamayganligi sababli, denitrifikatsiyani olib tashlash yuki va denitrifikatsiya yuki o'rtasidagi munosabatlarning burilish nuqtasi oldinga siljidi, past yuk sharoitida chiziqli nishab pasayish tendentsiyasini ko'rsatdi va bir vaqtning o'zida yuqori yuk sharoitida denitrifikatsiyani olib tashlashning o'rtacha yuki ham pasayish tendentsiyasini ko'rsatdi. Ushbu natijalar shuni ko'rsatadiki, A1 va A5 reaktsiya zonalarida xom suv uglerod manbalari yordamida biofilmni denitrifikatsiya qilish uchun uglerod-azot nisbati denitrifikatsiya funktsiyasini belgilovchi asosiy omil hisoblanadi va sinov suvi sifati sharoitida A1 va A5 anoksik reaktsiya zonalari uchun ideal uglerod-azot nisbati 5 dan katta bo'lishi kerak.
5(b) va (d)-rasmlardan, A2 va A6 anoksik reaktsiya zonalari uchun A1 va A5 anoksik reaktsiya zonalari xom oqava suvdagi uglerod manbalarini va resirkulyatsiya oqimi bilan olib boriladigan nitratning ko'p qismini olib tashlaganligi va iste'mol qilganligi sababli, A2 va A6 anoksik reaktsiya zonalari uzoq muddatli-mevjud past yuklangan substrat{{7}{8}. Shuning uchun ham normal, ham oʻrtacha past harorat sharoitida, DFCBSCOD / CNOx--N 1,0-2,0 oralig'ida va denitrifikatsiya yuki 0,50 g/(m²·d) dan kam bo'lganida, denitrifikatsiya yukiga nisbatan denitrifikatsiya yukining chiziqli qiyaliklari atigi 0,47, 0,47, 0,40,3 va mos ravishda. Bundan tashqari, denitrifikatsiya yuki 0,50-1,50 g/(m²·d) ga oshganda, mos ravishda denitrifikatsiyani olib tashlashning o'rtacha yuklari mos ravishda atigi 0,25, 0,20 va 0,20, 0,17 g/(m²·d) ni tashkil etdi. Biroq, ushbu tadqiqotda statik tajriba natijalari shuni ko'rsatdiki, etarli uglerod manbai va nitrat substrati sharoitida, A2 va A6 anoksik reaktsiya zonalarida biofilmning denitrifikatsiyani olib tashlash yuki mos ravishda (0,66±0,14) va (0,68±0,11) g/(m²·d) ga yetishi mumkin. Ushbu natija A2 va A6 anoksik reaktsiya zonalaridagi biofilmning nisbatan kuchli denitrifikatsiya qobiliyatiga ega ekanligini ko'rsatadi, bu pilot tizimda uglerod manbai va nitrat substratlarining etishmasligi bilan cheklangan.
Kimdan5-rasm (e), A9 anoksik reaksiya zonasi uchun denitrifikatsiya uglerod manbai sifatida tashqaridan qoʻshilgan natriy asetatdan foydalangan holda uch{1}}bosqich A/O-MBBR tizimining dastlabki ikki bosqichidan oqib chiqadigan barcha nitrat uchun denitrifikatsiya yukini koʻrishi mumkin. Oddiy va oʻrta{4}}past harorat sharoitida, DFCBSCOD / CNOx--N 5 dan katta va denitrifikatsiya yuki 2,5 g/(m²·d) dan kam boʻlganida, denitrifikatsiyani olib tashlash yuki va denitrifikatsiya yuki oʻrtasidagi bogʻliqlik birinchi darajali va qiyalik reaktsiyasi{{16}0.} mos ravishda 0,94. Biroq, DFCBSCOD / CNOx--N kamayishi bilan denitrifikatsiyani olib tashlash yuki va denitrifikatsiya yuki o'rtasidagi bog'liqlikning chiziqli qiyaligi pasayish tendentsiyasini ko'rsatdi. Bu natija, shuningdek, tashqi uglerod manbai yordamida A9 reaksiya zonasida biofilmni denitrifikatsiya qilish uchun uglerod-azot nisbati ham denitrifikatsiya funktsiyasini belgilovchi asosiy omil bo'lib, zarur bo'lgan denitrifikatsiya uglerod-azot nisbati 3 dan yuqori ekanligini ko'rsatadi. Shu bilan birga, reaktsiya harorati o'zgarishining uning denitrifikatsiya funktsiyasiga ta'siri nisbatan kichik.
2.4 Statik eksperimental sharoitda har bir aerob reaksiya zonasida biofilmning nitrifikatsiya qobiliyati va morfologik xususiyatlari
Har bir aerob reaksiya zonasida statik eksperimental sharoitda biofilmning nitrifikatsiya qilish qobiliyati ko'rsatilgan.6-rasm. 6-rasmdan ko'rinib turibdiki, normal haroratda O3, O4, O7 va O8 aerob reaksiya zonalarida bioplyonkaning nitrifikatsiya sig'imlari mos ravishda (1,37±0,21), (1,23±0,15), (1,40±0,20) va (1,25±0,13) g/(m. Oʻrtacha{15}}past haroratda tegishli aerob reaksiya zonalarida biofilmning nitrifikatsiya sigʻimlari mos ravishda (1.07±0.01), (1.00±0.04), (1.08±0.09) va (1.03±0.05) g/(m²·d) ni tashkil etdi, 1.89% ga 2,8% ga kamaydi. 22,9% va 17,6% normal harorat bilan solishtirganda. Ushbu statik tajriba natijalari uchuvchi tizimdagi o'lchangan qiymatlar tendentsiyasiga mos keladi. Bundan tashqari, statik eksperimental sharoitda har bir aerob zonada biofilmning o'lchangan nitrifikatsiya qobiliyati pilot tizimdagi haqiqiy qiymatlardan bir oz yuqori bo'lganligini kuzatish mumkin. Tahlil buni statik tajribalar davomida bitta ammoniy azotli substrat va yaqin{31}}toʻyingan yuqori erigan kislorod sharoitlaridan foydalanish bilan bogʻlaydi, bu esa biofilmni nitrifikatsiya qilish qobiliyatining yuqori darajasiga olib keladi. Oddiy haroratda uch bosqichli A/O-MBBR tizimining O3, O4, O7 va O8 reaksiya zonalaridagi haqiqiy nitrifikatsiya sig‘imlari statik tajribalar ostida mos ravishda maksimal nitrifikatsiya sig‘imining 95,6%, 90,6%, 95,7% va 90,4% edi. Oʻrtacha{44}}past haroratda O3, O4, O7 va O8 reaksiya zonalarida haqiqiy nitrifikatsiya sigʻimlari mos ravishda 72.9%, 72.0%, 87.0% va 84.5% gacha kamaydi.
Keyingi tahlillar shuni ko'rsatdiki, normal haroratda O3, O4, O7 va O8 aerob reaksiya zonalarida bioplyonkaning o'ziga xos ammiak oksidlanish tezligi (MLVSS birligi uchun nitrifikatsiya darajasi, N sifatida hisoblanadi) (0,062 ± 0,0095), (0,059 ± 0,0072), (0,059 ± 0,0072), (0,0, 0,0). (0,060±0,0063) g/(g·d), mos ravishda. O'rta{13}}past haroratda O3 va O4 aerob reaksiya zonalarida biofilmning ammiakning o'ziga xos oksidlanish tezligi mos ravishda (0,046±0,0004) va (0,041±0,0016) g/(g·d) bo'lib, normal haroratga nisbatan 25,8% va 30.5% ga kamaydi. Aksincha, O7 va O8 aerob reaksiya zonalarida biofilmning o'ziga xos ammiak oksidlanish tezligi mos ravishda (0,062 ± 0,0051) va (0,060 ± 0,0029) g / (g · d) edi. Oddiy harorat sharoitlari bilan solishtirganda, O8 reaktsiya zonasi biofilmining ammiak oksidlanish qobiliyati o'zgarishsiz qoldi, O7 aerob reaksiya zonasi biofilmining ammiak oksidlanish qobiliyati hatto 3,3% ga oshdi. Bu natija shuni ko‘rsatadiki, o‘rta-past harorat sharoitida pilot tizimning ikkinchi-bosqichidagi reaksiya zonasidagi bioplyonka yaxshiroq nitrifikatsiya qobiliyatiga ega va ikkinchi bosqich quyi tizimning umumiy tizim nitrifikasiyasiga qo‘shadigan hissasi ratsionaldir.
Birinchi va ikkinchi bosqich A/O-MBBR quyi tizimlarining har bir aerob reaksiya zonasidagi biofilm morfologiyasini kuzatish natijalari quyida keltirilgan.7-rasm. Oddiy haroratda O3, O4, O7 va O8 aerob reaksiya zonalarida biofilm qalinligi mos ravishda (217,6±54,6), (175,7±38,7), (168,1±38,2) va (152,4±37,8) mkm edi. Oʻrta{14}}past haroratda O3 va O4 reaksiya zonalaridagi bioplyonka qalinligi mos ravishda (289,4±59,9) va (285,3±61,9) mkmni tashkil etdi, bu normal haroratdagi bioplyonka qalinligi bilan solishtirganda 33,0% va 62,4% ga oshgan. Aksincha, O7 va O8 reaksiya zonalarida biofilm qalinligi mos ravishda (173,1±40,2) va (178,3±31,2) mkm bo'lib, normal haroratga nisbatan atigi 3,0% va 17,0% ga oshdi. Ba'zi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, yupqaroq biofilmlar kuchli ammiak oksidlanish qobiliyatiga ega, bu ushbu tadqiqotning eksperimental natijalariga nisbatan mos keladi. Tahlil buni bioplyonkadagi nitrifikator bakteriyalarning bioplyonkaning qatlamli tuzilishida vertikal ravishda taqsimlanishi bilan izohlaydi; haddan tashqari biofilm qalinligi substrat massasini uzatish samaradorligini va substrat yaqinligini pasayishiga olib keladi. Bundan tashqari, o'rta{35}}past harorat sharoitida uchuvchi tizimning har bir aerob zonasida erigan kislorod kontsentratsiyasi statik tajriba reaktoriga qaraganda ancha past bo'lgan (3,0-5,0 mg/l farq qiladi). Ayniqsa, O3 va O4 reaksiya zonalaridagi qalinroq bioplyonkalar uchun biofilm ichidagi kislorod massasini uzatish qobiliyatining pasayishi ularning haqiqiy nitrifikatsiya qobiliyatining pasayishiga olib keldi (statik sharoitda o'lchangan maksimal nitrifikatsiya qobiliyatining atigi 70% ga yaqin). Shuning uchun, sof biofilm MBBR uchun kesish intensivligini kuchaytirish va biofilmni nitrifikatsiya qilish qobiliyatini saqlab qolish uchun biofilm qalinligini oqilona nazorat qilish orqali biofilmning yangilanishini kuchaytirish kerak.
3. Xulosa
① Reaksiya harorati 10-16 daraja (oʻrta{5}}past harorat), tozalash oqimining tezligi (23,6±5,4) m³/kun va uglerod manbasi dozasi 50-90 mg/l (COD sifatida hisoblangan) uchinchi - ning anoksik zonasida. A/O{8}}MBBR quyi tizimi, uch bosqichli A/O-MBBR pilot tizimining chiqindi SCOD, NH₄⁺-N va TIN konsentrasiyalari mos ravishda (26±6), (0,4±0,6) va (6,8±3,6) mg/L ni tashkil etdi.o'rtacha olib tashlash stavkalari 82,3%, 99,0% va 82,8% ga yetdi.
② Oʻrtacha{0}}past harorat sharoitida, birinchi{1}}bosqich va ikkinchi-A/O-MBBR quyi tizimlari oʻrtasidagi aerob reaksiya zonalari bioplyonkasidagi farqlar tufayli ikki quyi tizim oʻrtasida biofilmning nitrifikatsiya sigʻimidagi farq hosil boʻldi. Ayniqsa, birinchi{5}}A/O-MBBR quyi tizimi uchun biofilm qalinligi oshishi tufayli nitrifikatsiya sig‘imi kamaydi. Biofilmni nitrifikatsiya qilish qobiliyatini saqlab qolish uchun biofilm qalinligini oqilona nazorat qilish kerak.
③ Uch{0}}bosqichli A/U-MBBR uchuvchi tizimida reaktsiya harorati o'zgarishining denitrifikatsiya funksiyasiga ta'siri nisbatan kichik edi. Har xil reaksiya haroratida uglerod manbai sifatida xom suvdan foydalangan holda denitrifikatsiyalangan uglerod-azotga nisbati 5 dan, uglerod manbai sifatida tashqi qoʻshilgan natriy asetat yordamida denitrifikatsiyalangan uglerod-azotga-nisbati 3 dan katta boʻlishi kerak.