Zasady biochemii o niskiej zawartości tlenu
Biochemia o niskiej zawartości tlenu osiąga głównie degradację materii organicznej oraz usuwanie azotu i fosforu poprzez kontrolowanie stężenia rozpuszczonego tlenu (DO) w środowisku reakcji (zazwyczaj 0.2-0.5 mg/l) i wykorzystując aktywność metaboliczną mikroorganizmów w warunkach mikroksygenowym lub hipoksycznym.
Regulacja metabolizmu drobnoustrojów: środowisko o niskiej zawartości tlenu sprzyja aktywności bakterii denitryfikujących (stadium beztlenowego) i bakterii gromadzących polifosforany (stadium bieżącego beztlenowego/beztlenowego).Bakterie denitrifikujące wykorzystują materię organiczną do redukcji azotu azotowego na azot, podczas gdy bakterie gromadzące polifosfor osiągają usunięcie fosforu poprzez uwalnianie fosforu beztlenowego i wchłanianie fosforu aerobowego.
Inhibicja ekspansji bakterii włóknistej: niskie stężenie DO może powodować mikroekspancję bakterii włóknistej, ale poprzez kontrolowanie innych parametrów, takich jak obciążenie i pH,wydajność osadzenia osadów może być utrzymywana, przy jednoczesnym wykorzystaniu dużej powierzchni powierzchni bakterii włókienkowych w celu poprawy wydajności degradacji materii organicznej.
Optymalizacja metabolizmu energii: w warunkach niskiej zawartości tlenu komórki zwiększają wytwarzanie energii poprzez fosforylację oksydacyjną, jednocześnie aktywując autofagię i mechanizmy stresu antyoksydacyjnego,przedłużające aktywność drobnoustrojów.
Proces debugowania biochemii o niskiej zawartości tlenu
Szczepienie i udomowienie błota
- Dodaje się podobny lub identyczny osad aktywny, którego początkowe stężenie jest kontrolowane w zakresie 1500-2500 mg/l.
- Na początkowym etapie dodaje się źródła węgla, takie jak odchody i skrobię (COD 200-300 mg/l), uzupełnione azotem i fosforem (BOD: N: P=100:51:1), a następnie inkubacja pod niskim ciśnieniem (względ powietrza do wody 1:5-10).
- Określenie aktywności osadu poprzez obserwację wyglądu pierworodnych (takich jak płucień i rotifery) poprzez badanie mikroskopowe.
Etap zwiększenia obciążenia
- Początkowy etap: obciążenie objętościowe wynosi 0,5-1,0 kg COD/m 3 · d, a dopływ COD jest kontrolowany w 1000-5000 mg/l.
Faza rozpoczęcia: stopniowe zwiększanie obciążenia do 50% wartości projektowej (około 40 dni), monitorowanie powstawania szlamów granulowanych i produkcji gazu.
Faza pełnego obciążenia: zwiększenie obciążenia do 100% (30-40 dni), dostosowanie szybkości wentylacji i współczynnika odpływu, aby zapewnić, że odpływ spełnia normy.
Kontrola parametrów środowiskowych
- Temperatura: średnia temperatura anaerobowa (30-40 °C) lub niska temperatura (15-20 °C), unikając znaczących wahaniach.
Sekcja anaerobowa 6.5 do 8.0, sekcja aerobowa 7-8.5.
Potencjał redukcji utleniania (ORP): etap hydrolizy -100~+100mV, etap produkcji metanu -150~-400mV.
Kwestie zarządzania operacyjnym
Monitorowanie kluczowych parametrów
- Rozpuszczony tlen (DO): 0,2-0,5 mg/l w fazie beztlenkowej i 1-3 mg/l w fazie aerobowej, w celu uniknięcia nadmiernego hamowania denitryfikacji lub niskiego poziomu, który może spowodować unoszenie się osadu.
- stosunek węgla do azotu (C/N): utrzymywanie wartości BOD5/TKN na 4-6, a w przypadku braku wystarczającego dodawanie zewnętrznych źródeł węgla (np. kwasu octowego i metanolu).
- Azot azotowy: Azot azotowy w strumieniu sekcji beztlenkowej jest kontrolowany na 10-20 mg/l i dostosowywany do współczynnika refluksu wewnętrznego (200% -400%).
Wyjątek
- Rozszerzenie osadu: Mikrorozszerzenie bakterii włókienkowych (SVI ≤ 150) jest dopuszczalne.
- Niska wydajność denitryfikacji: sprawdź, czy źródło węgla jest wystarczające, czy wewnętrzny refluk jest rozsądny, lub zwiększ HRT w strefie beztlenkowej (2-4 godziny).
Optymalizacja oszczędności energii
- Używanie wentylacji konwersji częstotliwości w celu kontroli DO i zmniejszenia zużycia energii.
-monitorowanie stanu denitryfikacji w czasie rzeczywistym przy użyciu ORP i dynamiczne dostosowywanie dawki źródła węgla.
Rutynowa konserwacja
- Regularne zrzucanie osadu i utrzymywanie wieku osadu (SRT) na poziomie 10-20 dni.
-Monitoruje zmiany w fazach biologicznych i szybko wykrywa nieprawidłową aktywność drobnoustrojów.
