Eine große Ausstoßung von Stickstoff und Phosphor kann zur Eutrophierung von Gewässern führen.

Eine große Ausstoßung von Stickstoff und Phosphor kann zur Eutrophierung von Gewässern führen.China verwendet Ammoniak Stickstoff und Gesamtphosphor als wichtige Bewertungsindikatoren zur Bewertung der Behandlungseffekte von KläranlagenDerzeit ist die Abwasserbehandlung vor allem aufbiologische Denitrifizierung, der Stickstoff im Abwasser durch aerobe Nitrifizierung und anoxische Denitrifizierung in harmloses Stickstoffgas umwandelt.

Gesamt Stickstoff bezieht sich auf den Stickstoffgehalt in löslichen und suspendierten Partikeln, einschließlich anorganischen Stickstoffs wie NO3, NO2 und NH4+, und organischen Stickstoffs wie Aminosäuren, Proteinen,und organische AmineDie biologische Denitrifizierung umfaßt zunächst die Umwandlung von organischem Stickstoff in Ammoniak Stickstoff durch Ammonifizierung in einer anaeroben Umgebung.Dieser Prozess ist leicht durchzuführen und kann in den meisten Reinigungsanlagen abgeschlossen werdenDann wird in einer aeroben Umgebung Ammoniak Stickstoff durch Nitrifizierung in Nitrat Stickstoff umgewandelt.Nitratdioxid wird durch Denitrifizierung in Ammoniakgas umgewandelt, die aus dem Wasser entweicht.

Zu den wichtigsten Denitrifizierungsprozessen gehörenAktivschlammprozesse(A2O, Oxidationsgräben, SBR usw.) und Biofilmverfahren (biologische Filter, biologische Kontakt-Oxidationstanks, biologische Drehscheiben usw.),die eine gute Abnahmewirkung auf Stickstoff im Abwasser haben, haben jedoch gewisse Einschränkungen und Komplexität in Bezug auf Prozess und Betrieb.

Das A2O-Verfahren oder das anaerobe-anoxige-aerobe Aktivschlammverfahren umfasst Abwässer, die durch drei verschiedene Funktionszonen fließen: anaerobe, anoxige,und aerob, wo verschiedene mikrobielle Gemeinschaften organische Stoffe entfernenDas A2O-Verfahren ist das einfachste Verfahren zur gleichzeitigen Entfernung von Phosphor und Stickstoff, das durch eine kurze Gesamthydraulikretentionszeit gekennzeichnet ist.Unter wechselnden anaeroben BedingungenBei Anokse und Aerobe Bedingungen hemmt es das Wachstum von filamentösen Bakterien, überwindet die Schlammvergrößerung und erreicht in der Regel eine Schlammviskosität (SVI) von weniger als 100.Dies erleichtert die Trennung von behandeltem Abwasser von SchlammDie anaeroben und anoxischen Abschnitte erfordern nur eine leichte Rührung während des Betriebs, was zu niedrigen Betriebskosten führt.

Vorteile:Bei diesem Verfahren handelt es sich um die einfachste gleichzeitige Entfernung von Stickstoff und Phosphor mit einer geringen gesamten hydraulischen Retentionszeit und einer geringen Gesamtfläche.unter wechselnden anaeroben und aeroben Betriebsbedingungen, filamentöse Bakterien können sich nicht in großen Mengen vermehren, und der Schlamm wird nicht vergrößert; der Schlamm weist eine hohe Phosphorkonzentration und eine hohe Düngemittelwirkung auf;keine Chemikalien während des Betriebs erforderlich sind, ist nur ein sanftes Rühren erforderlich, und die Betriebskosten sind gering.

Nachteile:Die Phosphorentfernungseffizienz ist schwer weiter zu verbessern, das Schlammwachstum ist begrenzt und nicht leicht zu verbessern; die Stickstoffentfernungseffizienz ist ebenfalls schwer weiter zu verbessern,Das Volumen des Innenverkehrs sollte nicht zu hoch sein., sonst erhöhen sich die Betriebskosten; eine gewisse Konzentration von gelöstem Sauerstoff sollte im Sedimentationsbehälter aufrechterhalten werden, die Aufenthaltszeit sollte verkürzt werden,und die gelöste Konzentration sollte nicht zu hoch sein, um zu verhindern, dass die zirkulierende Mischflüssigkeit den Reaktor stört..

Oxidationsgräben, auch als Reaktoren mit Dauerzirkulation bezeichnet, sind eine Modifikation und Weiterentwicklung des herkömmlichen Aktivschlammprozesses und eine besondere Form der erweiterten Belüftung.

Seine Hauptfunktionen sind die Sauerstoffversorgung, die Sicherstellung, dass der Aktivschlamm in einem Suspensionszustand ist, wodurch eine gründliche Vermischung und der Kontakt zwischen Abwasser, Luft und Schlamm ermöglicht wird.und das Wasser mit einer bestimmten Durchflussgeschwindigkeit (mindestens 0) entlang des Tanks zirkulieren lassen..25 m/s), was für die Aufrechterhaltung der Reinigungsfunktion des Oxidationsgräbes von entscheidender Bedeutung ist.hohe Phosphor- und Stickstoffentfernung, einfache Schlammstabilisierung, geringer Energieverbrauch und einfache automatisierte Steuerung.

Im eigentlichen Betrieb bestehen jedoch noch eine Reihe von Problemen, wie z. B. Schlammverbund, Schaumbildung, Schlammschwimmen, ungleichmäßiger Durchfluss und Schlammdeponierung.

Der Prozess des intermittierenden aktivierten Schlamms oder kurz SBR-Prozess hat einen Betriebszyklus, der in fünf Phasen unterteilt werden kann: Einfluss, Reaktion, Sedimentation, Abfluss und Leerlauf.Dieser integrierte Prozess zeichnet sich durch seine Einfachheit aus.Da es nur einen Reaktionsbehälter gibt, ist kein Sekundärsedimentationsbehälter, Rückschlamm und zugehörige Ausrüstung erforderlich.Ein primärer Sedimentationsbehälter kann weggelassen werden..

Eigenschaften:In den meisten Fällen ist es nicht notwendig, einen Ausgleichsbehälter einzurichten; der SVI-Wert ist niedrig, es ist leicht zu absetzen, und es tritt im Allgemeinen kein Schlammball auf;Phosphor- und Stickstoffentfernungsreaktionen werden durch Anpassung des Betriebsmodus durchgeführt.Der Grad der Automatisierung ist hoch; bei ordnungsgemäßer Durchführung ist der Behandlungseffekt besser als bei kontinuierlicher Behandlung; die Einheiteninvestition ist relativ gering; der Fußabdruck ist groß;aber das behandelte Wasservolumen ist gering.

Probleme:Sowohl A2O- als auch Oxidationsgräbenprozesse erfordern große Behälterflächen, was zu hohen Infrastrukturkosten führt; Schlammrückgabe- und Sedimentationsprozesse sind komplex und energieintensiv,Schwierig für normale kleine Kläranlagen und ungeeignet für die Nachrüstung von KläranlagenDas SBR-Verfahren erfordert hochpräzise Dekanter zur Gewährleistung der Abwasserqualität und einen anschließenden Ausgleichsbehälter zur Regulierung des Abwasserdurchflusses, was hohe Anforderungen an die Automatisierung stellt.

Biologische Filter benötigen eine große Fläche, und die festen Träger in biologischen Kontakt-Oxidationstanks sind schwer zu konstruieren und zu warten; beide sind ebenfalls anfällig für Verstopfungen,erhebliche Herausforderungen für den langfristigen stabilen Betrieb von KläranlagenBiologische Drehscheiben dagegen verarbeiten kleinere Abwassermengen und eignen sich besser für Kläranlagen mit kleinerer Klärkapazität.

Das MBBR-Verfahrenist auf der Grundlage biologischer Filter und biologischer Fluidisierungsverfahren entwickelt worden, wobei gleichzeitig die Vorteile von Biofilm- und Aktivschlammverfahren genutzt werden,es überwindet die Probleme der Verpackungsabstopfung und des hohen Energieverbrauchs beim Rückspülen, die bei Biofilmverfahren häufig auftreten, sowie die Probleme des Schlammverlustes bei Aktivschlammprozessen, wodurch die biologische Behandlung wirksamer wird.

MBBR-Träger bestehen aus Polymermaterialien, die verschiedene Spurenelemente enthalten, die die schnelle Anhaftung und das Wachstum von Mikroben fördern.Dies führt zu Trägern mit Vorteilen wie einer großen spezifischen Fläche, gute Hydrophilität, hohe biologische Aktivität, schnelle Biofilmbildung, gute Behandlungseffekte und lange Lebensdauer.

Mikroorganismen können sich stark an dem MBBR-Träger befestigen, was zu einer deutlichen Erhöhung der Biomasse im biologischen Aufbereitungssystem führt und gleichzeitig eine konstante Schlammkonzentration beibehält.Dies führt zu einer entsprechenden Verbesserung der Behandlungskapazität und Effizienz des SystemsDer Biofilm, der an den MBBR-Träger befestigt ist, erzeugt eine bestimmte Dicke und erzeugt einen gelösten Sauerstoffgradienten.die zu anoxischen Zonen innerhalb des Trägers im aeroben Behälter führenDies erlaubt denitrifizierenden Bakterien, die Denitrifizierung innerhalb des Trägers durchzuführen, d. h. gleichzeitige Nitrifizierung und Denitrifizierung.die eine gute Stickstoffentfernungskapazität auch bei niedrigeren Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnissen ermöglicht.

MBBR-Träger haben alle eine Dichte von weniger als 1 und nach der Bildung des Biofilms ist ihre Dichte der Wasserdichte ähnlich, so dass sie in Wasser suspendiert bleiben.Luftung in Kombination mit Rühren wird verwendet, um die Träger im Wasser zu flüssigen, die eine Gas-Flüssigkeit-Feststoff-Drei-Phasen-Fluidisierung bildet, die den Kontakt zwischen Gas-, Flüssigkeits- und Trägerphasen verbessert,erhebliche Verbesserung der Sauerstoffnutzung und wirksame Verringerung des Belüftungsvolumens und des Energieverbrauchs.

Das Verfahren der MBBR erfordert lediglich die Zugabe eines spezifischen Zusatzstoffs und die Installation eines Trägerschirms zusätzlich zum bestehenden biologischen Behandlungsprozess.Es wird eine erhöhte Stickstoffentfernungskapazität ohne umfangreiche Infrastrukturentwicklung erreichtDie Entwicklung der Abwasseraufbereitungsanlagen zeigt vielversprechende Entwicklungsperspektiven.

Traditionelle Denitrifizierungsprozesse oxidieren NH4+ zu NO2-, und dann zu NO3-. Die Wirkstoffe sind nitrit-oxidisierende Bakterien und nitrifizierende Bakterien, gemeinsam als nitrifizierende Bakterien bekannt.Die folgenden Schlüsse können gezogen werden:: die Oxidation von Nitriten erzeugt mehr Energie als die Nitrifizierung, weshalb die Reaktionsgeschwindigkeit schneller ist; die Oxidation von Nitriten erzeugt eine große Menge an H+, wodurch der pH-Wert des Systems gesenkt wird,während die Nitrifizierung keinen Einfluss auf den System-pH hatDie aeroben Verhältnisse zwischen Oxidation und Nitrifizierung der Nitrite sind 3:1; nitritoxidisierende Bakterien und nitrifizierende Bakterien haben weitgehend ähnliche physiologische Eigenschaften, aber nitritoxidisierende Bakterien haben eine kürzere Lebensdauer und ein schnelleres Wachstum,so sind sie besser an Stoßbelastungen und ungünstige Umweltbedingungen angepasst.

Wenn nitrifizierende Bakterien gehemmt werden, wird sich NO2- ansammeln.Die Denitrifizierung kann entweder aus Nitrat oder aus Nitrit beginnen.Die wiederholte Umwandlung von NO2- zu NO3- und dann von NO3- zurück zu NO2- verbraucht jedoch mehr gelösten Sauerstoff und organische Kohlenstoffquellen.Dieser Umwandlungsprozess wird so gesteuert, dass alle oder der größte Teil von NH4+ anstelle von NO3 in NO2 umgewandelt wird.Die Umweltbeauftragten haben sich in den letzten Jahren bemüht, die Umwelt zu schützen und zu verbessern.In vielen Reaktoren wurde eine kurze Nitrifizierungs-Denitrifizierungsphase erreicht..

Im Vergleich zu herkömmlichen Denitrifizierungsprozessen weist die Abkürzung der Nitrifizierung-Denitrifizierung folgende Vorteile auf.

1. Energieeinsparung:Während der Nitrifizierungsphase wird die Sauerstoffversorgung um fast 25% reduziert, wodurch der Energieverbrauch reduziert wird.
2. Einsparung der externen Kohlenstoffquelle:Der Denitrifizierungsprozess von NO2- zu N2 reduziert die organische Kohlenstoffquelle um 40% im Vergleich zum Prozess von NO3- zu N2;
3. Es kann die hydraulische Aufbewahrungszeit verkürzen:Bei hohem Ammoniakgehalt sind die Nitrifizierungsrate von NH4+ und die Denitrifizierungsrate von NO2- schneller als die Oxidationsrate von NO2- und die Denitrifizierungsrate von NO3-.die hydraulische Retentionszeit kann verkürzt und das Reaktorvolumen entsprechend reduziert werden.
4. Verringerte Schlammproduktion:Der scheinbare Ertragskoeffizient von nitritoxidisierenden Bakterien beträgt 0,04 bis 0,13 gVSS/gN, der scheinbare Ertragskoeffizient von nitrifizierenden Bakterien beträgt 0,02 bis 0,07 gVSS/gN,und die scheinbaren Ertragskoeffizienten der NO2- und NO3-denitrifizierenden Bakterien sind 0.345 gVSS/gN bzw. 0,765 gVSS/gN. Daher kann die Schlammproduktion bei der Kurzschnitt-Nitrifizierung und Denitrifizierung um 24 bis 33% und bei der Denitrifizierung um 50% reduziert werden.

Probleme:Kurzschnitt-Nitrifizierungs-Denitrifizierungsverfahren (SCD) befinden sich derzeit in der Forschungsphase und haben nur begrenzte praktische technische Anwendungen.Aufgrund der Schwierigkeiten bei der Steuerung von Faktoren wie Temperatur und pH-Wert während der SCD-Phase, sind anspruchsvollere Online-Erkennungs- und Fuzzy-Steuerungstechnologien erforderlich, um stabile SCD-Prozesse zu erreichen und ihre Anwendung zu erweitern.

Anaerobic ammonia oxidation is a biological reaction process in which anaerobic ammonia-oxidizing bacteria use nitrite as an electron acceptor to oxidize ammonia nitrogen into nitrogen gas under anaerobic conditionsDiese Reaktion hat in der Regel relativ hohe Anforderungen an äußere Bedingungen (pH, Temperatur, gelöster Sauerstoff usw.),sondern weil es nicht die Beteiligung von Sauerstoff und organischen Stoffen erfordertDie Forschung und die Entwicklung von Verfahren sind von Bedeutung für die nachhaltige Entwicklung.

Bei der anaeroben Ammoniakstickstoffbehandlung erfolgt in der Regel eine vorbehandelte kurzzeitige Nitrifizierung zur Umwandlung eines Teils des Ammoniakstickstoffs im Abwasser in Nitrit.Es gibt bereits erfolgreiche Anwendungsbeispiele für die Behandlung von Abwässern aus Kokereien und Deponierabwasser..

Die anaerobe Ammoniumoxidation ist eine mikrobielle Reaktion, die Stickstoffgas erzeugt.Exogene organische Stoffe werden beseitigt, Einsparung der Betriebskosten und Verhinderung von Sekundärverschmutzung; Sauerstoff wird effizient genutzt und der Energieverbrauch der Sauerstoffversorgung wird reduziert;und weil ein Teil des Ammoniaks direkt an der anaeroben Ammoniumoxidation teilnimmt, ohne eine Nitrifizierung zu erleiden, wird die Säureproduktion reduziert und die Alkaliproduktion ist null, wodurch die Menge an chemischen Reagenzien, die für die Neutralisierung benötigt werden, reduziert, die Betriebskosten gesenkt und die Sekundärverschmutzung gemindert wird.

Dieses Verfahren entfernt Suspendierte Feststoffe (SS), chemische Sauerstoffnachfrage (COD) und BOD und führt Nitrifizierung, Denitrifizierung, Phosphorentfernung und AOX (eine schädliche Substanz) durch.Es zeichnet sich durch die Integration der biologischen Oxidation und der Aufnahme von Suspensionen aus., wodurch ein anschließender Sedimentationsbehälter (Sekundärsedimentationsbehälter) nicht benötigt wird; er weist eine hohe Volumenlast und eine hohe hydraulische Belastung auf, eine kurze hydraulische Retentionszeit,erfordert weniger Infrastrukturinvestitionen, produziert eine gute Abwasserqualität, hat einen geringen Betriebsenergieverbrauch und spart Betriebskosten.

BAF ist ein Biofilmreaktor der dritten Generation, der nicht nur die Vorteile der Biofilmtechnologie hat,aber auch eine wirksame Rolle bei der räumlichen Filtration durch den Einsatz von speziellen Filtermedien und eine ordnungsgemäße Gasverteilung.

Technologische Merkmale:

1. Der Luft-Wasser-Durchfluss ist horizontal und nach oben, was eine hervorragende Einheitlichkeit von Luft und Wasser gewährleistet, die Bildung von Luftblasen und Verstopfung in der Filtermedienschicht verhindert,und führt zu einer hohen Sauerstoffnutzung und einem geringen Energieverbrauch.
2. Im Gegensatz zur Abflussfiltration hält die Aufflussfiltration positive Druckbedingungen über die gesamte Höhe des Filterbettes aufrecht.mit einer Breite von mehr als 20 mm,, wodurch Luftfalle vermieden werden, die den Filtrationsprozess durch Kanalisierung beeinträchtigen könnten.
3. Der Upflow schafft günstige Halbkolonnen-Druckbedingungen für den Prozess und gewährleistet die langfristige Stabilität und Wirksamkeit des BAF-Prozesses auch bei hohen Filtrationsraten und -belastungen.
4. Die Verwendung eines horizontalen Luftstroms nach oben ermöglicht eine bessere Nutzung des Filterraums.Dies führt zu einer hohen Belastung und gleichmäßigen Festkörpermenge im Filterbehälter, wodurch der Rückwaschzyklus verlängert und die Reinigungszeit sowie die während der Reinigung verwendete Luft- und Wassermenge verkürzt werden.
5. Die Schneidewirkung der Filtermedien auf die Luftblasen verlängert die Aufenthaltszeit der Luftblasen im Filterbett und verbessert so die Sauerstoffnutzung.
6. Aufgrund der ausgezeichneten Schlammabfangfähigkeit des Filters ist nach dem BAF kein Sekundär-Sedimentationsbehälter zu installieren.