Ενισχυμένη μικροβιακή επεξεργασία λυμάτων σκόρδου με χρήση διαδικασίας MBBR + A/O
Επισκόπηση
Σκόρδο λύματαπροέρχεται κυρίως από τις διαδικασίες τεμαχισμού και ξεπλύματος κατά την επεξεργασία του σκόρδου. Χαρακτηρίζεται απόυψηλές συγκεντρώσεις οργανικής ύλης, sσημαντικά επίπεδα αζώτου και φωσφόρου και περιέχει σημαντικές ποσότητες αλλισίνης. Η αλλισίνη (θειοσουλφινικό διαλλύλιο) είναι ένα πτητικό υγρό που είναι υπεύθυνο για την έντονη οσμή του σκόρδου και είναι χημικά ασταθές και εξαιρετικά αντιδραστικό. Η αλλισίνη μπορεί να αναστείλει την ανάπτυξη διαφόρων μικροοργανισμών. Η απόρριψη λυμάτων υψηλής συγκέντρωσης σκόρδου χωρίς επεξεργασία προκαλεί σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Μερικοί ερευνητές έχουν χρησιμοποιήσει τεχνικές όπως φιλτράρισμα μεμβράνης, οξείδωση Fenton και μικρο-ηλεκτρόλυση, αλλά αυτές οι μέθοδοι δεν ήταν αποτελεσματικές για την επεξεργασία των λυμάτων σκόρδου και η χρήση μεγάλων δόσεων χημικών αυξάνει το επακόλουθο κόστος επεξεργασίας. Πολλοί μελετητές έχουν προτείνει μεθόδους βιολογικής επεξεργασίας χρησιμοποιώντας αναερόβιες-αερόβιες συνδυασμένες διεργασίες. Ωστόσο, λόγω των αντιβακτηριακών ιδιοτήτων της αλισίνης, οι μικροοργανισμοί είναι δύσκολο να καλλιεργηθούν και η αποτελεσματικότητα της θεραπείας δεν είναι ιδανική. Ως εκ τούτου, το επίκεντρο της βιολογικής επεξεργασίας είναι νακαλλιέργεια και εγκλιματισμός μικροβιακών στελεχών ικανών να προσαρμοστούν στα λύματα σκόρδου και να ενισχύσουν τη βιοαποδόμησή τους.
Αυτή η μελέτη περιελάμβανε καλλιέργεια και διαλογήβακτηριακά στελέχη αποτελεσματικά στην αποικοδόμηση των λυμάτων σκόρδου, τα οποία στη συνέχεια εισήχθησαν στο αΑντιδραστήρας βιοφίλμ κινούμενης κλίνης (MBBR). Χρησιμοποιώντας ενοφθαλμισμένη λάσπη και μια μέθοδο σχηματισμού βιοφίλμ που αυξάνει το ρυθμό-της ροής, δημιουργήθηκαν βιομεμβράνες για την ενίσχυση της απομάκρυνσης του αζώτου και του φωσφόρου από τα λύματα. Ακολούθησε περαιτέρω βιοχημική επεξεργασία A/O (Anoxic/Oxic). Σύμφωνα με το πρότυπο GB18918-2002, τα επίπεδα COD εκροής και Αζώτου Αμμωνίας (NH3-N) μπορούν να πληρούν το δευτερεύον πρότυπο (COD: 100 mg/L, NH3-N: 25-30 mg/L). Αυτή η διαδικασία μειώνει αποτελεσματικά το οργανικό περιεχόμενο στα λύματα, μειώνοντας τη δυσκολία των επόμενων σταδίων επεξεργασίας.
1. Πειραματικό Τμήμα
1.1 Σχεδιασμός ροής διαδικασίας
Η συνολική ροή της διαδικασίας για την επεξεργασία λυμάτων σκόρδου παρουσιάζεται στοΕικόνα 1, με βασικό συστατικό τοβιοαποικοδόμηση στο σύστημα MBBR + A/O. Τρία ελεγμένα και απομονωμένα στελέχη αποτελεσματικά στην αποικοδόμηση των λυμάτων σκόρδου – Alcaligenes sp., Acinetobacter sp. και Achromobacter sp. – αναμίχθηκαν με ενεργοποιημένη λάσπη και εισήχθησαν στη μονάδα MBBR για να διευκολυνθεί η ταχεία εκκίνηση- της.
Διαδικασία επεξεργασίας 1,2 MBBR + A/O
Αφού περάσει από χοντρά και λεπτά κόσκινα για την απομάκρυνση των αιωρούμενων στερεών, τα λύματα σκόρδου αντλούνται απευθείας στο MBBR. Η ποιότητα εισροής φαίνεται στοΠίνακας 1. Τα απόβλητα από το MBBR ρέουν απευθείας στο σύστημα A/O. Λόγω της χαμηλής οργανικής περιεκτικότητας των εκροών MBBR, τα λύματα ακατέργαστου σκόρδου προστίθενται κατάλληλα στη δεξαμενή Oxic (O) για να συμπληρώσουν την πηγή άνθρακα για τη διαδικασία A/O. Για να ελεγχθεί η αντοχή σε κρούση του συστήματος, ο ρυθμός οργανικής φόρτισης του MBBR αυξήθηκε σταδιακά κατά τη συνεχή λειτουργία και παρακολουθήθηκε η ποιότητα των εκροών.
1.3 Παράμετροι διαδικασίας
1.3.1 Διαλυμένο οξυγόνο (DO)
Το υπερβολικά υψηλό DO εντός του βιοφίλμ μπορεί να αποτρέψει την απονιτροποίηση, με αποτέλεσμα το MBBR να χάσει την ικανότητά του ταυτόχρονης νιτροποίησης και απονιτροποίησης. Το υπερβολικά χαμηλό DO μπορεί να οδηγήσει στον πολλαπλασιασμό των νηματοειδών βακτηρίων, επηρεάζοντας την ποιότητα των εκροών και αναστέλλοντας τη διαδικασία νιτροποίησης.
1.3.2 Υδραυλικός χρόνος συγκράτησης (HRT)
Μια υπερβολικά σύντομη HRT προκαλεί έντονες συνθήκες αντίδρασης, όπου τα λύματα που περιέχουν την περισσότερη οργανική ύλη απορρίπτονται πριν απορροφηθούν πλήρως. Η συνεχής εισροή διατηρεί τους μικροοργανισμούς σε συνεχή κατάσταση βιοαποδόμησης, μειώνοντας την απόδοση και αυξάνοντας την κατανάλωση ενέργειας. Μια υπερβολικά μεγάλη διάρκεια HRT οδηγεί σε εξάντληση των θρεπτικών συστατικών. Χωρίς θρεπτικά συστατικά, οι μικροοργανισμοί μειώνουν τη δραστηριότητά τους και τις μεταβολικές απαιτήσεις τους για να διατηρήσουν απλώς την επιβίωση.
1.3.3 Αναλογία άνθρακα-προς-Αζώτου (C/N)
Μια χαμηλή αναλογία C/N μπορεί να οδηγήσει στην κατάλυση της μετατροπής της αμμωνίας σε άλλες ουσίες, επηρεάζοντας την απομάκρυνση του αζώτου της αμμωνίας. Προκαλεί επίσης εύκολα νηματοειδές όγκο, συνεχή ανάπτυξη επηρεάζοντας την κροκίδωση, οδηγώντας σε διόγκωση ιλύος και επιπλέουσα ιλύ. Η υψηλή αναλογία C/N είναι δυσμενής για μικροβιακή βιοαποικοδόμηση και ανάπτυξη, αυξάνοντας το οργανικό φορτίο στους μικροοργανισμούς.
1,4 MBBR Biofilm Εκκίνηση-
Εκκίνηση βιοφίλμ-: Χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος αύξησης του ρυθμού ενοφθαλμισμένης ιλύος + ροής-. Ενεργός ιλύς εμπλουτισμένος με MBR{1}}ενοφθαλμίστηκε στον αντιδραστήρα, με αρχική συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών μικτού υγρού (MLSS) περίπου 5,82 g/L. Ξεκίνησε ο αερισμός και προστέθηκαν φορείς πολυαιθυλενίου στον αντιδραστήρα με ααναλογία πλήρωσης περίπου 60%. ΟΚΑΝΩστον αντιδραστήρα ελεγχότανάνω των 4,0 mg/L. Ο ρυθμός ροής εισροής αυξήθηκε σταδιακά σε βήματα των 20 L/h: 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 L/h, με κάθε ρυθμό ροής να διατηρείται για 1 ημέρα. Δεν σπαταλήθηκε λάσπη κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης. Ένα ανοιχτό κίτρινο βιοφίλμ σχηματίστηκε στην επιφάνεια των φορέων όπου προσκολλήθηκαν και αναπτύχθηκαν μικροοργανισμοί. Μετά την επιτυχή εκκίνηση του βιοφίλμ-, συνεχίστηκε η σταθερή λειτουργία, διατηρώντας αΧρόνος κατακράτησης λάσπης (SRT) 30 ημερών. Κατά τη διάρκεια σταθερής λειτουργίας, ο ρυθμός οργανικής φόρτωσης του MBBR προσαρμόστηκε για να παρατηρηθεί ο αντίκτυπός του στην απομάκρυνση COD, αζώτου και φωσφόρου.
2. Αποτελέσματα και Συζήτηση
2.1 Ανάλυση της ποιότητας των εκροών MBBR κατά την εκκίνηση του Biofilm-
Η ένταση αερισμού στο MBBR ρυθμίστηκε για τον έλεγχο της συγκέντρωσης DO. Όταν το DO ήταν κάτω από 4,0 mg/L, η ένταση αερισμού ήταν ανεπαρκής για να υποστηρίξει την ομοιόμορφη,-υψηλή τυρβώδη κίνηση των φορέων, αποτρέποντας την επαρκή ανάμειξη και καθιστώντας δύσκολο τον σχηματισμό βιοφίλμ στις επιφάνειες του φορέα. Όταν το DO ήταν μεταξύ 4,0-6,0 mg/L, οι φορείς αναμίχθηκαν καλά με την ενεργοποιημένη ιλύ και τα λύματα. Παρατηρήθηκε μια αλλαγή χρώματος από λευκό σε κιτρινωπό-καφέ στους φορείς, υποδηλώνοντας επιτυχή μικροβιακή προσκόλληση και ανάπτυξη κάτω από αυτήν την ένταση αερισμού, όπως φαίνεται στοΕικόνα 2.
Η καμπύλη διακύμανσης του COD εισροής και εκροής κατά τη φάση εκκίνησης-εμφανίζεται στοΕικόνα 3(α). Η αρχική μείωση στην αποτελεσματικότητα της θεραπείας οφειλόταν στην πολύ χαμηλή ποσότητα συνδεδεμένων μικροοργανισμών στους φορείς. η αποικοδόμηση από τους μικροοργανισμούς στην ενεργοποιημένη ιλύ από μόνη της ήταν ανεπαρκής για την απομάκρυνση της μεγάλης ποσότητας οργανικών. Καθώς η έναρξη-προχωρούσε, η ποσότητα των προσκολλημένων μικροοργανισμών στους φορείς αυξήθηκε, σχηματίζοντας σταδιακά ένα βιοφίλμ. Η συγκέντρωση της εκροής COD σταθεροποιήθηκε σταδιακά και η απόδοση απομάκρυνσης COD σταθεροποιήθηκε πάνω από 90%.
Η καμπύλη διακύμανσης του MBBR εισροής και εκροής NH3-N φαίνεται στοΕικόνα 3(β). Η νιτροποίηση από αερόβια βακτήρια στην ενεργοποιημένη λάσπη αφαίρεσε αποτελεσματικά το άζωτο αμμωνίας. Ξεκινώντας από την ημέρα 7, η εισερχόμενη συγκέντρωση NH3-N σταδιακά αυξήθηκε. Την ημέρα 23, αν και η εισερχόμενη NH3-Ν εξακολουθούσε να αυξάνεται, ο ρυθμός απομάκρυνσης επίσης αυξήθηκε. Αυτό συνέβη επειδή τα νιτροποιητικά βακτήρια αναπτύσσονται αργά αρχικά. με την πάροδο του χρόνου, ο πληθυσμός τους αυξήθηκε, το βιοφίλμ ωρίμασε και ο ρυθμός απομάκρυνσης NH3-Ν σταδιακά αυξήθηκε και σταθεροποιήθηκε.
Η καμπύλη διακύμανσης του εισερχόμενου MBBR και του TN εκροής φαίνεται στοΕικόνα 3(γ). Σε αντίθεση με την αφαίρεση αζώτου αμμωνίας, η αποτελεσματικότητα αφαίρεσης του TN μειώθηκε αρχικά. Αυτό συνέβη επειδή το περιβάλλον του αντιδραστήρα είχε άφθονη πηγή οξυγόνου και άνθρακα, περιορίζοντας την ανάπτυξη βακτηρίων απονιτροποίησης. Ωστόσο, καθώς σχηματίστηκε το βιοφίλμ, η αποτελεσματικότητα αφαίρεσης του TN άρχισε να βελτιώνεται. Την 20η ημέρα, αν και η συγκέντρωση εισερχόμενου ΤΝ αυξήθηκε, η ΤΝ εκροής και ο ρυθμός απομάκρυνσης σταθεροποιήθηκαν, κυμαινόμενοι μεταξύ 50%-60%.
Η καμπύλη διακύμανσης της εισροής MBBR και της ΤΡ εκροής φαίνεται στοΕικόνα 3(δ). Από την αρχή-μέχρι τη σταθερή λειτουργία, ο ρυθμός αφαίρεσης TP παρέμεινε σταθερός. Αν και η συγκέντρωση εισροής TP ήταν αρχικά υψηλή και μειώθηκε αργότερα, η αποτελεσματικότητα απομάκρυνσης δεν έδειξε σημαντική αλλαγή, υποδεικνύοντας την ικανότητα του συστήματος για αφαίρεση φωσφόρου. Ο ρυθμός αφαίρεσης TP στο σύστημα διατηρήθηκε μεταξύ 80%-90%.
Συνοπτικά,διατηρώντας το σύστημα MBBR DO μεταξύ 4–6 mg/L, ένα ώριμο βιοφίλμ που αναπτύχθηκε μετά από 20 ημέρες συνεχούς σίτισης. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διεργασίες ενεργοποιημένης λάσπης, το σύστημα MBBR προσφέρει ισχυρή αντοχή στην κρούση και υψηλή απόδοση επεξεργασίας, μειώνοντας αποτελεσματικά τη δυσκολία των επόμενων σταδίων επεξεργασίας για τα λύματα επεξεργασίας σκόρδου.
2.2 Ανάλυση ποιότητας εκροών κατά τη διάρκεια της σταθερής λειτουργίας
Μετά τη φάση έναρξης-του βιοφίλμ, το βιοφίλμ ωρίμασε. Για τη δοκιμή της αντοχής σε κρούση του συστήματος MBBR, ο ρυθμός οργανικής φόρτισης αυξανόταν συνεχώς κατά τη διάρκεια σταθερής λειτουργίας.
Η καμπύλη διακύμανσης του εισερχόμενου MBBR και του COD εκροής κατά τη διάρκεια σταθερής λειτουργίας φαίνεται στοΕικόνα 4(α). Από τις ημέρες 1-5, με σταθερή εισροή, η αποτελεσματικότητα αφαίρεσης COD παρέμεινε πάνω από 95%, και η συγκέντρωση COD εκροής έφτασε περίπου τα 100 mg/L. Από τις ημέρες 5-20, ο ρυθμός εισροής αυξήθηκε, αυξάνοντας σταδιακά την οργανική φόρτιση από 20 kgCOD/m³·d σε 30 kgCOD/m³·d. Δεν παρατηρήθηκε σημαντική αλλαγή στην αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσης και το COD εκροής παρέμεινε μεταξύ 80-100 mg/L, επιδεικνύοντας ισχυρή αντοχή στην κρούση. Μετά την ημέρα 20, ο ρυθμός εισροής αυξήθηκε περαιτέρω, αυξάνοντας συνεχώς την οργανική φόρτιση στον αντιδραστήρα από 30 kgCOD/m3·d σε 37 kgCOD/m3·d, που διατηρήθηκε για 5 ημέρες. Η ικανότητα αφαίρεσης αντικαταβολής του MBBR παρέμεινε πάνω από 95%.
Σχήματα 4(β) και (γ)εμφανίστε τις καμπύλες διακύμανσης για NH3-N και TN, αντίστοιχα, κατά τη διάρκεια σταθερής λειτουργίας. Από τις ημέρες 1-5, με σταθερή εισροή, το βιοφίλμ MBBR παρουσίασε ταυτόχρονη νιτροποίηση και απονιτροποίηση. Τα αερόβια νιτροποιητικά βακτήρια προσκολλημένα στο εξωτερικό στρώμα του βιοφίλμ, πλήρως αναμεμειγμένα με τα λύματα υπό αερισμό, κατανάλωναν σημαντικές πηγές αζώτου μέσω της νιτροποίησης. Τα απονιτροποιητικά βακτήρια στο εσωτερικό ανοξικό στρώμα αφαίρεσαν αποτελεσματικά το νιτρικό άζωτο μέσω της απονιτροποίησης. Από τις ημέρες 5-20, καθώς αυξανόταν ο ρυθμός εισροής, η αποτελεσματικότητα αφαίρεσης των NH3-N και TN αρχικά μειώθηκε σημαντικά. Μετά από περίπου 7 ημέρες συνεχούς λειτουργίας, το σύστημα σταδιακά προσαρμόστηκε. Αν και η αποτελεσματικότητα αφαίρεσης για NH3-N και TN στη συνέχεια αυξήθηκε, παρέμεινε χαμηλότερη από ό,τι κατά την περίοδο χαμηλής- ροής. Υπό σταθερή εισροή, η απομάκρυνση NH3-N έφτασε πάνω από 90%, με εκροή NH3-N μεταξύ 10-15 mg/L, και η απομάκρυνση TN διατηρήθηκε βασικά πάνω από 80%, με TN απόβλητου περίπου 30 mg/L. Μετά την αύξηση της εισροής και το σύστημα έφτασε σε μια νέα ισορροπία υπό συνεχή κρούση, η απομάκρυνση NH3-N σταθεροποιήθηκε γύρω στο 80%, με εκροή NH3{-N μεταξύ 50–70 mg/L και η απομάκρυνση TN περίπου 60%, με TN εκροής κάτω από 50 mg/L.
Η καμπύλη διακύμανσης για TP κατά τη διάρκεια σταθερής λειτουργίας εμφανίζεται στοΕικόνα 4(δ). Η συγκέντρωση ΤΡ εκροής διατηρήθηκε βασικά γύρω στα 10 mg/L. Αρχικά, με σταθερή χαμηλή ροή και χαμηλή συγκέντρωση TP εισροής, το αποτέλεσμα της θεραπείας ήταν περιορισμένο. Καθώς ο ρυθμός εισροής και η συγκέντρωση εισροής TP αυξήθηκαν, επιτεύχθηκε υψηλή απόδοση επεξεργασίας σε όλη τη φάση κρούσης και την επακόλουθη λειτουργία υψηλού φορτίου, με τον ρυθμό αφαίρεσης TP να κυμαίνεται γύρω στο 90%.
Συνοπτικά,υπό ισχυρό σοκ υψηλής οργανικής φόρτισης, η απόδοση αφαίρεσης COD του συστήματος παρέμεινε σε μεγάλο βαθμό αμετάβλητη, αλλά η αφαίρεση των NH3-N και TN μειώθηκε σημαντικά. Όταν η οργανική φόρτιση έφτασε στο μέγιστο των 37 kgCOD/m3·d, η αποτελεσματικότητα αφαίρεσης του συστήματος για NH3-N και TN μειώθηκε αισθητά.
2.3 Ανάλυση ποιότητας εκροών συστήματος MBBR + A/O
Μετά τη φάση εκκίνησης{0}}του βιοφίλμ και έναν μήνα σταθερής λειτουργίας, προστέθηκε μια διαδικασία A/O κατάντη για προηγμένη επεξεργασία των λυμάτων MBBR. Αυξήσεις κλίσης στον ρυθμό εισροής εφαρμόστηκαν για να αυξηθεί η συνολική οργανική φόρτιση, με στόχο τον προσδιορισμό του βέλτιστου ρυθμού εισροής, που αντιστοιχεί στο βέλτιστο HRT.
Η καμπύλη διακύμανσης COD εμφανίζεται στοΕικόνα 5(α). Ο ρυθμός εισροής αυξήθηκε διαδοχικά: 100, 120, 130, 150, 170 L/h. Από την αρχή έως τη μέγιστη ταχύτητα ροής, η οργανική φόρτιση στο σύστημα MBBR αυξήθηκε από 20 kgCOD/m³·d σε 37 kgCOD/m³·d. Το τελικό απόβλητο από το συνδυασμένο σύστημα παρέμεινε σταθερό, με συγκέντρωση COD κάτω από 100 mg/L. Υπό παρατεταμένο κλονισμό υψηλής οργανικής φόρτισης, το σύστημα MBBR απέδωσε καλά, αν και το COD εκροής του παρουσίασε ελαφρά αύξηση όταν ο ρυθμός ροής έφτασε τα 150 L/h. Μετά τη διατήρηση του ρυθμού ροής 170 L/h για αρκετές ημέρες, παρατηρήθηκε μια αξιοσημείωτη ανοδική τάση στο COD εκροής MBBR. Ωστόσο, με την επακόλουθη διαδικασία A/O, η τελική εκροή του συνδυασμένου συστήματος διατηρήθηκε ακόμη κάτω από τα 100 mg/L. Αυτό δείχνει ότι ακόμη και κάτω από το σοκ υψηλής οργανικής φόρτισης των 37 kgCOD/m³·d, η συνδυασμένη διαδικασία εξακολουθεί να έχει ισχυρό αποτέλεσμα αφαίρεσης στα λύματα επεξεργασίας σκόρδου.
Οι καμπύλες διακύμανσης για NH3-N και TN φαίνονται στοΣχήματα 5(β) και (γ), αντίστοιχα. Τα λύματα επεξεργασίας σκόρδου έχουν υψηλές συγκεντρώσεις αζώτου αμμωνίας και ολικού αζώτου, οι οποίες μπορούν να αυξηθούν περαιτέρω με την πάροδο του χρόνου λόγω της οξείδωσης. Τυπικά, η συγκέντρωση αζώτου αμμωνίας κυμαίνεται από 300–500 mg/L και το συνολικό άζωτο από 450–600 mg/L. Κάτω από την ταυτόχρονη νιτροποίηση και απονιτροποίηση στο MBBR, η αφαίρεση αζώτου αμμωνίας ήταν πιο αποτελεσματική, πιθανότατα επειδή τα νιτροποιητικά βακτήρια χρησιμοποιούν τα λύματα πιο αποτελεσματικά υπό αερισμό. Τα απονιτροποιητικά βακτήρια απαιτούν ανοξικές συνθήκες και συχνά εξαρτώνται από τον οργανικό άνθρακα που καταναλώνεται για την απονιτροποίηση. Κατά την αύξηση του ρυθμού εισροής, η αποτελεσματικότητα απομάκρυνσης των NH3-N και TN ήταν το κύριο μέλημα. Από τις ημέρες 1-4, λόγω του χαμηλού ρυθμού ροής και του μέτριου NH3-N, ο ρυθμός αφαίρεσης NH3-N παρέμεινε πάνω από 90% και η απόδοση αφαίρεσης TN αυξήθηκε σταδιακά. Στη συνέχεια, ο ρυθμός εισροής αυξήθηκε σημαντικά. Παρατηρήθηκε ξεκάθαρα ότι καθώς αυξανόταν ο ρυθμός εισροής, οι συγκεντρώσεις εκροών ΝΗ3-Ν και ΤΝ σε διαφορετικά στάδια αυξήθηκαν διαδοχικά, με υψηλότερους ρυθμούς εισροής που οδηγούσαν σε υψηλότερες συγκεντρώσεις εκροών. Καθώς ο ρυθμός ροής αυξανόταν, η βιομάζα στους φορείς βιοφίλμ αυξήθηκε, ενισχύοντας τη νιτροποίηση, όπου το άζωτο αμμωνίας οξειδώνεται με νιτροποίηση βακτηρίων σε νιτρικά και νιτρώδη υπό οξυγόνο.
Η καμπύλη μεταβολής συγκέντρωσης TP φαίνεται στοΕικόνα 5(δ). Δεδομένων των υψηλών συγκεντρώσεων COD και TN εισροής, η θεωρητική βέλτιστη συγκέντρωση ΤΡ για μικροβιακή ανάπτυξη είναι πάνω από 100 mg/L. Ωστόσο, η συγκέντρωση της εισερχόμενης ΤΡ ήταν πολύ κάτω από αυτή τη θεωρητική απαίτηση. Ως εκ τούτου, η συγκέντρωση TP εκροών MBBR παρέμεινε περίπου 10 mg/L και η τελική συγκέντρωση TP εκροών του συστήματος διατηρήθηκε μεταξύ 2–3 mg/L.
Μετρήθηκαν τα χαρακτηριστικά λάσπης του συστήματος MBBR και του επακόλουθου συστήματος A/O πριν και μετά τη λειτουργία, όπως φαίνεται στοΠίνακας 2.
Συνοπτικά,όταν ο ρυθμός ροής αυξήθηκε στα 150 L/h, οι ρυθμοί αφαίρεσης για COD, NH3-N, TN και TP ήταν ανώτεροι από εκείνους σε άλλους ρυθμούς ροής. Η HRT σε αυτόν τον ρυθμό ροής ήταν 27 ώρες. Επιπλέον, η συγκέντρωση λάσπης και στα συστήματα MBBR και A/O αυξήθηκε σημαντικά μετά τη λειτουργία.
3. Συμπέρασμα
Μετά το σχηματισμό βιοφίλμ στο MBBR, οι αποτελεσματικότητες αφαίρεσης για COD, NH3-N, TN και TP ήταν σταθερές. Κατά τη διάρκεια ενός μήνα συνεχούς λειτουργίας υπό σταθερές συνθήκες, η αφαίρεση COD έφτασε πάνω από 95%, η αφαίρεση NH3-N και TN σταθεροποιήθηκε γύρω στο 80%, και η αφαίρεση TP σταθεροποιήθηκε γύρω στο 90%.
Τα απόβλητα MBBR υποβλήθηκαν σε περαιτέρω επεξεργασία στο σύστημα A/O. Η συνδυασμένη διεργασία θα μπορούσε να αντέξει οργανική φόρτιση έως και 37 kgCOD/m³·d. Η βέλτιστη λειτουργία για τη συνολική διαδικασία ήταν κάτω από HRT 27 ωρών. Η τελική εκροή COD σταθεροποιήθηκε κάτω από 100 mg/L, NH3-N μεταξύ 10–20 mg/L, TN κάτω από 30 mg/L και ΤΡ κάτω από 10 mg/L. Η συγκέντρωση λάσπης στο σύστημα MBBR μετά τη λειτουργία ήταν 8,5 g/L και στο σύστημα A/O ήταν 4,1 g/L, και τα δύο σημαντικά υψηλότερα από ό,τι πριν από τη λειτουργία, υποδηλώνοντας σημαντική αύξηση της μικροβιακής βιομάζας. Τα επίπεδα αζώτου COD και αμμωνίας μετά τη βιολογική επεξεργασία πληρούσαν το πρότυπο δευτερογενούς εκκένωσης του GB18918-2002. Για περαιτέρω επεξεργασία, η προηγμένη τεχνολογία οξείδωσης της Fenton θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη βαθιά επεξεργασία των βιολογικά επεξεργασμένων λυμάτων για την επίτευξη του προτύπου εκκένωσης πρώτου επιπέδου.