1. Inledning
Enhanced Biological Nutrient Removal (BNR) är en kritisk komponent i konventionella system för aktivt slam (CAS), som syftar till att minska kväve- och fosforkoncentrationerna för att möta allt strängare regler för utsläpp av avloppsvatten. Traditionella CAS-system förlitar sig ofta på kontinuerlig luftning och fasta driftsparametrar, vilket kan begränsa effektiviteten för borttagning av näringsämnen, särskilt under fluktuerande inflytande förhållanden. Studien undersöker driftsmodifieringar, inklusive intermittent luftning och slamåldersoptimering, för att förbättra näringsavskiljningen utan större infrastrukturförändringar, vilket ger praktisk vägledning för eftermontering av befintliga anläggningar.
2. Material och metoder
Pilotreaktorer i -skala utformades för att jämföra olika driftsförhållanden. Luftningslägen inkluderade kontinuerliga och intermittenta luftningscykler, medan slamretentionstiderna (SRT) varierade från 5 till 20 dagar. Förhållandet kol-till-kväve (C/N) justerades från 4 till 10 för att utvärdera deras effekt på avlägsnande av näringsämnen. Kommunalt sekundärt avlopp användes som inflöde. Kväve- och fosforkoncentrationer övervakades dagligen. Mikrobiell gemenskapssammansättning bedömdes med hjälp av 16S rRNA-sekvensering, med fokus på anrikning av nitrifierande och denitrifierande bakterier under olika operativa strategier. Adaptiva kontrollstrategier implementerades för att utvärdera avloppsstabilitet under inflödesvariabilitet.
3. Resultat
Intermittent luftning i kombination med optimerad slamålder förbättrade avsevärt effektiviteten för borttagning av näringsämnen. Ammoniumavlägsnandet översteg konsekvent 95 %, det totala kväveavskiljandet varierade från 80 % till 90 %, och den totala fosforkoncentrationen sjönk under 1 mg/L under optimala förhållanden. Mikrobiell analys avslöjade selektiv anrikning av nitrifierande och denitrifierande bakterier, vilket korrelerade med förbättrat näringsavlägsnande. Kontinuerlig övervakning och adaptiv kontroll bibehöll en stabil avloppskvalitet även när inflödeskoncentrationerna varierade. Jämförande analys visade att intermittent luftning gav överlägsen kväve- och fosforavlägsnande jämfört med kontinuerlig luftning, samtidigt som SRT förbättrade processprestandan ytterligare.
4. Diskussion
Resultaten indikerar att driftsmodifieringar i CAS-system avsevärt kan förbättra näringsavlägsnandet utan att kräva dyra infrastrukturuppgraderingar. Intermittent luftning skapar alternerande aeroba och anoxiska förhållanden som gynnar samtidig nitrifikation och denitrifikation. Optimerad slamålder upprätthåller en balanserad mikrobiell population, vilket stöder stabil biologisk aktivitet. Studien belyser vikten av att förstå mikrobiell samhällsdynamik och tillämpa adaptiv kontroll för att svara på influensvariabilitet. Dessa resultat ger praktisk vägledning för reningsanläggningar för avloppsvatten som försöker förbättra kostnaden för avloppsvattenkvaliteten -effektivt samtidigt som de uppfyller strängare regulatoriska krav.
5. Slutsats
Förbättrad biologisk borttagning av näringsämnen i konventionella system med aktivt slam kan uppnås genom att kombinera intermittent luftning med optimerad slamålder. Denna strategi förbättrar kväve- och fosforavlägsnandet, främjar fördelaktiga förändringar i mikrobiella samhällen och säkerställer stabil avloppskvalitet under varierande förhållanden. Det jämförande tillvägagångssättet ger en genomförbar och kostnadseffektiv-metod för att eftermontera befintliga CAS-anläggningar, vilket visar att driftsmodifieringar kan uppnå betydande miljö- och regleringsfördelar utan större infrastrukturinvesteringar.