Vaka Çalışması: Eutrophic Water Bodies için püfürsüz atıkların iyileştirilmesi

Eutrophic su vücutları dünya çapında baskıya maruz kalmış bir çevresel meydan okuma haline gelmiştir.Spektif girişler azot ve fosfor - tarımsal runoff, kentsel fırtına suyu ve yetersiz beslenme suları tedavi etmelidir - daha hassas oksijen, salıverilen florlar ve su ekosistemleri için değerli çiçeklenmeleri, yasal standartlar ve ekosistemler modern ve optimize edildiğinde (WTPs) daha iyi bir şekilde restore edilmesi ve hedeflenmenin ötesine geçmelidir.

Bu vaka çalışması, bir eutrophic gölün yakınında bir belediye WWTP'de bir hileli filtre sistemine nasıl hedeflendiğini inceler ve bu nedenle, alınan su gövdesinde belirgin şekilde çiçekli bir şekilde çiçekli bir şekilde azalır.Aşağıdaki bazı sorunlar, operasyonel ayarlamalar ve biyolojik augmentasyon, kanıtlanmış bir iyileştirme stratejileri, ve gerçek dünya sonuçları ile karşı karşıya kaldığımız sorunlar.

Trickling Filtreleme

Pişman filtreleri, bir yüzyılda atık su tedavisinde kullanılan sabit film biyolojik reaktörler. Tipik bir sistem, koarse medyasının yatağından oluşur - geleneksel olarak kayalar, arag veya mezarlar, ancak giderek plastik veya sentetik malzemeler - bu atık suların geri dönüşen kollar veya sabit nozullar aracılığıyla dağıtıldığı gibi, mikroorganizmalar medya yüzeyine bağlanır ve bir biyofilm oluşturur.

Bir hileli filtre içindeki mikrobik topluluk inanılmaz derecede farklı. Biyofilmdeki Aerobik bakteriler atmosfere kaçır ve bu sistemlerde daha zorludur, çünkü bazı tasarımları, kimyasal yağışlar ve biyofilmin kalınlığına sahip olan bakterilerdir.

Aktif çamur sistemleri ile karşılaştırıldığında, hile filtreleri daha düşük enerji tüketimi, daha basit bir işlem ve şok yükleri için daha yüksek dayanıklılık sağlar.Bu boşluklar özellikle küçük ölçekli topluluklar için uygun, endüstriyel preted ve retrofitler, bu avantajların ne kadar az olduğu, besin geri yükleme verimliliği tarihsel olarak daha gelişmiş biyolojik geri yükleme (BNR) süreçleri geride bırakıyor.

Eutrophication ve Gelişen Nutrient Yokluğu

Eutrophication, su vücutlarının besinlerle hızla zenginleştirilmesi, yoğun bir algal büyümesine yol açıyor. birincil suçlular azot (N) ve fosfor (P), sık sık sık su akanlarından ve hayvanlara zararlı su sağlarken, su kirliliği, oksijeni tüketir, balıkları ve bentik organizmalar yaratır.

Amerika Birleşik Devletleri'nde, değerlendirme göllerin ve rezervuarların% 50'sinden fazlası eutrophic veya hipereutrofik olarak sınıflandırılmıştır, ancak tüm azot (TN) ve toplam sforus (TP) ile çok yoğun bir şekilde yüksek oranda yüksek oranda yüksek oranda yüksek oranda yüksek oranda yüksek oranda kullanılabilir.

Pişman Filtreleme ile Mücadele Ediyor

Besleleri kaldırmak için hile filtreleri yeteneği, birkaç ilişkili faktör tarafından kısıtlanır:

• [FONT:0]Limited Denitrification Kapasitesi: nitrification (ammonia to nitrate) genellikle aerobik bölgelerinde sağlam olmasına rağmen, denitrification mevcut bir karbon kaynağı ile anoxic koşulları gerektirir. Standart hileli filtrelerde, biofilm kalıcı bir anoxic bölgeleri tutabilir veya karbon-to-nitrogen oranı tam bir şekilde tamamen denitrikasyon için yetersiz olabilir.
• [FONT:0)Phosphorus Removal Relies on Biological Uptake:[[Döneticileri değiştirmiş veya gelişmiş biyolojik fosfor geri yükleme (EBPR) etkinleştirilmiş çamur, hile filtrelerin sadece 10-30% elde edilen genetik/aerobik bisikletin değiştirilmesinden yoksundur.
• [FONT:0]Hydraulic ve Organik Yükler Variability:[Dönetici:0) Akış ve organik yükdeki floratasyonlar biyofilm kalınlığı ve kompozisyonu istikrarsızlaştırabilir, tedavi tutarlılığı azaltır.
• [FONT:0]Media Surface Area ve Biofilm Dynamics: Geleneksel rock medyası sınırlı özel yüzey alanı sunar, toplam biyokütleleri kısıtlar ve besleyici dönüşümleri kısıtlar. Yeni plastik medya bunu geliştirir, ancak hala uygun yapılandırma olmadan suboptimal olabilir.
• [FONT:0]Temperyature Hassasiyet: [DÜDÜT:1] Nitrating bakteriler özellikle soğuk sıcaklıklara karşı hassastır. kışın amonyak iyonasyon oranları yarı yarıya düşebilir, genel azot kaldırmasını azaltır.

Bu zorluklar, hile filtrelerin beslenme için uygun olmadığı anlamına gelmez - sadece hedefli müdahalelerin gerekli olduğu anlamına gelir. Aşağıdaki stratejiler pratik, ölçeklenebilir çözümler olarak ortaya çıktı.

Yenilikçi Stratejiler İyileştirme için Yenilikçi Stratejiler

Media Developmentmentment

Filtre medyasının yeniden yerleştirilmesi veya iyileştirilmesi en etkili değişikliklerden biridir. Modern yüksek sigortalı-area plastik medya (örneğin, çapraz akış, dikey akış veya yapılandırılmış sayfa medyası) reaktif malzemelerle kaplı (örneğin, demir oksitler veya kalsiyumlar) 100-250 m2/m3'ten 100-250 m2/m3'e kadar, biyokütle envanteri artırmak ve iki nitrik filtre için daha fazla niş oluşturabilir.

Operasyonel Düzenlemeler

Güzel akış dağılımı, aerasyon ve recirculation oranları, sürekli dosing yerine, recirculation oranını artırmak (örneğin, filtreye kadar bir kısmını geri döndürür) daha tutarlı yükleme ve daha fazla iletişim sağlayabilir ve alt kesimler ve atık sular arasında temasını artırabilir.

Bioaugmentation

Özel mikrobik kontraseptör doğrudan hileli filtreye giriş, önemli metabolik süreçleri hızlandırabilir.Alkolon veya fosfat içeren ticari biyoaugmentasyon ürünleri (Nitrosomonas, Nitrobacter) ve denitrifiers (Pseudomonas, Paracoccus) başarı ile kullanılmaktadır.

Entegre Sistemler

Trickling filtreler nadiren modern besin kaldırma tasarımlarında hareket ederler. tamamlayıcı tedavi birimleri ile onları çok-barrier bir yaklaşım yaratır. Common integrations şunları içerir:

• [FONT=0]Trickling Filter + Yapılı Wetland: ıslak ülke, koyulaşma, denitrification ve fosfor iyonları bitki ve substratlar tarafından sforus siyonunu sağlar.
• [FONT=0)Trickling Filter + Anoxic Biofilter:[Dönetici: 1 ) Ayrı bir anoxik filtre aşağıstream nitrified effluent alır ve ek bir karbon kaynağı kullanır (örneğin, mol veya glycerin) denitrification.
• [FONT=0)Trickling Filter + Chemical Phosphorus Removal: Alum veya ferric klorür, filtrenin veya son bir karıştırma odasında ön ayak uydurulmuş veya filtrelenmiş bir pencereden süzüyor.
• [FONT:0)Trickling Filter + Membran Filtrasyon: Ultrafiltrasyon veya mikrofilt filtreden sonra biyokütleleri ve katılımcıları yakalayabilir, çok düşük effluent phosphorus (below 0.1 mg/L).

Her entegrasyon ek sermaye ve işletme maliyetlerini getirir, bu nedenle seçim effluent hedefler, uzay kullanılabilirliği ve bütçeye bağlıdır.

Vaka Çalışması: Bir Belediye Bitkisinde Uygulama

Vaka çalışması, daha önceki beş yaz boyunca, klorphyll-a zirveleri ile 100 μg /L ve sık sık cyanotoksi danışmanı hizmet eden bir göle odaklandı. TN ve TP için izin sınırları 10 mg/L ve 2 mg /L'den daha sıkı bir şekilde uygulandı, sırasıyla 5 mg/L ve 0.5 mg /L ile bitki operatörü, aktif bir yeniden inşa etmek istedi.

Altı aylık bir denemeden sonra aşağıdaki değişiklikler uygulandı:

• [FONT:0)Media Yükselt:[Dönetici:[Dönetici:0) Mevcut 1.8 m derin bir kaya yatağı, 160 m2/m3 özel bir yüzey alanı olan plastik bir çapraz akış medyasıyla değiştirildi.
• [FONT=0)Recirculation Optimizasyonu:[Dönetici:[Dönetici: 0,4,0)Recirculation Optimizasyonu:[Dönetmelik oranı 0,5:1'den 1.5:1'e yükseldi ve dosing sürekli olarak 5 dakika içinde değiştirilebilirdi.
• [FONT:0)Supplemental Aeration: Güzel balon diffüzleri, 0.8 m3/min'de çalıştırıldı.
• [FONT:0)Bioaugmentation:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:0))[Dolt:0)Bioaugmentation:[[Dönetici:[Düzme: 1 ) Ticari nitrifying ve denitrating konsorsiyumu haftalık olarak% 0.1 L'nin 3 m3'ü atık su tedavisine göre tedavi edildi.

Effluent kalitesi iki haftalık olarak izlendi. Aşağıdaki tablo, değişikliklerden önce ve sonrasında ortalama sonuçları özetledi:

Fosforus 0.5 mg/L'nin hedefi tam olarak karşılanmadı,% 35 azalma önemliydi. Tesis, küçük bir kimyasal yağış adım (alum dosing) son derece netleştirmelere karar verdi.Reelfinn limiti ile tam olarak yeni bir BNR dönüşümünden% 35 daha az oldu, enerji tüketimi sadece% 85 μg/L'den 40 μg/L'ye kadar yükseldi ve hiçbir cyanotoksin danışmanlar ihraç edildi.

Diğer Teknolojilerle Karşılaştırmalı Analiz

Diğer besin kaldırma teknolojilerine karşı nasıl gelişmiş hile filtreleri yığılır? Aşağıda kısa bir karşılaştırma vardır:

• [FONT:0)Aktif Sludge BNR: Achieves çok düşük TN ve TP (2-5 mg/L TN, 0.1-1 mg/L TP) ancak daha yüksek enerji gerektirir, yetenekli operasyon ve daha fazla alan.
• [FONT:0)Moving Bed Biofilm Reaktörler (MBBRs): [Dönetici: 0:0) Benzer biyofilm konsepti ancak askıya alınan taşıyıcılarla MBBR'ler mevcut tanklara geri dönebilir ve iyi bir besin kaldırılması sunabilirler, ancak genellikle takviyeli karbon ve dikkatli taşıyıcı yönetimine ihtiyaç duyarlar.
• [FONT:0]Constructed Wetlands:[Dönetici: Low enerji ve çok doğal, ancak büyük arazi alanı gerektirir ve geri yükleme oranları mevsimsel olabilir.
• [FONT:0)Membrane Bioreactors (MBRs): [Döneticileri üretmek, ancak yüksek sermaye ve işletme maliyetlerinde. MBRs genellikle uzayın son derece sınırlı veya yeniden kullanılması gerektiğinde kullanılır.

Birçok belediye ve endüstriyel bitki için, modernize edilmiş bir hile filtresi sistemi, maliyet, basitlik ve çevresel performans için en iyi dengeyi sunar. Bir tek çözüm veya tedavi treninin bir parçası olarak hizmet edebilir.

Future Yol ve Sürdürülebilirlik

Devam eden araştırma ve geliştirme, hileli filtrelerden daha büyük besleyici çıkarma vaat ediyor. Anahtar alanlar şunları içerir:

• [FONT=0) İleri Medya Kaplamaları: [Dönetici: 0,0) Nano ölçekli reaktif malzemeler (örneğin, sıfırlı demir, metal-organik çerçeveler) medya yüzeyler aynı anda reklamorb phosphorus ve yükseltilmeyi artırabilir.
• [FONT:0]Sensor-Driven Control: Amonyak, nitrat ve otomatik recirculation ile oksijeni çözündür ve enerji kullanımı sırasında geri yükleme verimliliğini artırabilir.
• [FONT:0]Hybrid Biofilm Systems:[Dönetici: [Dönetici: 0 ) Aynı reaktörde granular çamurlu filtre medyası ile bir araya gelmek veya aynı reaktördeki taşıyıcılar birden fazla biyofilm morfoloji yaratabilir, tedavi sağlamlığı artırabilir.
• [FONT=0)Waste-to-Kaynak Entegrasyonu:) Yakalanan fosforu biyolojik süreçlerden gelen gübre ve biyogaz, stabilizasyondan sonra toprak değişiklikleri için hileli filtre çamurunu kullanıyor.

Sürdürülebilirlik aynı zamanda, enerji yoğun aktif çamura göre düşük karbon ayak izi ile geliştirilir.Kar dekarbonizasyon hızları hızlanırken, hileli filtre bitkileri, su kaynaklarını korumak için teşvik edilen toplumlar için daha cazip hale gelecektir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Taklit filtrelerinde beslenmenin kaldırılması hem de maliyet-aktifdir. Burada sunulan vaka çalışması, medya yükseltmelerinin, operasyonel iyileştirici, biyoaugmentasyon ve akıllı entegrasyon, azot ve fosfor yüklerinin hassas eutrophic su vücutlarına girmesine yardımcı olabilir.

Bitki yöneticileri retrofit olarak göz önüne alındığında, mevcut filtrenizin performansının ayrıntılı bir değerlendirme ile başlayın, sonra medya, optimizasyon ve izin hedefleri ve bütçenizle uyumlu adımları seçin.Dikkatli planlama ile, hileli bir filtre bitki eutrophikasyona karşı güçlü bir şekilde gönderilebilir.