MBBR의 동시 질산화 및 탈질은 어떻게 실현됩니까?
(1) 동시 질산화 및 탈질화 생물학적 질소 제거(SND)의 개념
동시 질산화, 탈질화 및 탈질화(SND)는 동일한 반응기에서 질화, 탈질화 및 탄소 제거의 동시 생산입니다. 질산화와 탈질은 동시에 일어날 수 없으며 특히 호기성 조건에서는 탈질도 일어날 수 있다는 기존의 견해를 깨고 동시에 질산화와 탈질을 가능하게 합니다.
질산화 공정은 알칼리도를 소모하고 탈질 공정은 알칼리도를 생성하므로 SND는 산-염기 중화가 필요하지 않고 외부 탄소원이 필요하지 않고 반응기의 pH 값을 효과적으로 안정적으로 유지할 수 있습니다. 반응기의 부피를 줄이고 반응 시간을 단축하며 질산염 상태를 줄입니다. 질소 농도는 2차 침전조에 부유하는 슬러지를 감소시킬 수 있으므로 SND는 생물학적 탈질소의 연구 핫스팟이 되었습니다. SND 생물학적 탈질화의 가능성에 대해 현재 서로 다른 관점에서 세 가지 주요 견해가 있습니다.
거시 환경적 관점: 이 관점은 완전히 균일한 혼합 상태가 존재하지 않으며 반응기 내 DO의 불균일한 분포가 호기성, 무산소성 및 혐기성 영역을 형성할 수 있으며 이는 동일한 생물 반응기에서 무산소/혐기 조건에서 발생할 수 있다고 믿습니다. 환경 조건 탈질 반응은 호기성 환경의 유기물 제거 및 섹션의 암모니아 질소 질화와 결합되어 SND를 달성할 수 있습니다.
미세환경의 관점에서: 이 견해는 미생물 플록 내의 무산소 미세환경이 SND 형성의 주요 원인, 즉 산소 확산(투과)의 제한으로 인해 미생물에 용존 산소 구배가 있다고 주장합니다. 동시 질산화 및 탈질화 미세 환경의 실현에 도움이 되는 floc.
생물학적 관점: 이 관점은 특별한 미생물 집단의 존재가 SND 발생의 주요 원인으로 간주된다고 주장합니다. 일부 질화 박테리아는 정상적인 질산화에 추가하여 탈질화를 수행할 수 있으며 일부 네덜란드 학자는 호기성 질화를 분리했습니다. , 그리고 Thiococcus pantrophicus의 호기성 탈질을 수행할 수 있습니다. 일부 박테리아는 암모니아를 질소로 전환하는 순차적 반응을 수행하기 위해 서로 협력하여 동일한 조건에서 동일한 반응기에서 생물학적 탈질소를 완료할 수 있는 가능성을 제공합니다.
현재 생물학적 탈질소화에 대한 미생물학적 연구와 설명은 많이 있지만 완벽하지 않고 SND 현상에 대한 이해가 아직 개발 및 탐색 중입니다. 미시환경 이론은 일반적으로 받아들여진다. 용존 산소 구배의 존재로 인해 미생물 플록 또는 생물막의 외부 표면의 용존 산소 농도가 높으며 주로 호기성 질화 박테리아 및 암모니아 박테리아입니다. 내부 깊숙한 곳에서는 산소 전달이 차단되고 외부에서는 많은 양의 용존 산소를 소모하여 무산소 영역을 생성하고 탈질 세균이 우세한 균주로, 질산화와 탈질을 동시에 발생시킬 수 있습니다. 이 이론은 같은 반응기에서 서로 다른 박테리아 종의 공통적인 문제를 설명하지만 결함, 즉 유기 탄소원의 문제도 있습니다. 유기탄소원은 종속영양탈질소의 전자공여체일 뿐만 아니라 질산화과정의 억제제이기도 하다. 하수내의 유기탄소원은 호기층을 통과할 때 먼저 호기산화에 의해 산화된다. 무산소 구역의 탈질소 박테리아는 전자 공여체의 부족으로 인해 탈질 속도를 감소시켜 SND의 탈질 효율에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 동시 질산화 및 탈질화 메커니즘은 여전히 더 개선되어야 합니다.
(2) MBBR 생물학적 이동층에서 동시 질화, 탈질 및 탈질 메커니즘
MBBR은 부유성장의 활성슬러지법과 부착성장의 바이오필름법을 결합한 고효율 신형 반응기입니다. 기본 설계 원리는 물에 가까운 비중을 가진 현탁 충전재를 직접 첨가하는 것이며 미생물의 활동으로 물에 현탁될 수 있습니다. 담체, 부유 충전재는 하수와 빈번하게 접촉할 수 있으며, 충전재 표면에 바이오필름(film hanging)이 점차 성장하여 오염물질, 용존산소 및 바이오필름의 물질 전달 효과를 강화하는 MBBR, 즉 MBBR은 "이동 생물막"이라고 합니다. 지금까지 SND 메커니즘에 대한 연구와 미세 환경 및 생물학적 이론을 결합하여 MBBR 생물막에서 SND의 가능한 반응 모드는 생물막의 호기성 층에 분포된 호기성 암모니아 산화 박테리아, 아질산염 산화 박테리아 및 호기성 탈질소입니다. 박테리아는 생물학적 무산소층에 분포하는 아나목스 박테리아, 독립 영양 아질산염 박테리아 및 탈질소 박테리아와 협력하여 최종적으로 탈질소의 목적을 달성합니다.
MBBR은 폭기조의 폭기와 물 흐름의 리프팅 효과에 의존하여 담체를 유동화 상태로 만들어 부유 활성 슬러지와 부착 생물막을 형성하여 부착 및 부유 유기체의 장점을 최대한 활용합니다. 거시적 및 미시적 호기성 및 혐기성 환경을 제공할 뿐만 아니라 독립 영양성 질화 박테리아, 종속 영양 탈질화 박테리아 및 종속 영양 박테리아 사이의 DO 분쟁 및 탄소원 분쟁을 해결합니다. 따라서 MBBR은 질화 및 탈질의 두 공정의 동적 균형을 실현할 수 있으며 동시 질화 및 탈질에 대한 매우 좋은 조건을 가지며 MBBR 동시 질화, 탈질 및 탈질을 실현할 수 있습니다.
MBBR 동시 질산화 및 탈질의 영향 요인
MBBR에서 질산화와 탈질을 동시에 달성하기 위한 핵심 기술은 MBBR에서 질화와 탈질소의 동역학적 균형을 조절하고 독립영양성 질화세균과 종속영양세균 사이의 DO 분쟁과 탈질소세균과 종속영양세균 사이의 탄소원 분쟁을 해결하는 것이다. 등 , 따라서 주요 제어 요인은 탄소-질소 비율, 용존 산소 농도, 온도 및 pH입니다.
(1) MBBR 방법에 대한 필러의 영향
MBBR 공법의 기술적 핵심은 비중이 물에 가깝고 약간의 교반에도 물과 함께 자유롭게 움직일 수 있는 생물학적 충전제에 있습니다. 일반적으로 필러는 폴리에틸렌 플라스틱으로 만들어집니다. 각 캐리어의 모양은 지름이 10mm이고 높이가 8mm인 작은 실린더입니다. 실린더에는 교차 지지대가 있고 외벽에는 돌출된 수직 핀이 있습니다. 필러의 속이 빈 부분은 전체 볼륨의 0.95%를 차지합니다. 즉, 물과 충전제가 가득 찬 용기에서 각 충전제에 들어 있는 물의 부피는 95%입니다. 필러의 회전과 용기의 전체 부피를 고려하여 필러의 충전 비율은 캐리어가 차지하는 공간의 비율로 정의됩니다. 최상의 혼합 효과를 얻기 위해 필러의 충전 비율은 최대 0.7입니다. 이론적으로 충전제의 총 비표면적은 생물학적 담체의 단위 부피당 비표면적의 수로 정의되며 일반적으로 700m2/m3입니다. 캐리어 내부에서 생물막이 성장할 때 비표면적의 실제 유효 사용은 약 500m2/m3입니다.
이러한 유형의 생물학적 충전제는 충전제 내부에 미생물의 성장에 도움이 되어 비교적 안정적인 바이오필름을 형성하고 유동화 상태를 형성하기 쉽습니다. 전처리 요건이 낮거나 하수에 다량의 섬유질 물질이 포함되어 있는 경우, 예를 들어 1차 침전조가 도시 하수 처리에 사용되지 않거나 섬유량이 많은 제지 폐수를 처리할 때 생물학적 충전제 작은 비표면적과 큰 크기가 사용됩니다. 더 나은 전처리가 있거나 질산화를 위해 비표면적이 큰 생물학적 필러가 사용됩니다.
(2) MBBR법에 대한 용존산소(DO)의 영향
DO 농도는 동시 질산화 및 탈질화에 영향을 미치는 주요 제한 요소입니다. DO 농도를 제어함으로써 생물막의 다른 부분은 호기성 구역 또는 무산소 구역을 형성할 수 있으며, 이는 동시에 질산화 및 탈질소화를 달성할 수 있습니다. 신체 조건.
이론적으로 DO 농도가 너무 높으면 DO가 생물막 내부로 침투하여 내부에 무산소 구역을 형성하기 어렵고 많은 양의 암모니아 질소가 질산염과 아질산염으로 산화되어 유출수 TN이 여전히 높습니다. . 반대로 DO의 농도가 매우 낮으면 생물막 내부에 혐기성 영역의 많은 부분이 형성되고 생물막의 탈질소 능력이 향상됩니다(방수 내 질산염과 아질산염의 농도는 매우 낮습니다. ) 그러나 DO, MBBR의 공급 부족으로 인해 공정의 질화 효과가 감소하여 폐수 내 암모니아 질소 농도가 증가하여 폐수의 TN이 증가하여 최종 처리 효과에 영향을 미칩니다.
연구를 통해 도시 생활하수 DO 처리를 위한 MBBR 공법의 최적값을 최종적으로 얻을 수 있다: DO 농도가 2 mg/L 이상일 때 DO는 MBBR의 질화 효과에 거의 영향을 미치지 않으며 암모니아 질소 제거율은 97% -99%에 도달하면 유출 암모니아 질소는 1.{4}}mg/L 미만으로 유지될 수 있습니다. DO 질량 농도가 약 1.{6}}mg/L일 때 암모니아 질소 제거율은 약 84%이고 유출 암모니아 질소 농도는 크게 증가했습니다. 또한, 폭기조의 DO는 너무 높아서는 안 됩니다. 용존 산소가 너무 높으면 유기 오염 물질이 너무 빨리 분해되어 미생물에 영양분이 부족하고 활성 슬러지가 노화되기 쉽고 구조가 느슨해집니다. 또한 DO가 너무 높아 과도한 에너지 소비는 경제적으로 적합하지 않습니다.
MBBR 공법은 주로 부유 충전재를 통한 최종 하수 처리를 실현하기 때문에 부유 충전재에 대한 DO의 영향도 전체 처리 결과의 핵심입니다. 연구에 따르면 반응기의 산소화 용량은 특정 범위 내에서 부유 충전재의 충전 속도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났습니다. 폭기 작용하에 물은 충전제와 함께 유동화되고 수류의 난류는 충전제가 없는 것보다 커서 기액 계면의 재생 및 산소 전달을 가속화하고 속도를 증가시킵니다. 산소 전달. 필러의 양이 증가함에 따라 필러 사이의 절단 작용과 난류 작용, 기류 및 수류가 계속 강화됩니다. 그러나 충전제의 첨가량이 60%일 경우 수중에서 충전제의 유동화 효과가 나빠지고 수역의 난류도 감소하여 산소의 투과율과 산소이용률이 감소한다. 따라서 다양한 유형의 수질에 대해 DO 양을 제어하는 것은 전체 공정의 최종 처리 결과에 중요합니다.
MBBR이란 무엇입니까?
MBBR 공정은 바이오필름 방식의 기본 원리를 기반으로 합니다. 일정량의 부유 담체를 반응기에 첨가함으로써 반응기 내의 바이오매스 및 생물학적 종을 증가시켜 반응기의 처리 효율을 향상시킨다. 충전제의 밀도가 물에 가깝기 때문에 폭기시 물과 완전히 혼합되며 미생물이 번식할 수 있는 환경은 기체, 액체, 고체 3상이다.
수중에서 캐리어의 충돌 및 전단은 기포를 더 작게 만들고 산소 이용률을 증가시킵니다. 또한, 각 운반체는 내부와 외부에 다른 생물학적 종을 가지고 있으며 내부에서 일부 혐기성 박테리아 또는 통성 박테리아가 성장하고 호기성 박테리아가 외부에서 각 캐리어가 미세 반응기이므로 질화 반응과 탈질 반응이 공존하여 처리 효과를 향상시킵니다. .