Esistono vari tipi di fonti di carbonio. È importante sceglierne uno adatto al tuo processo specifico. Non aggiungerli a caso. Selezionare la giusta fonte di carbonio ti eviterà problemi in seguito.
I. Perché aggiungere fonti di carbonio?
Il trattamento delle acque reflue si affida ai microrganismi per degradare gli inquinanti, in particolare nella denitrificazione e nella rimozione del fosforo. I microrganismi devono consumare carbonio organico (COD/BOD) per funzionare.
In poche parole: fonte di carbonio="cibo" per i microrganismi.
1. Denitrificazione (il motivo principale)
L'azoto nitrato (azoto totale) presente nelle acque reflue deve essere convertito in azoto gassoso dai batteri denitrificanti per poter fuoriuscire.
Questi batteri devono consumare carbonio organico. Un carbonio insufficiente nell'affluente porterà ad un eccessivo azoto totale.
2. Rimozione biologica del fosforo
I batteri del fosforo che accumulano richiedono fonti di carbonio per rilasciare fosforo durante la fase anaerobica. Una quantità insufficiente di carbonio determina una scarsa rimozione del fosforo e un eccessivo fosforo totale.
3. Mantenimento dell'attività del sistema biologico
Una quantità insufficiente di materia organica in ingresso (ad esempio, effluenti municipali, acqua trattata a livello industriale, serbatoi di trattamento biologico post-) porta alla morte di microrganismi, a fanghi sciolti, a una scarsa sedimentazione e a una ridotta capacità di trattamento.
II. Quando è necessaria l’aggiunta di fonti di carbonio?
L'integrazione di carbonio è generalmente necessaria se viene soddisfatta una delle seguenti condizioni:
1. Basso rapporto C/N influente (basso contenuto di carbonio, alto contenuto di azoto), comunemente riscontrato nelle acque reflue chimiche, negli effluenti del percolato di discarica, nelle acque reflue di macelli/allevamento e nelle acque reflue municipali a bassa-concentrazione.
2. Superamento continuo degli standard relativi all'azoto totale e al fosforo totale negli effluenti.
3. DO eccessivamente alto nel serbatoio di trattamento biologico, fanghi biancastri, basso rapporto di sedimentazione e bassa biomassa microbica.
4. Processi: processi di denitrificazione post-trattamento come AO, A²/O, MBR, filtri di denitrificazione e filtri-a letto profondo.
Fonti comuni di carbonio: acetato di sodio, glucosio, metanolo, fonti di carbonio composito, etanolo industriale, ecc.
III. Come ottenere l'eliminazione delle fonti di carbonio senza fonti esterne di carbonio
Approccio: utilizzare le fonti di carbonio esistenti all’interno del sistema o integrarle con carbonio nativo per sostituire le fonti di carbonio acquistate.
1. Dare priorità all'utilizzo delle fonti di carbonio nelle acque reflue (massimo costo-efficace)
• Ottimizzare la distribuzione degli influenti: dare priorità all'alimentazione delle acque reflue ad alta-concentrazione di COD (concentrato di produzione, acque reflue di pulizia e acque reflue fognarie) nella zona anaerobica/anossica per la denitrificazione e la rimozione del fosforo.
• Ridurre la ritenzione aerobica: evitare di consumare tutto il carbonio organico nella zona aerobica; riservare parte del carbonio per la denitrificazione nella zona anossica.
• Ridurre l'aerazione- anteriore: mantenere l'ossigeno disciolto (DO) nella vasca aerobica al di sotto di un livello elevato (controllo 1-2 mg/l) per evitare che la fonte di carbonio venga ossidata e consumata inutilmente.
2. Riutilizzo della fonte di carbonio dei fanghi/nel-sistema (soluzione tradizionale)
• Idrolisi e acidificazione dei fanghi: introdurre i fanghi in eccesso e primari in una vasca di idrolisi per abbattere le pareti e rilasciare acidi grassi volatili (VFA), che sono carbonio endogeno di alta- qualità e vengono quindi restituiti alla zona anossica.
• Ritorno dei fanghi di sedimentazione primaria: i fanghi provenienti dalla vasca di sedimentazione primaria contengono una grande quantità di carbonio dell'acqua grezza e vengono restituiti alla zona anaerobica/anossica a monte.
• Miglioramento dell'efficienza del serbatoio di acidificazione dell'idrolisi: l'idrolisi migliorata scompone le grandi molecole organiche in molecole di carbonio più piccole e facilmente disponibili.
3. Modifica del processo (affrontare la carenza di carbonio alla fonte)
• Adeguamento della zonazione del processo: garantire che la zona anossica preceda la zona aerobica (standard AO/A²/O), dando priorità al carbonio per la denitrificazione.
• Eliminazione dell'eccessiva pre-aerazione per evitare di esaurire la fonte di carbonio a monte.
• Acque reflue ad alto-azoto e a basso-carbonio: aggiungi la pre-denitrificazione per massimizzare l'utilizzo del carbonio dell'acqua grezza.
4. Introdurre carbonio nativo poco costoso (escluse le fonti di carbonio commerciale acquistate)
Utilizzo dei rifiuti di proprietà degli impianti-come sostituti delle fonti commerciali di carbonio: utilizza solo risorse adatte alle tue esigenze specifiche; evitare l'uso indiscriminato e condurre sempre-prove su piccola scala prima di utilizzare le risorse disponibili.
• Acque reflue organiche ad alta-concentrazione provenienti dallo stabilimento, come rifiuti di cucina, residui di bucce di frutta, cereali di distillazione, acque reflue di amido e liquidi di scarto della lavorazione di frutta e verdura.
• Acque reflue provenienti dalla pulizia degli impianti, dal lavaggio dei pavimenti e liquidi di scarto a base di sciroppo/amido-.
Questi sono considerati utilizzo dei rifiuti e non “aggiunta di fonti di carbonio commerciali”.
5. Controllo raffinato dei parametri operativi
• Controllo del rapporto di ritorno: gestire adeguatamente il ritorno del liquore di nitrificazione e il ritorno dei fanghi per garantire un contatto sufficiente tra carbonio e azoto.
• Controllo MLSS (concentrazione di fanghi misti di calce): adattare il volume dei fanghi al carico; evitare di aumentare ciecamente la concentrazione per competere per il carbonio.
• Gestione dello scarico dei fanghi: evitare uno scarico eccessivo dei fanghi dal sistema di rimozione del fosforo per garantire il normale metabolismo dei batteri che accumulano polifosfati-.
Aggiunta di carbonio=Carbonio organico insufficiente nell'acqua grezza; i microrganismi mancano di cibo, ostacolando la rimozione di azoto e fosforo.
Per evitare l'aggiunta di fonti esterne di carbonio: dare priorità alla riduzione dei rifiuti (minimizzare gli sprechi di carbonio) + sfruttare il potenziale (riutilizzo di fanghi/concentrati) + aggiustamenti del processo, utilizzando la fonte di carbonio propria del sistema come backup.