研究室から日量 300,000 m3 の大規模用途に至るまで、この技術は炭素と窒素の比率が低い廃水の脱窒の問題をどのように解決しますか。--
下水処理業界で働く人々にとっては、現在 2 つの課題があります。一方では、都市下水の排出基準が継続的に強化されており、全窒素と全リンの除去要件がますます高まっており、業界にとって高度な脱窒が必要となっています。{0}一方、中国の都市下水では炭素-対-の比率が低いことが一般的です。従来のプロセスは、脱窒効率を確保するために外部の炭素源に依存していますが、これは運転コストを大幅に増加させるだけでなく、さらなる炭素排出圧力をもたらし、「デュアルカーボン」戦略目標に反します。-
従来のAAOプロセスでは、廃水中の有機炭素源のほとんどが好気段階での曝気と酸化によって廃棄され、脱窒のための炭素源が不十分となり、「品質と効率の向上+汚染と炭素排出量の削減」という業界の変革ニーズを満たすことが困難になっています。急速に台頭している嫌気性-酸素-無酸素（AOA）プロセスは、外部の炭素源を使用せずに窒素とリンの深部除去を達成するという中核的な強みを備えており、実験室での研究から徐々に大規模な工学的実践へと移行しており、廃水処理業界における驚異的な「ダークホース」となっています。-
コアの復号化: 反応順序を変更するだけ、AOA の魔法とは何ですか?
多くの人は、なぜ AOA が従来の AAO プロセスと比較して「好気性」と「無酸素性」の反応順序を逆転させるだけであり、質的なブレークスルーを達成するのか疑問に思っています。その答えは、その独自の「最初に貯蔵し、次に利用する」内部炭素源による窒素とリンの除去メカニズムにあります。-
従来の AAO (嫌気性-嫌気性-好気性) プロセスでは、嫌気性-無酸素性-好気性の流れが採用されています。廃水中の易生分解性有機炭素源のほとんどは、好気段階での曝気中に無差別に酸化され、分解されます。無酸素段階での脱窒に実際に利用できる炭素はほとんどなく、そのギャップを埋めるために酢酸ナトリウムなどの外部炭素源の追加を余儀なくされ、「炭素源が不足すればするほど炭素源が追加され、コストが高くなり炭素排出量も増加する」という悪循環が生まれます。
対照的に、AAO プロセスでは、3 段階の嫌気性-好気性-無酸素レイアウトにより、炭素源利用経路が完全に再構築され、すべての炭素源が確実に効果的に使用されます。
1. 嫌気性ステージ: ソース-ベースの炭素ロック
流入水中の易生分解性 COD は優先的に PHA などの内部炭素源に変換され、微生物内に貯蔵されます。これは基本的に、微生物のための「脱窒弾」を事前に準備し、発生源からの炭素廃棄物を防ぎます。
2. 好気ステージ: 精密硝化
この段階で、アンモニア性窒素の硝化プロセス全体が完了します。同時に、曝気時間と溶存酸素濃度を精密に制御することにより、微生物の内部に蓄えられた炭素源の過剰な酸化を防ぎ、その後の脱窒のための十分な蓄えを確保します。
3.-無酸素段階後: 内因性脱窒
微生物は、あらかじめ蓄えられた内部炭素源を利用して硝酸態窒素の脱窒を完了します。{0}プロセス全体は外部の炭素源に依存せず、低{2}炭素-対-比の廃水における炭素源不足という業界の問題点を根本的に解決します。
本格的な検証: 100,000 から 300,000 m3/日まで、これらのプロジェクトが実施され、結果が示されています。
テクノロジーの有効性はエンジニアリングの実践によって証明されています。現在、AOA プロセスは中国全土の複数の都市の下水処理施設で大規模に適用されており、新規プロジェクト、アップグレード、梅雨の影響、低温運転などのさまざまなシナリオをカバーしており、非常に説得力のある運用結果をもたらしています。-
製造試験の結果は、水負荷が 202% を超える極端な条件下であっても、AOA プロセスの排水品質が大幅に悪化しないことを示しています。アンモニア性窒素、全窒素、および全リンの除去率は制御可能なわずかな変動のみであり、排水濃度は一貫して基準内に留まっています。一次汚泥返送率、空気対水比、汚泥濃度を調整するだけで、システムはすぐに安定した運転に戻ることができ、雨期の大幅な水量変動の複雑な条件に完全に適応します。
完全な-シナリオ適応性: 改造と互換性があり、低温動作にも対応-
新しいプロジェクトに加えて、AOA プロセスは既存の下水処理プラントのアップグレードにも強力な互換性を示しています。重慶市の下水処理施設で 1500 m3/d の ORBAL 酸化溝- AOA プロセスの改修を完了した後、外部炭素源を必要とせずに総窒素除去率が元の AAO プロセスの 71.52% から 83.01% に増加し、COD、アンモニア態窒素、全リンの除去効果が従来のプロセスより総合的に優れていました。
北部/高原地域の冬の低温による脱窒活動の低下という業界の課題に対処するため、貴陽市にある 40,000 m3/日の AOA プロセス廃水処理プラントは、水温 11 度という低い条件下で 430 日間稼働しましたが、無酸素後ゾーンで 40% の窒素除去寄与を達成し、流出水の総窒素は 4.13 mg/L で安定したままでした。-同じ流入源を持つ AAO プロセス廃水処理プラントと比較して、流出物の全窒素量は 54.62% 削減され、生物タンクの電力消費量は 24% 削減され、化学物質の消費量は 39% 削減され、汚泥の生成量は 7% 削減されました。
基準を満たすことを超えて: AOA プロセスの将来のアップグレードの可能性
現在、AOA プロセスは比較的完全な技術システムを形成していますが、その可能性はそれをはるかに超えています。エネルギー消費量の削減と炭素排出量の削減という廃水処理業界の開発ニーズを満たすために、業界は技術アップグレードの可能性をさらに探求するために、AOA プロセスと新しい窒素除去技術の統合を検討し始めています。
複数の研究により、AOA (自動曝気) 技術とショートカット硝化および嫌気性アンモニウム酸化 (ANAO) 技術を組み合わせたシステムが、COD/TN 比が低い都市廃水処理において優れた窒素除去効率を示すことが示されています。AOA プロセスに基づくショートカット硝化-ANAO 統合システムは、安定した運転後、2.3 mg/L という低い流出水総窒素濃度を達成します。総窒素除去率は95.8%と高い。改良型 AOA 連続フロー システムは、流入水 COD/TN 比が 3.2 と低い条件下で、流出水 TN (4.6±1.5) mg/L および総リン (0.2±0.2) mg/L という高度な処理効果を達成し、ANAO- 共役窒素除去が 86% 以上を占めます。
これらの探査は、AOA プロセスを使用したほぼゼロの炭素源とほぼゼロのエネルギー消費の下水処理の将来の実現に無限の可能性をもたらします。また、我が国の下水処理業界の低炭素変革に対する中核的な技術サポートも提供します。-
結論
炭素対窒素比が低い廃水からの窒素除去というボトルネック問題の解決から、「汚染削減と炭素削減による相乗的な効率向上」という業界の変革ニーズへの適応に至るまで、AOA プロセスは、目に見える工学的成果を通じて廃水処理分野におけるその中心的価値を実証してきました。継続的な技術の反復と大規模な推進により、AOA プロセスは我が国の都市下水処理施設の建設とアップグレードに推奨されるソリューションになりつつあり、業界は「排出基準の適合」から「グリーン、低炭素、効率の向上」という高品質の開発段階へ着実に移行しています。-