流入水の C/N 比が低いことがボトルネックとなっています。コスト削減と効率改善を実施する必要がある。汚染および炭素削減基準を満たさなければなりません。また、現場での改造は避けなければなりません。-これらの中心的な要求が揃うと、AOA プロセスは下水処理プラントにとって避けては通れない最適なソリューションになります。
AOA プロセスは流入水の C/N 比が低い状況に適しており、追加の炭素源を必要とせず、その窒素とリンの除去効果は従来のプロセスをはるかに上回ります。
AOAプロセスは、学会員の彭永振氏が発明した下水処理の「ブラックテクノロジー」であるだけでなく、多くの古い下水処理場の改修における「アップグレードツール」の役割も果たしている。
1. AOA と AAO の違いは何ですか?
廃水処理というと、多くの人はすぐに古典的な AAO プロセス（嫌気性-無酸素性-好気性）を思い浮かべますが、AOA プロセス（嫌気性-好気性-無酸素性）は反応ゾーンの順序を表面的に調整しますが、その核心ロジックはまったく異なります。
AAO プロセスと AOA プロセスはどちらも、水圧滞留時間、構造タイプ、電気機械設備の点で類似点を共有しています。これが、多くの廃水処理施設が AAO から AOA に直接変換できる理由の鍵となります。{0}}追加の土地が不要で、結果的に変換コストが低くなります。
主な違いは 2 つの点にあります。1 つは、1 つのセクションの保持時間が短く、他の 2 つのセクションの保持時間が長いことです。第二に、返送される汚泥が 1 つのプロセスから 2 つのプロセスに変更されました。
「短い方が 1 つ、長い方が 2 つ」とは、AOA プロセスの嫌気性セクションと無酸素性セクションの保持時間が長く、好気性セクションの方が短いことを指します。 「嫌気セクションで十分な時間を確保することで、脱窒多糖細菌（DGAO）が廃水中の有機物を完全に消費し、CODを削減し、内部炭素源を蓄えることができます。無酸素セクションが長くなるのは、内部の脱窒速度が外部脱窒の速度よりも遅いためであり、DGAOが内部脱窒プロセスを完了するのに十分な時間を必要とします。」とChen氏は説明しました。有酸素セクションが短くなることで、体内の炭素源の非効率な消費が減り、エネルギーが効果的に使用されます。
さらに重要なのは、プロセスが 1 つから 2 つに移行したことです。従来の AAO には汚泥の返送経路が 1 つしかありませんが、AAO には二次沈殿槽から無酸素ゾーンの前部 (フローチャートの R2) への返送経路が追加されています。 「この追加の戻り経路により、無酸素槽内の脱窒細菌の数が 2 倍になり、比脱窒率 (脱窒率 / 汚泥濃度) が増加します。第二に、DPAO にとって好ましい環境が生み出され、汚泥の加水分解と二次沈殿槽の底部での微生物の分解によるリンの放出が減少します。その結果、無酸素ゾーンと二次沈殿槽の両方で全リン (TP) が継続的に減少します。」ただし、Chen 氏は、この高い回収率により二次沈殿槽に大きな負荷がかかる可能性があるとも警告しました。 AAO の既存の二次沈殿槽を直接使用すると、汚泥水の分離効果に影響を与える可能性があります。これは改修プロセス中の重要な考慮事項です。{5}
これらの調整により、理論的には、AAO プロセスでほぼゼロの廃水 TN を達成することができます。また、外部炭素源の必要性が大幅に排除され、運用コストが大幅に削減され、廃水処理業界の「新たなお気に入り」となっています。{0}
2. AAO に適した廃水処理プラントはどれですか?
3 つの主要な利点がすべてを物語ります
AOA プロセスに適用できるシナリオ – すべての下水処理プラントが改修に適しているわけではありませんが、これらの条件を満たす下水処理プラントでは、多くの場合、驚くべき結果が得られます。
まず、コスト削減、効率向上、低炭素運営を求める下水処理プラントです。{0}}一方で、汚泥二重再循環 AOA プロセスは他のプロセスと比較して好気性滞留時間が短いため、曝気電力消費が節約されます。一方、無酸素域での汚泥の循環量を増やすことにより、二次沈殿槽底部の汚泥中の未利用炭素源を無酸素域に戻すことができ、内部炭素源の効率的なリサイクルが可能となり、外部炭素源の節約が可能となります。
環境要件がますます厳しくなる中、低炭素運転が主要なトレンドとなっており、エネルギーを節約しスラッジを削減するプロセスである AOA が非常に求められています。{0}
第二に、特に南部の都市で低 C/N 廃水を処理する廃水処理プラント。南部の家庭下水には一般に十分な炭素源が不足しており、従来のプロセスでは基準を満たすためにメタノールや酢酸ナトリウムなどの外部炭素源を追加する必要があり、コストがかかり煩雑です。 AOAプロセスでは、活性汚泥による嫌気沈殿槽や二次沈殿槽に貯留されたポリヒドロキシ脂肪酸（PHA）や細胞内グリコーゲン（Gly）を効率よく利用します。同時に、好気セクションでのより少ない曝気量とより短い曝気時間により、内部炭素源の消費が削減され、無酸素ゾーンでの脱窒のためにより多くの内部炭素源を保持するのに有益です。
最後に、窒素とリンの除去を向上させたい下水処理プラントにも適しています。従来の AAO プロセスでは、硝酸塩含有量の高い好気性廃液が生成され、硝化液の再循環による窒素除去には限界があります。 AOA は、無酸素ゾーンを最後に配置することにより、内因性脱窒に十分な時間を与え、流出液中の硝酸塩含有量が極めて低くなり、優れた窒素除去を実現します。
つまり、廃水処理プラントが{0}炭素源の不足、高い運営コスト、または重い窒素とリンの除去圧力-の 3 つの問題のいずれかに直面している場合、AOA が好ましい選択肢と考えられます。
3. 不完全な「ブラックテクノロジー」
AOA 運営における課題 完璧な水処理プロセスはなく、AOA にも独自の「問題」があります。
最大の課題は、水質と水量の変動への適応性です。下水処理プラントへの流入水の質と量は日々変化するため、滞留時間、曝気速度、戻り流量などのパラメータを正確に制御する必要があります。 「たとえば、流入水の濃度が突然急上昇したり、流量が劇的に増加した場合、元のパラメータは効果がなくなります。調整が迅速に行われない場合、治療効果が損なわれ、エネルギー節約の可能性が実現されません。」と陳氏は力なく語った。-このため、廃水処理プラントの運営および管理レベルに高い要求が課せられます。
もう 1 つの課題は、低温環境の影響です。{0}微生物の活動は適切な温度に依存します。冬には、低温により脱窒菌やリン除去菌の活動が直接阻害され、脱窒効率が低下するだけでなく、機能的な微生物群集の安定性に影響を与える可能性があります。{3}} AOA (自動曝気) の使用を希望する北部寒い地域の下水処理施設は、低温への適応性に対処する必要があります。-パラメータを合理的に決定するだけでなく、動作条件を柔軟に調整できるように油圧保持時間を適切に延長する必要もあります。
現在、業界はプロセス パラメータを最適化し、低温適応性と微生物群集の制御を改善する方法を研究しています。{0}ただし、小さな欠点があっても、その重要な利点が影を落とすことはありません。 AOA プロセスの中核となる強みは、特にコスト削減と効率向上のために現場でのアップグレードを求めている下水処理プラントにとって顕著です。{3}これは依然として最も費用対効果の高いオプションです。-
AOA プロセスは廃水処理業界で「新たなお気に入り」となっています。これは、AOA プロセスが何もないところから現れた新しい技術ではなく、業界の問題点に正確に対処する「最適化されたソリューション」であるためです。
まだ改善の余地はありますが、環境上の利点と運営コストのバランスをとるこのプロセスは、間違いなくより多くの下水処理施設に根付き、水質汚染の防止に貢献するでしょう。