Sự khác biệt giữa AOA và AAO là gì?

Tỷ lệ C/N dòng vào thấp là một điểm nghẽn; phải thực hiện giảm chi phí và nâng cao hiệu quả; phải đáp ứng các tiêu chuẩn về ô nhiễm và giảm thiểu carbon; và phải tránh việc trang bị thêm-tại chỗ. Khi những nhu cầu cốt lõi này kết hợp với nhau, quy trình AOA sẽ trở thành giải pháp tối ưu mà các nhà máy xử lý nước thải không thể tránh khỏi.

Quy trình AOA phù hợp với các tình huống có tỷ lệ C/N đầu vào thấp, không cần nguồn carbon bổ sung và hiệu quả loại bỏ nitơ và phốt pho của nó vượt xa các quy trình truyền thống.

Quy trình AOA không chỉ là “công nghệ đen” trong xử lý nước thải do Viện sĩ Peng Yongzhen phát minh mà còn đóng vai trò là “công cụ nâng cấp” trong việc cải tạo nhiều nhà máy xử lý nước thải cũ.

Khi nói đến xử lý nước thải, nhiều người nghĩ ngay đến quy trình AAO cổ điển (kỵ khí-anoxic-hiếu khí), trong khi quy trình AOA (kỵ khí-hiếu khí-anoxic) chỉ điều chỉnh bề ngoài thứ tự vùng phản ứng, nhưng logic cốt lõi của nó lại hoàn toàn khác.

Cả hai quy trình AAO và AOA đều có những điểm tương đồng về thời gian lưu thủy lực, loại cấu trúc và thiết bị cơ điện. Đây là chìa khóa giải thích tại sao nhiều nhà máy xử lý nước thải có thể chuyển đổi trực tiếp từ AAO sang AOA-không cần thêm đất, dẫn đến chi phí chuyển đổi thấp.

Sự khác biệt cốt lõi nằm ở hai điểm: thứ nhất, thời gian lưu giữ ngắn hơn ở một phần và thời gian lưu lâu hơn ở hai phần còn lại; và thứ hai, sự thay đổi lượng bùn hồi lưu từ một đến hai quá trình.

"Một ngắn hơn, hai dài hơn" đề cập đến thời gian lưu giữ lâu hơn trong các phần kỵ khí và thiếu khí của quy trình AOA, trong khi phần hiếu khí ngắn hơn. Ông Chen giải thích: “Thời gian đủ trong phần kỵ khí cho phép vi khuẩn polysaccharide khử nitrat (DGAO) tiêu thụ hoàn toàn chất hữu cơ trong nước thải, giảm COD và lưu trữ nguồn carbon bên trong. Phần thiếu khí dài hơn là do tốc độ khử nitrat bên trong chậm hơn tốc độ khử nitrat bên ngoài, cần có đủ thời gian để DGAO hoàn thành quá trình khử nitrat bên trong”. Phần hiếu khí ngắn hơn làm giảm việc tiêu thụ các nguồn carbon bên trong không hiệu quả, đảm bảo năng lượng được sử dụng hiệu quả.

Quan trọng hơn, quy trình đã chuyển từ một sang hai – AAO truyền thống chỉ có một đường hồi lưu bùn, trong khi AAO bổ sung một đường hồi lưu từ bể lắng thứ cấp đến phía trước vùng anoxic (R2 trong biểu đồ dòng chảy). "Đường hồi lưu bổ sung này làm tăng gấp đôi số lượng vi khuẩn khử nitrat trong bể an khí, tăng tốc độ khử nitrat cụ thể (tốc độ khử nitrat/nồng độ bùn); thứ hai, nó tạo ra môi trường thuận lợi cho DPAO, giảm quá trình thủy phân bùn và giải phóng phốt pho do phân hủy vi sinh vật ở đáy bể lắng thứ cấp, dẫn đến tổng lượng phốt pho (TP) giảm liên tục ở cả vùng anoxic và bể lắng thứ cấp." Tuy nhiên, ông Chen cũng cảnh báo rằng tỷ lệ hoàn vốn cao này có thể gây tải đáng kể cho bể lắng thứ cấp. Việc sử dụng trực tiếp bể lắng thứ cấp hiện có của AAO có thể ảnh hưởng đến hiệu quả-tách nước bùn, đây là vấn đề quan trọng cần cân nhắc trong quá trình trang bị thêm.

Về mặt lý thuyết, những điều chỉnh này cho phép quy trình AAO đạt được TN nước thải gần như{0}} bằng 0 và loại bỏ phần lớn nhu cầu về nguồn carbon bên ngoài, giảm đáng kể chi phí vận hành và khiến quy trình này trở thành "yêu thích mới" trong ngành xử lý nước thải.

Ba lợi thế cốt lõi tự nói lên điều đó

Các kịch bản áp dụng cho quy trình AOA – Không phải tất cả các nhà máy xử lý nước thải đều phù hợp để trang bị thêm, nhưng những nhà máy đáp ứng các điều kiện này thường đạt được kết quả đáng kinh ngạc.

Đầu tiên, các nhà máy xử lý nước thải đang tìm cách giảm chi phí, cải thiện hiệu quả và vận hành{0}cácbon thấp. Một mặt, quy trình AOA tuần hoàn kép bùn-có thời gian lưu giữ hiếu khí ngắn hơn so với các quy trình khác, do đó tiết kiệm năng lượng tiêu thụ sục khí. Mặt khác, bằng cách tăng cường tuần hoàn bùn trong vùng anoxic, các nguồn carbon chưa sử dụng trong bùn ở đáy bể lắng thứ cấp có thể được đưa trở lại vùng anoxic, cho phép tái chế hiệu quả các nguồn carbon bên trong và do đó tiết kiệm nguồn carbon bên ngoài.

Với các yêu cầu về môi trường ngày càng nghiêm ngặt, hoạt động-cacbon thấp đang là xu hướng chính, khiến AOA, một quy trình tiết kiệm năng lượng và giảm bùn, rất được ưa chuộng.

Thứ hai, các nhà máy xử lý nước thải xử lý nước thải có hàm lượng C/N thấp, đặc biệt là ở các thành phố phía Nam. Nước thải sinh hoạt miền Nam nhìn chung thiếu nguồn carbon và các quy trình truyền thống đòi hỏi phải bổ sung các nguồn carbon bên ngoài như metanol và natri axetat để đáp ứng tiêu chuẩn, điều này rất tốn kém và cồng kềnh. Quá trình AOA sử dụng hiệu quả axit béo polyhydroxy (PHA) và glycogen nội bào (Gly) được lưu trữ trong bể lắng kỵ khí và bể lắng thứ cấp bằng bùn hoạt tính. Đồng thời, thể tích sục khí nhỏ hơn và thời gian sục khí ngắn hơn trong phần hiếu khí làm giảm việc tiêu thụ các nguồn carbon bên trong, điều này có lợi cho việc giữ lại nhiều nguồn carbon bên trong hơn cho quá trình khử nitrat trong vùng anoxic.

Cuối cùng, nó phù hợp cho các nhà máy xử lý nước thải đang tìm cách cải thiện khả năng loại bỏ nitơ và phốt pho. Các quy trình AAO truyền thống tạo ra nước thải hiếu khí có hàm lượng nitrat cao và việc loại bỏ nitơ thông qua tuần hoàn dung dịch nitrat hóa bị hạn chế. AOA, bằng cách đặt vùng anoxic cuối cùng, cho phép có đủ thời gian cho quá trình khử nitrat nội sinh, dẫn đến hàm lượng nitrat trong nước thải cực kỳ thấp và khả năng loại bỏ nitơ vượt trội.

Tóm lại, nếu nhà máy xử lý nước thải gặp phải bất kỳ vấn đề nào trong ba vấn đề-không đủ nguồn carbon, chi phí vận hành cao hoặc áp lực loại bỏ nitơ và phốt pho nặng-AOA có thể được coi là lựa chọn ưu tiên.

Những thách thức trong vận hành AOA Không có quy trình xử lý nước nào là hoàn hảo, và AOA cũng có những “rắc rối” riêng.

Thách thức lớn nhất là khả năng thích ứng với những biến động về chất lượng và số lượng nước. Chất lượng và số lượng nước thải đầu vào của các nhà máy xử lý nước thải thay đổi hàng ngày, đòi hỏi phải kiểm soát chính xác các thông số như thời gian lưu, tốc độ sục khí và dòng hồi lưu. Ông Chen bất lực nói: "Ví dụ: nếu nồng độ dòng chảy đột ngột tăng đột biến hoặc tốc độ dòng chảy tăng đột ngột thì các thông số ban đầu sẽ trở nên không hiệu quả. Nếu không điều chỉnh kịp thời, hiệu quả xử lý sẽ bị ảnh hưởng và tiềm năng tiết kiệm năng lượng sẽ không được phát huy". Điều này đặt ra yêu cầu cao về trình độ vận hành và quản lý của các nhà máy xử lý nước thải.

Một thách thức khác là tác động của môi trường{0}nhiệt độ thấp. Hoạt động của vi sinh vật phụ thuộc vào nhiệt độ thích hợp. Vào mùa đông, nhiệt độ thấp trực tiếp ức chế hoạt động khử nitơ và loại bỏ phốt pho-, không chỉ làm giảm hiệu quả khử nitrat mà còn có khả năng ảnh hưởng đến sự ổn định của các quần thể vi sinh vật chức năng. Các nhà máy xử lý nước thải ở các vùng lạnh phía Bắc muốn sử dụng AOA (Sục khí tự động) phải giải quyết được khả năng thích ứng với nhiệt độ-thấp. Bên cạnh việc xác định các thông số một cách hợp lý, họ cũng cần kéo dài thời gian lưu thủy lực một cách hợp lý để cho phép điều chỉnh linh hoạt các điều kiện vận hành.

Hiện tại, ngành đang nghiên cứu cách tối ưu hóa các thông số quy trình và cải thiện khả năng thích ứng với nhiệt độ thấp{0}}cũng như khả năng kiểm soát cộng đồng vi sinh vật. Tuy nhiên, những sai sót nhỏ không làm lu mờ những ưu điểm đáng kể của nó. Điểm mạnh cốt lõi của quy trình AOA là quá nổi bật, đặc biệt đối với các nhà máy xử lý nước thải đang tìm cách-nâng cấp tại chỗ để giảm chi phí và tăng hiệu quả; nó vẫn là lựa chọn hiệu quả nhất về mặt chi phí.

Quy trình AOA đã trở thành một "quy trình được yêu thích mới" trong ngành xử lý nước thải vì đây không phải là một công nghệ mới xuất hiện đột ngột mà là một "giải pháp tối ưu hóa" giúp giải quyết chính xác các điểm yếu của ngành.

Mặc dù vẫn còn những lĩnh vực cần cải thiện, nhưng quy trình này giúp cân bằng lợi ích môi trường với chi phí vận hành, chắc chắn sẽ bắt nguồn từ nhiều nhà máy xử lý nước thải hơn, góp phần kiểm soát ô nhiễm nước.