Princípios da Bioquímica de Baixo Oxigênio
A bioquímica com baixo teor de oxigênio realiza principalmente a degradação da matéria orgânica e a remoção de nitrogênio e fósforo controlando a concentração de oxigênio dissolvido (DO) no ambiente de reação (geralmente 0.2-0..5 mg/l) e utiliza a actividade metabólica dos microorganismos em condições de microoxigénio ou de hipoxia.
Regulação metabólica microbiana: ambiente de baixo oxigénio promove a atividade das bactérias desnitrificantes (estágio anaeróbio) e das bactérias que acumulam polifosfato (estágio alternado anaeróbio/aeróbio).Bactérias desnitrificantes usam matéria orgânica para reduzir nitrato de nitrogênio em nitrogênio, enquanto as bactérias que acumulam polifosfato conseguem a remoção de fósforo através da liberação de fósforo anaeróbio e da absorção de fósforo aeróbio.
Inibição da expansão bacteriana filamentosa: O baixo DO pode induzir a microexpansão bacteriana filamentosa, mas controlando outros parâmetros como carga e pH,O desempenho de sedimentação das lamas pode ser mantido, ao mesmo tempo que utiliza a grande área específica da superfície das bactérias filamentosas para melhorar a eficiência da degradação da matéria orgânica.
Otimizar o metabolismo energético: sob condições de baixo oxigênio, as células aumentam a geração de energia através da fosforilação oxidativa, enquanto ativam a autofagia e os mecanismos de estresse antioxidante,Prolongamento da actividade microbiana.
O processo de depuração da bioquímica de baixo oxigênio
Inoculação e domesticação de lama
- Adicionar lama activa semelhante ou idêntica, com uma concentração inicial controlada entre 1500-2500 mg/l.
- Na fase inicial, foram adicionadas fontes de carbono, tais como fezes e amido (COD 200-300mg/L), complementadas com nitrogénio e fósforo (BOD: N: P=100:51), e incubadas sob baixa pressão (proporção ar-água 1:5-10).
- Determinar a actividade da lama observando a aparência dos protozoários (como os nematóides e os rotifers) através de um exame microscópico.
Fase de aumento de carga
- Fase inicial: a carga volumétrica é de 0,5-1,0 kg COD/m3·d, e a COD de entrada é controlada a 1000-5000 mg/l.
- Fase de arranque: aumentar gradualmente a carga para 50% do valor de projecto (cerca de 40 dias), monitorizar a formação de lamas granulares e a produção de gás.
- Fase de carga total: aumentar a carga para 100% (30-40 dias), ajustar a taxa de aeração e a taxa de refluxo para garantir que o efluente cumpre o padrão.
Controle dos parâmetros ambientais
- Temperatura: Anaeróbia a temperatura média (30-40 °C) ou baixa (15-20 °C), evitando flutuações significativas.
Seção anaeróbica 6.5 a 8.0, secção aeróbica 7-8.5.
- Potencial de redução de oxidação (ORP): estágio de hidrólise -100~+100mV, estágio de produção de metano -150~-400mV.
Questões de gestão operacional
Monitorização dos parâmetros-chave
- Oxigénio dissolvido (DO): 0,2-0,5 mg/l no estágio anóxico e 1-3 mg/l no estágio aeróbico, para evitar uma inibição excessiva da desnitrificação ou níveis baixos que possam fazer flutuar a lama.
- Relação carbono/nitrogénio (C/N): manter a DBO5/TKN em 4-6 e adicionar fontes externas de carbono (como ácido acético e metanol) quando insuficiente.
- Nitrogénio nitrato: O nitrogénio nitrato na secção anóxica do fluxo é controlado a 10-20 mg/L e ajustado pelo rácio de refluxo interno (200% -400%).
Excepção
- Expansão do lodo: é aceitável a microexpansão das bactérias filamentosas (SVI ≤ 150). Se for excessiva, pode ser controlada aumentando o DO, ajustando o pH ou adicionando coagulantes.
- Baixa eficiência de desnitrificação: verificar se a fonte de carbono é suficiente, se o refluxo interno é razoável ou aumentar a HRT na zona anóxica (2-4 horas).
Optimização da poupança de energia
- Utilizando a aeração de conversão de frequência para controlar o DO e reduzir o consumo de energia.
-Monitorização em tempo real do estado de desnitrificação utilizando ORP e ajuste dinâmico da dose da fonte de carbono.
Manutenção de rotina
- Despejar regularmente a lama e manter a idade da lama (SRT) entre 10 e 20 dias.
- Monitorizar as alterações nas fases biológicas e detectar prontamente a actividade microbiana anormal.
