Prinsip Biokimia Oksigen Rendah
Biokimia oksigen rendah terutama mencapai degradasi materi organik dan penghapusan nitrogen dan fosfor dengan mengontrol konsentrasi oksigen terlarut (DO) di lingkungan reaksi (biasanya 0.2-0.5 mg/L) dan memanfaatkan aktivitas metabolik mikroorganisme di bawah kondisi oksigen mikro atau kondisi hipoksik.
Regulasi metabolisme mikroba: Lingkungan oksigen rendah mempromosikan aktivitas bakteri denitrifying (tahap anaerob) dan bakteri akumulasi polifosfat (tahap bergantian anaerob / aerob).Bakteri denitrifying menggunakan zat organik untuk mengurangi nitrogen nitrat menjadi nitrogen, sedangkan bakteri yang menumpuk polifosfat mencapai penghapusan fosfor melalui pelepasan fosfor anaerob dan penyerapan fosfor aerob.
Penghambatan ekspansi bakteri filamen: DO rendah dapat menginduksi ekspansi mikro bakteri filamen, tetapi dengan mengontrol parameter lain seperti beban dan pH,kinerja menetap lumpur dapat dipertahankan, sambil memanfaatkan luas permukaan spesifik bakteri filamen untuk meningkatkan efisiensi degradasi bahan organik.
Optimasi metabolisme energi: Dalam kondisi oksigen rendah, sel meningkatkan produksi energi melalui fosforilasi oksidatif, sementara mengaktifkan mekanisme autofagi dan stres antioksidan,memperpanjang aktivitas mikroba.
Proses debugging biokimia rendah oksigen
Inokulasi lumpur dan domestikasi
-Tambahkan lumpur aktif yang sama atau identik, dengan konsentrasi awal dikontrol antara 1500-2500mg/L.
- Pada tahap awal, sumber karbon seperti tinja dan pati ditambahkan (COD 200-300mg/L), ditambah dengan nitrogen dan fosfor (BOD: N: P=100:5:1), dan diinkubasi dengan tekanan rendah (rasio udara-air 1:5-10).
- Menentukan aktivitas lumpur dengan mengamati penampilan protozoa (seperti nematode dan rotifers) melalui pemeriksaan mikroskopis.
Tahap peningkatan beban
Tahap awal: beban volumetrik adalah 0,5-1,0 kg COD/m 3 · d, dan COD masuk dikendalikan pada 1000-5000mg/L.
-Fase memulai: Tingkatkan beban secara bertahap hingga 50% dari nilai desain (sekitar 40 hari), memantau pembentukan lumpur granular dan produksi gas.
Tahap beban penuh: Tingkatkan beban ke 100% (30-40 hari), sesuaikan tingkat aerasi dan rasio refluks untuk memastikan bahwa limbah memenuhi standar.
Kontrol parameter lingkungan
-Suhu: Suhu sedang anaerob (30-40 °C) atau suhu rendah (15-20 °C), menghindari fluktuasi yang signifikan.
Bagian anaerobik 6,5-8.0, bagian aerobik 7-8.5.
Potensi pengurangan oksidasi (ORP): tahap hidrolisis -100 ~ + 100mV, tahap produksi metana - 150 ~ 400mV.
Masalah manajemen operasional
Pemantauan parameter utama
- Oksigen terlarut (DO): 0,2-0,5 mg/L pada tahap anoksik dan 1-3 mg/L pada tahap aerob, untuk menghindari hambatan yang berlebihan dari denitrifikasi atau tingkat rendah yang dapat menyebabkan lumpur melayang ke atas.
Rasio karbon/nitrogen (C/N): Jaga BOD5/TKN pada 4-6, dan tambahkan sumber karbon eksternal (seperti asam asetat dan metanol) jika tidak cukup.
- Nitrat nitrogen: Nitrat nitrogen dalam aliran bagian anoksis dikendalikan pada 10-20mg/L dan disesuaikan dengan rasio refluks internal (200% -400%).
Pengecualian
Ekspansi lumpur: Ekspansi mikro bakteri filamen (SVI ≤ 150) dapat diterima. Jika berlebihan, dapat dikontrol dengan meningkatkan DO, menyesuaikan pH, atau menambahkan koagulan.
-Efisiensi denitrifikasi rendah: Periksa apakah sumber karbon cukup, apakah refluks internal wajar, atau tingkatkan HRT di zona anoksida (2-4 jam).
Optimalisasi penghematan energi
- Menggunakan aerasi konversi frekuensi untuk mengontrol DO dan mengurangi konsumsi daya.
- Pemantauan status denitrifikasi secara real time menggunakan ORP dan penyesuaian dinamis dari dosis sumber karbon.
Pemeliharaan rutin
-Mengeluarkan lumpur secara teratur dan menjaga usia lumpur (SRT) pada 10-20 hari.
- Memantau perubahan fase biologis dan segera mendeteksi aktivitas mikroba yang abnormal.
