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Elimination of Complex Process Control Strategies in Single-Stage Deammonification
ACS ES&T Engineering Pub Date : 2021-07-13 , DOI: 10.1021/acsestengg.1c00023
Carolyn L. Coffey 1, 2 , Daniel E. Freedman 2, 3 , James McQuarrie 2, 3 , Junko Munakata Marr 1, 2 , Linda A. Figueroa 1, 2
Affiliation  

A full-scale ANITAMox deammonification system was commissioned by Metro Wastewater Reclamation District at the Robert W. Hite Treatment Facility in Denver, Colorado for sidestream treatment of recycle nitrogen loads in the centrate stream. The single-stage partial nitritation anammox process has operated for over three years, with an average of 60% total ammonia removal. The facility eliminated the complex pH-based cascade control strategy after 16 months of operation, opting for simplified feedback control of volumetric airflow rates. The impacts of airflow and biomass concentration on nitrogen removal capacity were unclear. Bench-scale studies investigated the effects of surface area loading rate of ammonia (SALR), bulk dissolved oxygen (DO), and aeration rate on total ammonia nitrogen (TAN) and total inorganic nitrogen (TIN) removal capacity. Bulk DO between 1.0 and 2.0 mg/L did not impact the surface area removal rate (SARR) of TAN. Analysis of full-scale data did not reveal correlations between SARR-TAN and pH or DO. Biofilm concentration, estimated by total solids attached to the media, accumulated until October 2018. After the first year of operation, SARR-TIN did not increase accordingly, with respect to biofilm concentration. Average TAN removal was 60%, despite variable nitrogen loading, pH, and dissolved oxygen concentrations in the ANITAMox reactors and fixed airflow at operator-defined set points. Stable performance was observed and more robust than expected, considering variations in pH, DO, and airflow rates.

中文翻译:

消除单级脱氨中复杂的过程控制策略

位于科罗拉多州丹佛市的 Robert W. Hite 处理设施的地铁废水回收区委托了一套完整的 ANITAMox 脱氨系统,用于对离心液流中的循环氮负荷进行侧流处理。单级部分亚硝化厌氧氨氧化工艺已运行三年多,总氨去除率平均为 60%。该设施在运行 16 个月后取消了复杂的基于 pH 值的级联控制策略,选择了对体积气流速率的简化反馈控制。气流和生物量浓度对脱氮能力的影响尚不清楚。实验室规模研究调查了氨的表面积负载率 (SALR)、溶解氧 (DO) 和曝气率对总氨氮 (TAN) 和总无机氮 (TIN) 去除能力的影响。1.0 和 2.0 mg/L 之间的散装 DO 不会影响 TAN 的表面积去除率 (SARR)。全面数据的分析没有揭示 SARR-TAN 与 pH 值或 DO 之间的相关性。根据附着在介质上的总固体量估算的生物膜浓度累积到 2018 年 10 月。在运行的第一年之后,SARR-TIN 没有相应地增加,就生物膜浓度而言。尽管 ANITAMox 反应器中的氮载量、pH 值和溶解氧浓度不同,并且在操作员定义的设定点上有固定的气流,但平均 TAN 去除率为 60%。考虑到 pH、DO 和气流速率的变化,观察到稳定的性能并且比预期的更稳健。全面数据的分析没有揭示 SARR-TAN 与 pH 值或 DO 之间的相关性。根据附着在介质上的总固体量估算的生物膜浓度累积到 2018 年 10 月。在运行的第一年之后,SARR-TIN 没有相应地增加,就生物膜浓度而言。尽管 ANITAMox 反应器中的氮载量、pH 值和溶解氧浓度不同,并且在操作员定义的设定点上有固定的气流,但平均 TAN 去除率为 60%。考虑到 pH、DO 和气流速率的变化,观察到稳定的性能并且比预期的更稳健。全面数据的分析没有揭示 SARR-TAN 与 pH 值或 DO 之间的相关性。根据附着在介质上的总固体量估算的生物膜浓度累积到 2018 年 10 月。在运行的第一年之后,SARR-TIN 没有相应地增加,就生物膜浓度而言。尽管 ANITAMox 反应器中的氮载量、pH 值和溶解氧浓度不同,并且在操作员定义的设定点上有固定的气流,但平均 TAN 去除率为 60%。考虑到 pH、DO 和气流速率的变化,观察到稳定的性能并且比预期的更稳健。尽管 ANITAMox 反应器中的氮载量、pH 值和溶解氧浓度可变,并且在操作员定义的设定点处有固定的气流。考虑到 pH、DO 和气流速率的变化,观察到稳定的性能并且比预期的更稳健。尽管 ANITAMox 反应器中的氮载量、pH 值和溶解氧浓度可变,并且在操作员定义的设定点处有固定的气流。考虑到 pH、DO 和气流速率的变化,观察到稳定的性能并且比预期的更稳健。
更新日期:2021-09-10
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