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inDENSE工艺:利用旋流分离器生产好氧颗粒污泥

北极星环保网  来源:IWA国际水协会    2018/3/9 16:39:54  我要投稿  

北极星环保网讯:随着荷兰Royal Haskoning DHV公司Nereda®工程案例的增多,越来越多人了解好氧颗粒污泥工艺这项新兴技术。好氧颗粒污泥自身形成一个立体分层的微生物群落,包含聚磷菌(PAOs)、氨氧化菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)、反硝化异养菌甚至还有厌氧氨氧化菌(Anammox)。它的分层结构使得颗粒污泥通过底物扩散传质作用形成好氧层、缺氧层以及厌氧层,实现COD以及氮磷的去除。好氧颗粒大大改善了污泥的沉降性能,不需要生物絮凝来进行泥水分离,这些优点使其受到业界的关注。

好氧颗粒污泥技术不止一家

其实除了荷兰的Nereda®,源自奥地利ARAconsult公司的inDENSE™是另一项能够生成好氧颗粒污泥的技术。

inDENSE™是DEMON™厌氧氨氧化工艺使用的水力旋流器(hydrocyclone)在生物除磷、改善污泥沉降性能、提高处理能力方面的延伸应用。它对二沉池排出的污泥进行筛选,将沉降性能好的污泥颗粒回流到生物反应器中。在不改变原工艺的条件下(如传统的连续式活性污泥工艺),inDENSE™大大提高污泥容积指数(SVI)的表现,无需新增二沉池就能解决混合悬浮固体沉降性差的问题。

传统的活性污泥工艺通过固液分离手段将生物反应池的出水从生物质中分离出来。在二沉池中,活性污泥固体通过重力作用沉至底部。要维持工艺的正常运作,需要确保F/M比和SRT值在适当范围内,所以大部分的污泥会回流到生物反应池中,这部分称作回流污泥(RAS - Return Activated Sludge),不作回流的污泥从工艺线中取出,成为剩余污泥(WAS - Waste ActivatedSludge)。后者随后通过消化、脱水等方法得以处置。沉降性能差的微生物(如丝状菌)的生长速度快过易于沉降的胶团菌的生长,这可能会导致系统沉降性能下降,最终降低整个工艺系统的整体处理能力。InDENSE™研发团队提供的三年测试数据显示该工艺能显著提高污泥的沉降性能,并保持稳定。


另外据介绍,这项技术还附带强化生物除磷(EBPR)的作用,解决传统活性污泥工艺常见的污泥膨胀问题,提高污水厂的实际处理能力。中试测试地点包括奥地利的Strass污水厂、瑞士的Glarnerland污水厂、瑞典的Kapala污水厂和美国的James River 污水厂(HRSD)。SVI改善度在80ml/g到100ml/g之间。


案例介绍

位于美国弗吉尼亚州HRSD卫生局的James River污水处理厂(JRWWTP)是其中一个中试地点。该污水厂处理规模约75000m³/d,采用四段Bardenpho构造的IFAS活性污泥生物膜复合工艺(见下图)。厌氧消化器排出沼渣的氨磷分别用AnitaMox™ 工艺和添加铁盐进行去除。采用IFAS工艺在较短的好氧泥龄(1.5-3.5天)进行硝化作用,但EBPR强化生物除磷与反硝化菌之间的竞争以及生物质在液相与载体间的分布等原因使得生物除磷不稳定。 另外该污水厂的沉降性能向来不好,SVI30在140-150 mL / g, 但与丝状菌问题无关,而是由于二沉池采用周边进水的设计,水力分布不平衡所致。因此研究团队选择了该污水厂应用inDense™工艺,以评估其在改善沉降性和生物除磷稳定性的表现。


实验设计

自2015年3月开始,研究团队在污水厂安装了8个 20m³/h的旋流分离器,并开始连续运行(除了2015年5月有一次小型的关停)。如下图所示,进料是一部分的回流污泥(RAS),进料速率视旋流分离器的轻质絮体量而定,这些溢流物会用作剩余污泥进入后续处理。密度更大的颗粒与初沉池出水(PCE)混合后回流至曝气池进水前端。


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