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好氧颗粒污泥工艺在市政污水处理中的研究与应用

北极星环保网来源:净水技术 俞晟 钟旭东等2018/2/2 14:23:45我要投稿

1.3、颗粒污泥成形的影响因素

好氧颗粒污泥虽以污泥代谢活性高、消化速率快、运行连续性强及出水水质好等特点而备受青睐,但是由于运行条件苛刻、过程复杂等诸多限制因素,目前对好氧颗粒形成的影响因素的了解和报道还不够深入。综合已有文献,笔者就市政污水处理工艺中有机物种类及负荷、水力条件以及反应器结构等进行分析和阐述。

表3好氧颗粒污泥成形的影响因素

好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥

2、颗粒污泥的工程应用

过去20年中,废水生物处理理论研究和工程应用证明,固定化的活性污泥在水质净化方面比悬浮活性污泥更具有效率。2004年,荷兰DELFT大学vanLoosdrecht教授等人的全球专利成功运用到城市污水中试研究,其效明显。2008年,世界上第一个NeredaTM技术工艺的市政污水厂在南非Gansbaai落成,处理量为5000m3/d,出水经过消毒后,作为灌溉水回用,工艺的基建投资低20%,节电35~45%,年运行费用降低50%。

随后,2011年的荷兰Epe污水处理厂,设计规模为1500m3/h,设计运行温度为8~25℃,已成为荷兰全国能耗最低的市政污水厂(降低25%投资和运行费用),并完全满足总氮小于5mg/L、总磷小于0.3mg/L的出水限值要求。荷兰Garmerwolde污水厂的扩建工程自2013年开始运行投产以来,服务周边52万人口,处理能力提高到了30000m3/d,高峰流量为4200m3/h,出水水质TN小于7mg/L、TP小于1mg/L,完全满足排放标准要求,同时能耗降低了50~60%。

当前,荷兰公司DHV(RoyalHaskoningDHV)正在以Nereda作为技术品牌,对好氧颗粒污泥技术进行商业化推广。随着该技术的日渐成熟,DHV公司已在全球拥有20多个在市政污水中应用Nereda工艺的合同,也已经在巴西获得了多个合同,其中包括在Limeira(设计规模为57024m3/d)和在里约热内卢(设计规模为86400m3/d)的两座市政污水厂。

2.1、效果及优势

好氧颗粒污泥起源于上世纪80年代,因颗粒密实、沉降性能好、抗冲击和有毒污染物强和较强的脱氮除磷能力,目前其在已有市政污水处理工艺中发挥着无可比拟的优势。在现有成功案例的污水处理厂中,市政污染物中COD、BOD和SS等去除率均高达90%以上,而TN去除率也达到了80%以上,与传统絮体活性污泥技术法相比,好氧颗粒污泥平均节约能耗30%、土地20%,其运行成本节约更是高达50%。可见,虽然现有研究对颗粒污泥的成形理论和控制参数尚未有统一的定论,但好氧颗粒污泥技术正凭借其特有的技术优势,而快速全球化推广使用。

2.2、技术难点及解决方案

2.2.1、技术难点

当前,关于好氧污泥颗粒的研究时间尚短,其成形的理论和机制仍在积极研究之中,同时由于培养周期长和控制条件相对复杂等条件,大大限制了其工程化(特别是市政工程)领域的大量应用,加之以对好氧颗粒污泥的形成过程、形成环境条件等因素缺乏实践深入的探究,故而目前关于好氧颗粒污泥的研究,大部分还处于实验室阶段,因此现有工程化领域中关于好氧颗粒污泥的实践应用报道较少。

一般认为形成和稳定好氧颗粒污泥,生物有机负荷宜为2.5~15kgCOD/m3d,此负荷量在实验室条件下可以通过人工配水(如葡萄糖基质)来实现,而对于COD负荷较低(通常为150~250mg/L)且污染物复杂(包含颗粒有机物和其它潜在有害物质)的市政污水,颗粒污泥的形成相对困难,通常需要更长时间形成颗粒污泥,且所成形的颗粒污泥粒径更小。

此外,现有活性污泥法工艺大都采用完全混合式的处理方法,不能有效形成类似SBR水体动力学以及伴随的物质和能量转变,故而不利于反应池中形成大量的好氧颗粒污泥。同时,目前传统活性污泥法处理市政污水,效果仍然较好,而且现有污水厂升级改造的需求并不强烈,因此也阻碍了好氧颗粒污泥在市政污水厂的推广使用。

延伸阅读:

如何利用好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化?

好氧颗粒污泥的培养 修复及稳定性维持

好氧颗粒污泥原理及应用

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