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【专家观点】污水处理碳中和运行需要污泥增量

2016-03-28 15:26来源:中国给水排水微信作者:郝晓地关键词:污水处理碳中和郝晓地收藏点赞

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日本有关部门发布“Sewerage Vision 2100”,指出到本世纪末将完全实现污水处理能源自给自足。

Sewage Sludge to Provide Electricity for Households and Hydrogen to Power Vehicles

目前,欧美国家一些污水处理厂以剩余污泥为主要能源载体,同时结合前端筛分COD(进水COD负荷高时)技术,或后端厌氧共消化(厨余垃圾、食品加工废料、粪便等)技术,以最大化“污泥增量”方式从污水或外源有机物中通过厌氧消化获取能源(CH4),并已完全或部分实现碳中和运行目标。

污泥能源转化碳中和运行潜力

欧美等国家一些实施碳中和运行目标的污水处理厂也大都以剩余污泥厌氧消化转化能源为主要手段。欧洲等国家因生活习惯、无化粪池、雨污分流、食物破碎等原因往往会形成较高进水COD浓度(600~1 000 mg/L)。一些欧美以碳中和为运行目标的污水处理实例表明,如果进水中COD£600 mg/L,采用传统处理工艺(如A2/O等脱氮除磷工艺)所产生的剩余污泥量通过厌氧消化转化能源很难完全满足(100%)碳中和运行目标,一般能达到70%碳中和运行率就已足矣。

我国污水中有机物含量较欧美等国家要低得多,因而仅靠产生的剩余污泥难以实现碳中和运行目标。图1绘出了能量平衡计算中剩余污泥(初沉+二沉)COD截留率(污泥中总COD与进水COD之比)与碳中和率的关系曲线。图1趋势表明,要想获得更大的碳中和运行率便需要有更多的污泥相对应,即,所谓的“污泥增量”概念。污泥增量从内源COD来源角度看,意味着进水中的COD除满足脱氮除磷对碳源的需求外,应避免COD无目的的直接氧化。

图1 污泥COD截留率与碳中和运行率关系

污泥增量方法与措施

A/B法A段浓缩COD

早在15年前,针对定位于能源与磷回收的可持续市政污水处理,与荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)Mark van Loosdrecht教授合作,我们便提出了如图2所示的概念工艺。为有效截留污水多余(脱氮除磷所需碳源之外)COD并厌氧消化转化为甲烷,利用早年德国A/B法中的A段用于浓缩悬浮状与溶解状COD。与二沉污泥相比,A段截留污泥可消化性较好,可产生甲烷含量较高的生物气。

图2 定位于能源与磷回收的市政污水处理概念工艺

原标题:专家观点︱污水处理碳中和运行需要污泥增量
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