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(3)氮平衡
奥地利国家标准中要求污水厂的年总氮去除率需高于80%。Strass污水厂进水总氮负荷为每人口当量(PE)每天11gN(TN浓度约为55mg/L)。下图为氮平衡图。侧流厌氧氨氧化去除约20%-25%的总氮,主流厌氧氨氧化去除约45%的氨氮,剩余20%排放(TN排放年均浓度小于5mg/L)。
能耗自给
Strass污水厂有两个2500立方米的厌氧消化罐。在热电联产(CHP)单元中采用全新发动机可以提高使用效率和电机效率,这也是是实现产能的重要因素。新机组可以达到40%的天然气-电能转化率。一系列的工艺组合大大地提高了能源自给的比例。
为了能提高生物沼气的发电量,Strass污水厂从2008年开始采取了共同消化的方式。下图为2003-2009年工厂产能和耗能的情况,里面的数据显示了产能和耗能之间的比例。当产能大于耗能时(如2005年2月,启动侧流DEMON工艺后),污水处理厂达到了能源自给自足(108%)。
▲2003-2009年的耗能与产能变化趋势
在2008年之后,通过外加有机质,工厂的能源生产量超过了消耗量,实现了额外产能。如在2014年,Strass污水厂每日沼气发电量约为14,120Kwh。目前,通过污水有机质最大化利用、厌氧氨氧化DEMON以及共消化等一系列综合技术手段,Strass污水厂已经实现了200%的能源自给率。
共消化的最优化
由于后续污泥处置费用相对较高,每吨脱水污泥(含水率30%计算)送去焚烧厂处理的费用为75-80欧元。Strass污水厂在如何最优化污泥与厨余共消化上做了很多细致的研究。一方面希望产沼气最大化,一方面希望剩余污泥最小化。
实际的运行经验表明,添加餐厨并不一定导致剩余污泥量增加。当添加餐厨的量在10%(按有机负荷计算),产沼气量提高了20%,但共消化后剩余污泥量不升反降,约为原来的92%。这点表明适当的添加厨余,可有效促进了污泥的消化。但继续添加更多的厨余后,剩余污泥量会有相应的增加。当厨余增加到1/3,沼气产率提高60%,侧流系统中总氮负荷提高25%,而剩余污泥量只增加了16%。
Strass污水厂的成功不仅仅归功于对技术的应用。在项目设立之初,相关负责人就对最终的运营有着严格和全面的规划。此外,污水厂还和当地的ARRConsult技术咨询公司,比利时因斯布鲁克大学以及美国两家水务公司DCWater和HRSD保持着紧密的合作关系。同时,处理厂拥有出色的专业工作团队,其员工不但能用自己领域的知识技能完成监督维护的工作,还活跃在社会公共领域。
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