技术导向|未来污水处理能源自给新途径——碳源捕获及碳源改向-第3页-北极星水处理网

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正是认识到了污水中蕴藏的巨大有机化学能，在传统“预处理-活性污泥-厌氧消化”技术路线基础上，进一步提升对进水中有机碳源的网捕截获、提取效率，削减或者降低进水中有机碳源到后续活性污泥段，使COD在污水处理过程中的碳足迹由“污染物降解途径”转向到“能源化利用途径”，最大程度实现能源化的同时又使得后续生化曝气过程的能耗降至最低程度，实现了对常规污水处理中COD轨迹的转移，即“碳源改向(Carbon Redirection)”，也可称之为“碳源转移”，提取后的COD进入后续“AD-CHP”，进一步能源化，目前这种模式逐渐成为国内外专家的研究热点。基于污泥增量及碳改向的碳源提取模式工艺技术路线总体上采用“A-B”构型，A段碳源浓缩提取工艺主要有以生物絮凝为主要作用的高负荷活性污泥工艺(HRAS)、化学强化一级处理(CEPT)、厌氧生物膜反应器(AnMBR)等;由于A段将污水中绝大部分COD通过“网捕截获”转移到能源化途径，进入B段的污水呈现低碳高氮的特性，导致有机碳源严重缺乏，通过常规硝化-反硝化生物脱氮工艺已无法实现对TN的有效去除，因此B段未来的发展趋势是采用自养生物脱氮技术，如短程硝化-厌氧氨氧化技术，也就是在主流采用厌氧氨氧化技术。将采用新型“A-B”工艺，即“高效碳捕获+主流厌氧氨氧化+高效厌氧消化”的技术路线称为污水处理“碳捕获3.0版”，其工艺流程见图3。

图3 “碳捕获3.0版”技术路线(基于A/B工艺构型的碳捕获+主流自养脱氮技术路线)

2.2“碳源捕获”技术路线及性能

2.2.1 高负荷活性污泥工艺(HRAS)

实际应用中HRAS工艺可选择三种反应器形式实现碳源捕获，分别是连续流完全混合式(CSTR)、接触-稳定工艺(CS)、推流式反应器(PFR)。不同构型反应器形式对COD的捕获率取决于活性污泥对COD的网捕、絮凝、吸附及储存能力，实际上反应器形式还会影响“泥水”分离特性，并且上述因素互相影响;同时对COD不同组分的去除效率也有较大的差异。三种HRAS反应器见图4，其中CS工艺对COD的捕获效率高于其它反应器模式，泥水分离特性亦优于其它反应器，加之对COD的氧化矿化水平较低，从物料平衡角度看更能获得较高的COD捕获率。

图4 高负荷活性污泥工艺(HRAS)工艺构型及运行特性比较

原标题：未来污水处理能源自给新途径—碳源捕获及碳源改向

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