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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

2017-04-06 09:34来源:中国给水排水作者:刘智晓关键词:污水处理污水处理技术碳源捕获收藏点赞

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丹麦Aarhus市近些年提出了使整个城市变成碳平衡地区,目前Aarhus市已经成为世界上第一个利用从污水处理中回收的能源,实现覆盖本市大部分污水处理和自来水供给的能耗需求的城市。AarhusVand公司最近提出了“污水厂150%能量”概念,并对该市Egaa该厂进行技术改造,所采用的主要技术路线及流程见图7。


图7 丹麦Egaa WWTP迈向“正能量”污水厂提标改造技术路线

4、问题及讨论

新型A/B工艺被赋予了“捕捉榨取碳源/强化自养脱氮”新的历史使命,目前研究与开发的A段“碳源捕获”技术旨在最大程度上将污水厂进水中的有机碳源分离,本质上是通过技术手段“碳源挪移”实现COD“改向”,并避免或减少被后续生化过程矿化降解,A段强化对COD的捕获率可达进水总COD的60%~80%,因此进入B段的污水呈现高氮低碳特性,这种水质特性通过常规脱氮途径通常无法满足TN排放标准,因此各种碳源需求度较低的生化工艺或自养脱氮工艺对被开发,如短程硝化反硝化、部分亚硝化/厌氧氨氧化(PN/A)等,但是目前技术层面尚存下述问题有待研究解决:

①进一步优化A段工艺,深入研究A段高负荷活性污泥工艺条件对进水中不同性质的COD(VFAs及溶解性COD、颗粒或者悬浮态COD、胶体状COD)的捕捉特性及影响因子,以及上述不同性质的COD混合状态下在厌氧消化过程特性、甲烷化转化潜能。此外A段高负荷活性污泥形成的污泥絮体(floc)特性与厌氧消化过程具有关联性,但目前不同来源文献参数差异较大,需对上述工艺过程进行优化设计并确定合适的运行控制参数。另外,突发性进水水质冲击对HARS系统运行特性的影响会导致A段出水水质波动,进而对后续工艺的影响对此还需进一步研究;


②赋予能量回收理念的新型A/B工艺,工艺原理及参数已经完全不同于过去常规A/B法,新型B段工艺技术尚不成熟、关键技术瓶颈亟待突破。如低温低浓度条件下主流自养脱氮技术的运行稳定性、厌氧氨氧化活性及效率保持,尤其是水温(≦15℃)条件下Anammox活性及工程尺度反应器的持续运行稳定性。研究显示,当水温由30℃降低到10℃,Anammox菌活性降低10倍。我国很多地域冬季水温低于13~15℃,短期寒冷天气水温甚至低于11℃,这种水温条件下,主流反应器内Anammox菌的活性被快速抑制,工程尺度层面如何实现稳定达标,目前看技术瓶颈尚未突破。

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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