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James Barnard博士是2007年美国Clarke水奖和2011年新加坡李光耀水奖的获得者。自从20世纪70年代就开始从事污水处理的研究,Barnard博士一直参与全球各地再生水厂的设计顾问工作,在探索BNR的道路上始终没有停止前进的步伐。其研发的营养物去除工艺在世界很多污水厂得到了应用,被誉为生物法脱氮除磷之父。
“随着人们对污水处理生化原理理解的加深,我们完全可以设计出可靠的系统实现高标准出水:通过生物脱氮使出水TN达到小于3mg/L的标准,生物除磷可以达到出水正磷酸盐小于0.1mg/L,与化学除磷结合则可以低至0.01mg/L。”--- James Barnard
尽管已经年过八旬,Barnard博士目前依然精力充沛地工作着,他的身影经常能在各大水处理国际大会上看到。2017年6月,总部位于美国丹佛的水研究基金会(Water Research Foundation)(随后在2017年10月宣布与美国水环境研究基金WERF合并)主办了一个区域研讨会,总结了污水处理生物营养物去除(BNR)领域的最新进展。整个研讨会由著名的咨询公司Black & Veatch公司全球技术实践领袖James Barnard博士主讲。本期微信我们将和大家分享Barnard博士原汁原味的报告视频。
生物脱氮除磷之父
在上世纪70年代,Barnard博士构想用天然的微生物方法实现污水的脱氮除磷,以解决当时南非和干旱的纳米比亚的水质问题,并因此开创了著名的BNR工艺技术。Barnard博士最初只是想当个结构工程师,但由于参与了约翰内斯堡附近的一个污水厂项目,这位生于南非的年轻人决定全身心地投入到污水处理事业中。
在20世纪中期BNR面世之前,污水处理厂已经能成功运用生物方法去除有机污染物、氨氮、悬浮固体和病原体。但氮磷等营养物仍然只能使用化学品去除,但这会导致富营养化等问题,对水体生态造成不利影响。在美国德州大学奥斯丁分校和田纳西州的Vanderbilt University修得环境工程和水资源的硕士和博士学位后,Barnard博士回到他的家乡南非。因为水华爆发,供水短缺和水质不佳已经是当地严重的问题。传统的化学处理方法成本高昂且产生大量仍需后续处理的污泥。作为比勒陀利亚国家水研究所的首席高级研究员,Barnard博士开始考虑如何利用微生物的生物学方法脱氮除磷。
到1972年,他已经开发出了一种四段式脱氮工艺,去除率高达92%,而且不用添加化学品。然后在接下来的短短三个月内,他又说服约翰内斯堡政府将他的新脱氮工艺应用于新建的Goudkoppies污水厂的设计中。 两年后的1974年,Barnard博士又开发了最早的强化生物除磷工艺(EBPR)。
通过不断的研究和验证,包括小规模实验和大规模的全尺寸项目,Barnard博士最终发明了能同步脱氮除磷的工艺,也就是为人所熟知的BNR工艺。 在过去的40年里,他将BNR技术不断调整改良,以适应世界各地不同的气候、环境限制和基建条件。这使得BNR工艺得到全球性推广普及,案例遍布美国、欧洲、加拿大、澳大利亚、新西兰、中国、巴西等世界各地的数千座污水处理厂。BNR被广泛认为是近代污水处理最重要的创新之一。
其实早在2006年美国国际水处理技术展览会(WEFTEC)上,Barnard博士就发表过一篇题为《Biological nutrient removal: Where we have been, where we are going ?》的综述论文。在之后的十几年里,污水处理行业取得了日新月异的发展,包括了厌氧颗粒污泥技术在全球的普及,以及包括厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥等新工艺的面世。Barnard博士这次在丹佛研讨会上的BNR综述报告也将这些“新事物”纳入在内,他的演讲不仅是一次对BNR知识精华的提炼总结,也涵盖了厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥以及新兴污染物的生物处理等新技术。
活性污泥
Barnard博士综述了活性污泥和BNR的理论基础,包括了HRT、SRT、硝化和反硝化等概念。
生物除磷
Barnard博士描述了化学除磷的缺点,继而引出生物除磷的概念,并介绍生物除磷策略的历史演变。他还提到因为Tetrasphaera属菌也摄取磷,因此在更深的厌氧条件下除磷效果可以得到强化。污水收集系统里的发酵程度各不相同,视乎具体地区的气候。许多污水处理厂已经尝试了厂内就地发酵的策略。
MBR膜生物反应器
MBR膜生物反应器在BNR领域的应用是污水处理界近些年的重要创新。MBR将膜技术整合到活性污泥工艺中,可以实现更优质的出水。
磷回收
磷是有限的资源,对其进行回收非常重要。Barnard博士举例提到了加拿大Ostara公司通过WASSTRIP以及鸟粪石沉淀技术(☜ 点击链接查看相关往期推送)等方法可以实现完整的磷回收。
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北极星水处理网获悉,太原北郊污水处理厂一期改造主体工程已于近日完工,具备通水条件,正在进行最后的道路和园林绿化等收尾工程。工程完工后,该厂的污水处理能力将提升一倍,由原先的每日4万吨提升至每日8万吨。北郊污水处理厂是华北地区第一座污水处理厂,建于1959年,服务范围包括上兰村至赵庄、滨
生物脱氮除磷(BiologicalNutrientRemoval,简称BNR)是指用生物处理法去除污水中营养物质氮和磷的工艺。经过几十年的发展,脱氮除磷工艺演变出了多种工艺和工艺变种,为我们选择污水处理技术路线,提供了很多种选项。一、A2/O工艺1、厌氧池图1为传统的A2/O工艺流程,首段为厌氧池,本池的主要作用为释
在上个月的《水星漫谈》里,小编介绍了一篇WEFTEC的杂志《WaterEnvironmentTechnology(WET)》的文章,讲的是低C/N的生物脱氮除磷案例。除了案例之外,文中的图片也吸引到小编的注意。小编发现,文中污水厂的照片来自一个PaulCockrellPhotography的工作室。在此之前,小编已经在其他地方看到过此人名字
在过去几年,美国许多小型污水处理厂都积极向生物脱氮除磷工艺升级转型。然而,新系统的出水常常不如预期,甚至不能满足NPDES(NationalPollutantDischargeEliminationSystem)的要求。原因何在?原来,进水强度不够是美国小型污水厂进行生物除磷的常见问题。那是不是意味着这些污水厂不能实现生物除磷呢
摘要:针对我国污水处理用地少、标准高、难稳定等问题,移动床生物膜工艺(MBBR)展现了节地、高效、灵活、稳定的工艺优势,获得了良好的应用效果,国内应用规模已达2500×104m3/d。MBBR工艺按微生物存在主要方式,分为泥膜复合MBBR工艺和纯膜MBBR工艺,分别隶属活性污泥法和生物膜法;同时纯膜MBBR耦合
A-A-O生物脱氮除磷的原理及过程,A-A-O脱氮除磷系统的工艺参数及控制,工艺运行异常问题的分析与排除。
下面我参照《射雕英雄传》中郭靖的武学,讲一下我认为的污水处理学习思路。
生物脱氮除磷是指用生物处理法去除污水中营养物质氮和磷的工艺。水体的富营养化问题是20世纪中期提出来的。含氮和磷的污水无限制地排放,以致受纳水体中藻类过度繁殖,水质变坏。原水受氮和磷的污染,水处理的困难加大,费用增加。一、生物脱氮除磷的发展1932年,祖师Wuhrmann提出内源呼吸反硝化脱氮理
一、生物脱氮除磷的原理污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上,利用硝化菌和反硝化菌的作用,在好氧条件下将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气,达到从废水中脱氮的目的。废水中氮的去除还包括靠微生物的同化作用将氮转化为细
小编说:以北京高碑店再生水厂污水区升级改造为例,分析大型污水处理厂升级改造方案及运行优化效果。为强化二级处理生物脱氮除磷效果,控制二沉出水TN浓度在20mg/L以下,该升级改造工程主要包括:改造部分初沉池为预缺氧池与厌氧池、增设生物池内回流设施、转换好氧池末端为消氧区、增设多点碳源投加等
一、采用生物脱氮除磷对水质要求的规定1、污水中有毒害和抑制性物质对生物脱氮除磷有较大影响,硝化菌对毒性物质比较敏感,如重金属、氰化物、三价砷、氟化物、游离氨都会对硝化产生抑制作用。反硝化菌对毒性物质的敏感性比硝化菌低,一般与好氧异养菌相同。厌氧段硝酸盐的存在明显抑制聚磷菌对磷的释
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