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美国EPA2020年9月启动部分反硝化-Anammox生产性规模项目的资助与课题研究,短程反硝化是彭永臻院士发现并提出的理论,是新的厌氧氨氧化的实现途径,目前在西安四污已经实现规模化应用!
课题题目:“当绕道成为捷径时:采用部分反硝化/厌氧氨氮作为主流脱氨和结合生物除磷的替代策略进行全面推广”,项目金额:$ 999,670;项目实施周期是2020年9月至2023年8月31号,3周年时间。
课题具体目标是通过提高厌氧氨氧化细菌(Anammox)在主流系统中的亚硝酸盐利用率,为快速去除氮过程的全面应用铺平道路。
基于部分反硝化(PDN)路线,不是通过洗出NOB(亚硝酸盐氧化细菌)的技术路径(传统短程硝化路径),而是通过PnDN过程将可能提供更可靠的亚硝酸盐来源,PnDN-Anammox技术路线可能是更有利于生产尺度上加速自养脱氮的实施和推进。
该项目的具体目标是通过增加主流系统中厌氧铵氧化细菌(厌氧氨)的亚硝酸盐利用率,为捷径氮去除工艺的全面应用铺平道路。基于部分反硝化(PdN)路线而非NOB(亚硝酸盐氧化细菌)淘汰路线开发的捷径N去除系统可能会提供更可靠的亚硝酸盐生产,并可能加速捷径N技术的全面实施。
部分反硝化/厌氧氨氧化(PdNA)技术涵盖了一系列准备水平。在该项目中将进一步探索的附加的生长抛光PdNA概念已经在中试测试和大规模处理厂中得到部分验证。HRSD大约在两年前就将其约克河处理厂的鉴定后过滤器转换为PdNA,这是主流厌氧菌氧化一定数量的进水氨的第一个真实的全面实例。基于在抛光移动床生物膜反应器(MBBR)工艺中试行PdNA的成功成果,HRSD James River工厂即将进行的全面营养升级将包括这项技术。该项目将通过设计和运行抛光PdNA工艺来解决未知的问题。
DCwater和哥伦比亚大学的实验室和中试研究已经验证了集成的PdNA应用,将厌氧氨氮纳入主要工厂的BNR工艺缺氧前或缺氧后区域,该项目已在概念上进行了验证,该项目将把这些概念迅速推广到全面应用。该项目还将评估生物P去除与PdNA快捷N去除的整合。
彭永臻院士:短程反硝化或是城市污水厌氧氨氧化的研究方向!
在“2019(第14届)水处理行业热点技术论坛”上举办了主题为“城镇污水处理行业的提质增效”和“城镇污水处理新技术发展方向”的圆桌对话环节上,中国工程院院士、城镇污水深度处理及资源化利用技术国家工程实验室主任、北京工业大学环境学科首席教授彭永臻等进行了多方面的讨论,提出了各自独到的见解。
彭永臻院士
彭永臻:首先我抛砖引玉,把近两年对城市污水处理脱氮技术的一些想法分享给大家。目前城市污水脱氮技术发展得很快,但主流厌氧氨氧化应用几乎还是零。厌氧氨氧化技术主要有3个特点:一是附着性,厌氧氨氧化技术中存在的颗粒污泥和填料使得悬浮污泥很难进行培养。二是该技术需要较高的温度,32℃最好,低温则不行。三是增殖速度非常慢。城市污水一般存在低氨氮、低温、大水量等特点,而正因为这三个理由,厌氧氨氧化技术在城市污水处理应用中受到了很大的阻碍。
但厌氧氨氧化技术也有其优势所在。目前主流城市污水脱氮技术存在一大难点,就是能耗高、消耗大。厌氧氨氧化可以把一半左右的氨氮氧化为亚硝酸根,然后在厌氧氨氧化作用下还原为氮气,这对于城市污水处理的节能是非常有利的。众所周知,新加坡的气温较高,很适用于厌氧氨氧化技术,但那里依旧有许多厌氧氨氧化技术工程被废弃,可见该技术在城市污水处理中推广难度之大。所以,将厌氧氨氧化技术彻底应用于城市污水处理之中还任重道远。
最后谈一下我们团队正在研究的短程反硝化技术,这个技术对于未来厌氧氨氧化技术的应用推广十分重要。短程反硝化是将硝酸盐还原为亚硝酸盐的过程,在污水处理中,短程反硝化过程可以缩短厌氧氨氧化反应时间,提高厌氧氨氧化的脱氮效率,同时减少有机碳源的需求。例如,A2O回流百分之百的污泥,内循环后就是百分之二百,在缺氧厌氧条件下去除1毫升的氨氮,将伴随去除1.32毫升的亚硝,亚硝把回流液中的硝酸氮还原为亚硝酸氮,这样一共就能去除近8毫升的总氮,非常可观。因此从这个意义上来说,短程反硝化有可能是今后城市污水厌氧氨氧化的研究重点。
短程反硝化+Anammox的知识点
厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, Anammox):是在厌氧(实际为缺氧)条件下,以氨为电子供体,以亚硝酸盐为电子受体,将氨氧化成氮气,这比全程硝化(氨氧化为硝酸盐)节省60%以上的供氧量。以氨为电子供体还可节省传统生物脱氮工艺中所需的碳源。
以氨为电子供体还可节省传统生物脱氮工艺中所需的碳源。同时由于厌氧氨氧化菌细胞产率远低于反硝化菌,所以,厌氧氨氧化过程的污泥产量只有传统生物脱氮工艺中污泥产量的15%左右。
短程反硝化(partial denitrification):将NO3ˉ,还原为NO2ˉ而不是直接还原为N2。
短程反硝化氨氧化这一过程的必要条件和关键步骤是其中的短程反硝化,因为如果没有 NO2ˉ产生,就不可能发生厌氧氨氧化反应(简化为NH4*+NO2ˉ→N2+2H2O),而在缺氧池中,又不存在好氧条件及其短程硝化(NH4+至NO2ˉ)来产生NO2ˉ,因此,只能以污水中的有机物作为电子供体,通过短程反硝化将回流污泥和内回流硝化液中的NO3ˉ还原为NO2ˉ,同时利用来源于污水并过量存在于厌氧和缺氧池的NH4+,形成与促进部分Anammox反应过程。
注:美国消息来自水进展公众号,翻译来自谷歌翻译,环保工程师整理
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在脱氮工艺中氨氮转化成氮气有很多的途径,也存在很多难以控制的中间过程及中间产物,恰恰是这些难控制的中间过程决定了最新的脱氮工艺的研究方向,本文将介绍一下短程硝化及短程反硝化的内容!什么是短程硝化?废水生物脱氮,一般由硝化和反硝化两个过程完成,而硝化过程分为氨氧化阶段和亚硝酸盐氧化
摘要:短程反硝化是非常有前景的硝酸盐废水前处理方法,可为厌氧氨氧化提供必需的底物(NO2--N),而不同碳源投加方式会影响短程反硝化的性能。在进水NO3--N为100mg/L、乙酸钠为碳源、碳氮比为2的条件下,探究了不同碳源投加方式(1次投加、3次投加、6次投加)对短程反硝化氮素转化特性及反应速率的影
这篇最新发表在《WaterResearch》上的论文“Quantifythecontributionofanammoxforenhancednitrogenremovalthroughmetagenomicanalysisandmassbalanceinananoxicmovingbedbiofilmreactor”基于长期调研和跟踪检测,解析了中国西北某城市污水处理厂主流污水中短程反硝化推进的部分Anammox机理、Anammox菌
北京排水集团建设的国际上第一座城市污水厌氧氨氧化项目日前通过技术成果鉴定。作为北京市重大科技项目,该项目是国际上率先建成并成功运行的一座典型的城市污水厌氧氨氧化示范工程,研究成果达到国际领先水平。据悉,该项目设计规模为7200立方米/天,自2019年投入运行后,经过3个冬季低温期考验,成功
编者按:厌氧氨氧化(ANAMMOX)因无需氧气和有机物而被冠以可持续污水处理技术,以致学界对其研究趋之若鹜并愈演愈烈。然而,20多年过去了,过热的研究与少有的工程应用形成了巨大反差,这一现象耐人寻味。因此,有必要对产生这种反差现象的原因进行理性分析,以期获得对ANAMMOX技术工程应用场景以及运
文章导读厌氧氨氧化工艺因其高效、低耗的优势,在废水生物脱氮领域具有广阔的应用前景。该工艺在实际工程应用方面已取得突破性进展,在许多含氮废水领域已成功工程化应用。前期我们介绍了厌氧氨氧化技术的发现与发展应用。本文结合厌氧氨氧化工艺的原理,对该技术在不同废水领域的研究及工程化应用情况
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厌氧氨氧化(Anammox)技术作为近年来新兴的自养脱氮工艺,具有无需外加碳源、低污泥产量、低能耗等优势。文中总结了厌氧氨氧化应用于主流污水处理工艺时面临的困难挑战,分析了厌氧氨氧化处理污水的最新研究进展,阐述了厌氧氨氧化菌(AnAOB)的截留、硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制、有机物的不利影响等问题的具体
当下,我国城市污水处理厂的主要矛盾已由有机物的去除转向氮、磷等营养物的去除。而城市污水处理厂目前普遍采用的传统生物脱氮除磷工艺因其自身的特点及城市污水特征,导致氮、磷污染物去除效率无法满足愈发严格的国家标准。针对这种问题,通过对同步硝化反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷、短程硝化反硝化
摘要:厌氧氨氧化(Anammox)作为一种新型的自养脱氮工艺,由于其不需要外加碳源、污泥产量少、运行费用低等一系列优势,被认为是一种高效、经济的污水生物脱氮工艺。而纳米材料(nanomaterials,NMs)作为21世纪最有前途的材料,其广泛应用不可避免地会使纳米颗粒释放到水体中,从而对厌氧氨氧化污水
过去十多年的研究,世界各地的科研团队都在研究主流短程脱氮工艺工程化的可能性。2020年9月1日,美国环保署EPA给美国水研究基金会(WRF)、哥伦比亚大学、华盛顿水司(DCWater)、弗吉尼亚州的HRSD卫生局(HamptonRoadsSanitationDepartment)、乔治华盛顿大学、西北大学的联合团队拨款999670美元,目标是在污水主流线中,为厌氧氨氧化菌提供更多的亚硝酸盐,为快速短程脱氮工艺的全面应用铺平道路。
厌氧氨氧化技术(anammox)是20世纪90年代由荷兰代尔夫特大学开发的一种新型自养生物脱氮工艺,与传统脱氮技术相比,自养型厌氧氨氧化工艺被认为是一种更高效、节能的废水处理方法,其在厌氧或缺氧条件下以NO2--N为电子受体,利用厌氧氨氧化细菌(anaerobicammoniaoxidationbacteria,AnAOB)将氨氮直接氧化为氮气。在节约了硝化反应曝气能源的基础上,还无需外加碳源,且由于AnAOB属自养型微生物,生长缓慢,因此,可大大减少工艺的污泥产量。
随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,国家统计局在全国统计年鉴(2020)发布报道,2019年全国垃圾无害化处理量为869875吨/日,其中卫生填埋和焚烧各占比42.2%和52.5%。垃圾焚烧发电技术由于能够快速实现垃圾减量化、资源化和无害化,已超过填埋法成为我国主要的垃圾无害化处理方式。垃圾焚烧前需堆酵5~7天,以使垃圾熟化并沥出水分,从而提高垃圾的热值和燃烧稳定性,垃圾中原有的水分、垃圾发酵产生水分及外来水分(降雨)共同形成了垃圾焚烧厂渗沥液。这种垃圾焚烧厂渗沥液是一种高氨氮高有机物废水,其水质成分复杂,含有多种有毒有害有机物和金属离子;渗沥液中
厌氧氨氧化(Anammox)工艺因无需外加有机碳源,污泥产量低,运行成本低、脱氮效率高等优点,适用于处理低碳氮比的高氨氮废水。而实际废水中含有浓度和种类不同的有机物,通常认为有机物的存在会对厌氧氨氧化菌产生负面影响。此外,厌氧氨氧化污泥颗粒化可以最大程度持留微生物量,强化功能菌的增殖,并在一定程度上缓解环境变化导致的脱氮效率下降,是解决这一问题的有效途径。然而如何通过提高厌氧氨氧化颗粒污泥自身的性能,提高厌氧氨氧化系统的抗有机物干扰能力显得尤为必要。
近年来因氨氮废水排放导致的污染问题日益严重,大量的氨氮废水直接排入水体会造成水体富营养化,破坏生态平衡,引发系列环境问题,严重危害生态安全。氨氮废水的处理一直是环保行业关注的重点,主要处理方法有氨吹脱法、反渗透法、化学沉淀法、电化学氧化法、生物法等。然而近年来氨氮废水的处理逐渐由
2020年4月11日,阳煤太原化工新材料有限公司实施的超低排放项目废液焚烧综合改造项目,加碱脱氨单元开始泵类设备的单体试车、水联运,试车情况良好。本次顺利试车为后续的填料试运行打下了良好的基础。
清潩河属淮河流域沙颍河水系,发源于河南省新郑市,流经许昌市至鄢陵县陶城闸汇入颍河,流域面积2362平方公里,占沙颍河流域面积近32%,是沙颍河最主要的污染河流之一,清潩河担负沿河区域防洪、排涝、纳污及城区景观水的重要功能。近年来,虽经不懈努力,清潩河水质得以改善,但流域天然径流匮乏、人
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