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在当前的技术阶段,N2O生产的操作在过程复杂性和稳定性方面仍然具有挑战性。城市污水和厌氧消化液产生的N2O的可回收能量与总能耗相比显得微不足道。由于N2O的溶解度高,需要对N2O进行捕集和进一步纯化,但工艺结构复杂,操作成本高。大量残留溶解性N2O的排放对温室效应产生了强烈的影响,对目前N2O生产和能源回收过程的长期环境可持续性提出了挑战。
另一方面,废水厌氧处理过程中产生的沼气可作为能源。然而,大量的CH4由于溶解在废水中不能被回收,UASB等厌氧废水处理工艺因液体上流速度低和混合不足而受到限制。AnMBR已经成功作为处理城市污水的补充设施,其COD去除率高,出水能达到大部分回用的目的。有人建议使用微藻从AnMBR废水中去除营养物。此外,在欧盟LIFE项目MEMORY(life memory.eu)的背景下,介绍了浸没式AnMBR(AD和膜技术的结合)。这种创新的试点实施为城市污水处理和资源回收提供了有前景的技术。
而在污泥资源回收方面,城市污水中含有大量纤维素(占悬浮固体总量的30%~50%),纤维素作为一种可通过筛选从废水中回收的资源具有巨大的潜力。纤维素脱水污泥的好处是:化学药剂消耗减少,曝气电耗较低,磷酸盐释放较少,污泥排放量大幅度减少,污泥处理和管理成本也随之降低。纤维素回收将为污水处理厂的下游生物工艺增加效益,并用于污水处理厂下游与PHA混合,以及最终生物复合物生产的加工。
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