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目前可持续性正在成为人们关注的一个主要问题,以更加综合和创新方式解决水问题就显得十分重要。因此,研发更加可持续性工艺至关重要。在可持续过程中追求的是回收所有有用资源,例如,化学品、营养物质、能源和水本身。在这方面,污水可以被视为资源与能源的载体。回收养分和有机(COD)能量后,出水作为副产品可以用作再生水利用;这与传统工艺完全不同,它们一般不考虑资源与能源回收,而是仅将出水作为主产品(中水)加以利用。事实上,有机能源回收可以显著减少剩余污泥产量和CO2排放量,而回收磷酸盐则可以缓解对磷矿的消耗。此外,利用或回收饮用水中残留物、收集雨水,甚至利用污水和微藻生产生物燃料都可以促进水资源利用的可持续性。
01 对EPS在EBPR过程中最大化P回收之作用新见解
将化学与生物处理方法相结合,从污水中回收磷会更为有效,因为在适当COD/P比下,化学沉淀通常具有明显的宏观去除作用,而生物吸收具有卓越的微量效应。这样,EBPR过程中厌氧上清液侧流是沉淀/回收磷酸盐的理想之处(通常会有20~60 mg P/L高磷酸盐浓度)。磷酸盐回收后,回收后的上清液可以返回到后续生物(缺氧和好氧)单元,其COD/P比则被相对增加。因此,可以很容易实施磷回收和维持低磷出水需要。换句话说,在厌氧上清液中高浓度磷酸盐是最有效的磷回收与强化生物除磷方式。
最近研究表明,PAOs表面EPS中含有相当多P积累。这意味着在EBPR过程中,EPS预去除/恢复中的作用不可忽视。Li等人综述了EPS中P积累的特点及其影响因素,重点研究了P在EPS中的转化和转化机制,并考虑了PAOs代谢和P沉淀过程。有效而可靠地识别了EBPR过程设计和管理之间的知识差距。这一综述扩展了我们对EBPR工艺的认识,并有望为开发更加有效、稳定和持续的除磷/回收工艺提供指导。
02 有机能源转换和碳捕获
污水中有机能量转化通常依赖于对过量污泥/高浓度有机废水的厌氧消化。最近采用一种新开发的技术,即,MFCs,直接从污水有机物(COD)中产电。
AnMBRs被认为是未来污水处理厂实现能源中和的一种潜在方式。由于陶瓷膜具有耐腐蚀性的特点,将陶瓷膜耦合至AnMBRs也被认为具有较大的潜力。一项研究(Yue等人)表明,孔径为80、200和 300 nm不同陶瓷膜表现出平均87%整体COD去除效率,显示CH4产率约为0.3 L/g COD。然而,产生的CH4约有2/3溶解在液相中并损失在渗透液中。为了尽量减少能量浪费,必须回收溶解性CH4。
另一项使用MFCs装置的研究(Gajda等人)不仅证明了发电潜力(309 μW),也揭示了利用回收水从环境中捕获CO2,并在阴极电极中形成腐蚀性阴极电解质的可能性。腐蚀性阴极液矿化为碳酸盐和重碳酸盐的混合物,从而证明了碳捕获机制作为MFCs性能的积极结果。碳捕获对于建立碳减排经济和环境可持续的污水处理过程十分重要。
03 雨水收集与LID应用
近年来,在一些水资源短缺的地区,以非饮用用途收集雨水已经得到了重视。然而,快速的城市化往往导致不透水地区和含有污染物地表径流增加。此外,污染物排放的最大问题之一是暴雨中的初期雨水效应(FFE)。因此,低影响开发(LID)实践已被开发为控制城市雨水径流和城市生态系统污染潜在策略。
一项研究(An等人)评估了香港屋顶花园,该花园为降温而设有雨水收集设施。在冷却效果方面,使用ENVI-met模型评估屋顶雨水收集花园实施。结果表明,由于雨水花园中的雨水层,温度下降了1.3 ℃。本研究为高度城市化城市雨水收集在可持续水资源管理实践中适用性提供了有价值的见解。
另一项研究(Baek等人)表明,测试LID特性并提出用于优化LID管理的适当指南需要大量实验和建模工作。该研究提出了一种新方法,通过在韩国商业场所进行密集雨水监测和数值建模来优化不同类型LID规模。该方法优化了LID规模,试图缓和受纳水体的FFE。6种不同LID最佳规模范围为1.2 mm至3.0 mm的径流深度,提出的新方法对建立LID策略以减轻FFE具有指导意义。
04 培养微藻、强化产氧能力
池塘展示了一种处理污水的简单方法,它有一个自然运作的藻类—细菌共生系统。由于某些微藻含有一定的油脂,所以,微藻培养受到重视。藻类生物燃料生产被认为有助于稳定大气中CO2浓度减,有助于缓解全球变暖现象。此外,藻类燃料最吸引人的特点之一就是藻类生物柴油无毒、不含硫、可生物降解性强,万一泄漏也对环境相对无害。藻类每英亩产油能力是玉米和大豆作物的30多倍。然而,由于与生产、收获和油量提取相关的高成本,藻类生物燃料生产尚未商业化。因此,该技术仍在不断发展,特别是与污水处理结合。
一项研究(Tu等人)试图利用藻类和细菌生理功能的生物协同作用,利用城市污水进行微藻培养,提出并试验了一种利用静态磁场促进藻类生长和产氧的新方法。外加磁场产氧性能通过斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)在城市污水中生长进行评估。结果表明,磁场处理既能促进藻类生长,又能促进氧气产生。在对数生长期施加1000 GS磁场0.5 hr后,在生长期6 d后,叶绿素a含量比对照组增加了11.5%。此外,磁化使产氧率比控制组提高了24.6%。
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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
随着经济和技术的发展,MBR工艺在污水处理厂的新建和提标改造中得到了一定范围的应用。传统MBR工艺常耦合活性污泥法、AO、AAO等,实际运行中存在TN、TP去除率受限的情况。根据研究,UCT工艺在实际应用中能最大程度地挖掘生物除磷的潜力,实现低磷排放[1]。同时,MBR可取代传统生物工艺中的二沉池,出水
这一周接着和大家来讨论生化池的工艺运行细节。生物除磷是污水厂经济合理的除磷方式,但是在实际运行中,污水厂更倾向于使用化学除磷的方式来组织日常的生产达标,这是因为化学除磷有着管理简单,见效快,不影响生物脱氮的长污泥龄的要求,因此在多数污水厂大量依靠化学除磷是比较多的一种方式。化学除
这一周接着和大家来讨论生化池的工艺运行细节。这周公众号将继续围绕生物除磷的厌氧区进行细节管理的讨论。作为生物除磷功能区域的生化池厌氧部分,同时还具备外回流的接纳区域,在传统的活性污泥工艺中,二沉池与生化池之间通过外回流泵将沉淀到二沉池底部的活性污泥循环进入到生化池内,形成一个活性
2016年4月,美国国家清洁水组织协会(NACWA)联合美国水环境联合会(WEF)和美国环保署(EPA)等多个组织,成立了名为“UtilityoftheFutureToday”的项目,鼓励各地水务局在水回用、水流域治理、污泥回用、能量回收以及原材料回收等方面开展相关项目。同年8月NACWA公布了该项目首批获认证的水务局名单。
强化生物除磷(EBPR)工艺被广泛应用于污水脱氮除磷,其机理和相对于化学除磷工艺的优势在此不再赘述,我们传统认知均以Accumulibacter菌(A菌)作为主要的PAOs菌,生物除磷数学模拟技术也是以A菌的代谢作为PAOs代谢进行模拟。
随着炎夏的到来,污水厂处理的水温上升,多数污水厂在夏季期间,水温能达到20℃左右,这是微生物较为适宜的一个生存温度,各类水处理微生物都处于较强的活性状态下,微生物的良好状态的作用下,污水厂的整体运行处于一个较好的运行状态中,在冬季为之发愁的污泥老化、膨胀、泡沫都缓解了很多,但是随着夏季的到来,也会出现一些特别的情况,比如近期比较容易出现的磷的上升。
上一篇探讨了基于生物池的精细化的管理对仪表的需求变化,高标准的出水水质要求带来了对生物处理过程进行控制需求,人工监测无法满足生物处理的复杂而变化的工艺过程的参数监测,在线检测的仪表被用于过程控制来提升工艺管理水平成为污水厂新的管控思路,那么如何在生物池内的设置在线监控来提升过程管控能力呢?
磷的去除有化学除磷、生物除磷两种工艺,生物除磷是一种相对经济的除磷方法,但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求,所以要达到稳定的出水标准,常需要采取化学除磷措施来满足要求。化学除磷是利用无机金属盐作为沉淀剂,与污水中的磷酸盐类物质反应形成难溶性含磷化合物与絮
这一篇将继续根据同一套图纸来讨论改良型A2O工艺的多点进水的分布意义以及运维管理中如何应用。对出水总磷总氮的在线监控的要求,使污水厂设计更注重了生物除磷脱氮的设计,在生活污水厂中,高氮磷进水难以稳定达标的主要原因是进水碳源不能满足生物除磷脱氮的需求,因此合理的、最大程度的利用进水中
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