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    如何在傳統A2O工藝里種出好氧顆粒污泥?

    2022-05-09 09:06:26      點擊:

    純水設備www.learnsms.com好氧顆粒污泥自成立體分層的微生物群落,包含聚磷菌(PAOs)、氨氧化菌(AOB)、亞硝酸鹽氧化菌(NOB)、反硝化異養菌甚至還有厭氧氨氧化菌(anammox)。它的分層結構使得顆粒污泥通過底物擴散傳質作用形成好氧層、缺氧層以及厭氧層,實現COD以及氮磷的去除。好氧顆粒大大改善了污泥的沉降性能,不需要生物絮凝來進行泥水分離。

    雖然優點眾多,但由于RoyalHaskoningDHV公司(RHDHV)為該工藝技術申請了專利并取名Nereda®,因此目前該工藝的工程案例主要還是以RHDHV的工程案例為主。

    但你是否知道,除了荷蘭的Nereda®,業內也有其他可以培養好氧顆粒污泥的技術團隊,而且有著和Nereda®不一樣的賣點——他們稱在傳統的活性污泥工藝系統里就種出污泥顆粒。去年9月,來自瑞士的一個工程團隊,在他們國家的著名水業刊物《Aqua & Gas》上,分享了相關案例。在本期微信專欄,小編就做一下搬運工,看看運行數據效果如何。

    該項目位于在瑞士首都蘇黎世和列支敦士登國首都Vaduz之間的瑞士小城Bilten,污水廠的名字是Glarnerland。該污水廠建于1970年初,處理能力為70000人口當量(PE),日處理量約23000m3。純水設備

    2015年,Glarnerland污水廠面臨提標改造的挑戰,不僅處理能力要從70000 PE提升到105000 PE,而且要滿足更高出水標準(微污染物的去除)。當時的Glarnerland污水廠本身就面臨污泥沉降性能差的問題,如果選擇擴建,費用起碼要1000萬瑞士法郎(7000萬人民幣)。此時,他們發現可能有一個更便宜的選擇。

    項目亮點

    早在2006年,DEMON厭氧氨氧化工藝的發明人Bernhard Wett博士就給Glarnerland污水廠搭建了一套側流DEMON系統,處理污泥脫水后的高氨氮廢水。脫氮率超過90%。也許由于這讓人信服的數據,該廠給了Wett博士一條主流處理線(共四條平行線)進行主流厭氧氨氧化的試驗。畢竟如果這能成功,將大大降低運行成本。

    可惜的是,當時的側流DEMON富集的anammox菌不足以支撐主流的需求,但數據顯示污泥的沉降性能得到改善。為此,他們“作了點小弊”,使用了一種結構和沉降性能和anammox菌顆粒污泥相同的人工載體材料,以加快顆粒污泥的形成。他們還給這種塑料填料取名Mimics®?上У氖撬麄儧]有公開這種人造顆粒的照片,只有下邊使用前后的污泥對比圖。

    能在16年前就想到用這樣的方法培養顆粒,小編自己是很佩服的。除了Glarnerland污水廠,Wett博士的旋流分離器還在奧地利的Strass污水廠大展身手。他也為這種篩選技術取了個厲害的名字,叫inDENSE™。而實際為Glarnerland污水廠承擔項目的EssDe則給這項技術取名。

    雖然眨眼看去,S::Select®Nereda®工藝的造粒原理不同,前者使用了旋流分離器,后者則利用了SBR反應池的進水/出水-反應-靜置的循環周期特性,但實際都是利用了重力篩選出能夠“留下來”的顆粒污泥。

    在可行性得到初步驗證之后,Glarnerland污水廠請來了EawagS::Select®進行放大中試,并進一步了解Mimics®的性能。

    結果顯示,使用S::Select®的主流處理線的硝化效果更好。他們認為原因是硝化菌生長速率較慢,顆粒污泥有效延長了SRT,從而給與NOB菌更充足的時間完成硝化。

    由于項目團隊最初認為載體的使用是關鍵所在,所以Eawag也對Mimics®進行了考察。結果顯示沒有在出水樣品中檢出Mimics®,但會有部分Mimics®通過旋流分離器進入剩余污泥中(10%,這些污泥會送去焚燒)。但他們也發現,在2015年夏天啟動完成后,即使再沒有添加新的填料,污泥沉降性能依然得以保持。純水設備

    工程化

    最初使用的間歇曝氣法,通過氨氮傳感器決定曝氣開關。

    Glarnerland污水廠為四條平行處理線都分別安裝旋流分離器。

    二沉池排出的污泥通過一個泵送進旋流分離器,而且進入旋流分離器前還會先經過一個篩網,作用是防止旋流分離器的堵塞。在旋流分離器中,沉降性能好的污泥顆;亓鞯缴锓磻,輕質難沉降的污泥會在被甩出,然后收集到地下式的存儲罐中。每兩條平行線共用一個存儲罐,這些污泥會運去進行濃縮。

    五年半的運行

    這次改造歷時五年半。最初三年,項目團隊僅在其中一條線做中試,然后再加入一條。直到2019年夏天,四條線才全都配上了旋流分離器系統。

    如果你有福爾摩斯般的觀察力,可能會看出上圖在2019-2020年間的SVI有點偏高。這是為什么呢?原來,這是因為在2019年秋天,污水廠進行了化學強化預處理的調試,但這個變化卻導致了反硝化率的降低,流經旋流分離器的污泥也減少了。直到10月份該調試結束后,SVI才有所回落。而且3號反應池由于污泥量偏低,旋流分離器甚至停運一段時間。但這也導致絮狀污泥的回升。在即使后來重啟旋流分離器,也花了兩個月才重新恢復穩定。他們認為,這說明旋流分離器不可或缺,一旦停運,馬上會使輕質絮狀污泥增加。

    在去除效果方面,出水能滿足當地要求。出水氨氮<1 mg/L,亞硝態氮保持0.3mg/L的水平。但他們表示,由于化學強化預處理和協同消化兩個重大運行變化,在20199-20208月期間,污水廠的總脫氮率僅為40-50%。項目團隊認為在取消學強化預處理和厭氧消化進料穩定后,反硝化率會得到改善。但目前沒有實際數據支持這一觀點。

    至于能耗方面,已有數據并沒有體現出非常顯著的提升。因為該廠20132014年的生物處理能耗為880000kWh/年,而在四條線都裝上旋流分離器系統后,能耗仍有815000kWh/(盡管進水負荷也有小量增加)。這和Wett博士在其他污水廠進行的結果似乎是吻合,因為在其他案例中,他也沒有將能耗改善作為亮點來提及。

    微污染物處理

    純水設備除了好氧顆粒污泥的升級改造之外,Glarnerland同期還進行了另一項工作,就是測試微污染物的去除技術。因為這是瑞士對其國內100多座污水廠提出的新要求,Glarnerland污水廠也在此名單中。Eawag在生物反應池中投加了粉末活性炭,以此作為去除微污染物的手段。Eawag的化驗結果顯示,生物反應池出現粉末活性炭的積聚,這意味著旋流分離器截留了部分活性炭。這一方面說明砂濾前的活性炭數量沒有達到預計要求,需要進行適量的額外投加,但有趣的是,在配有粉末活性炭的那條處理線(1號反應池),在進行化學強化預處理期間的SVI增幅最小,這說明這些粉末可能無意間又充當了污泥顆;妮d體。

    這篇報告有兩位作者,一個來自Hunziker Betatech AG(工程公司),一位來自Glarnerland水委會。這種身份的中立性應該還是OK的。項目團隊表示,S::Select®工藝的運行難度不高,和傳統活性污泥法差不多。但有一點需要關注的,就是要對旋流分離器進行定期檢查維護,防止堵塞的出現。但在這幾年的運行中,設備供應商也對此進行了改進,開發了自動化的解決方案,不過細節沒有在這份報告中提及。

    總的來說,他們認為長期的運行經驗驗證了這種工藝技術“very interesting”。由于它大大降低了池容的要求(甚至可以去掉兩條平行處理線),而且能夠原位改造,因此特別適合用于現有污水廠的升級改造。他們認為這種工藝有能力在市場上和荷蘭的Nereda競爭了。

    這個工藝除了瑞士和奧地利,在瑞典、丹麥和美國都進行過中試了,而且在美國,也有另外的公司在推廣類似的工藝技術。除了培養出好氧顆粒污泥,還能實現生物除磷,這對于需要升級改造而投資成本預算較低的污水廠,確實是一個值得考慮的選擇。

    話說Glarnerland是一個風景優美的地方,所以污水廠除了提升技術含量之外,也在努力改善顏值,例如新建的厭氧消化池就使用了非常藝術的外觀造型,反應池頂部也裝上光伏板。希望疫情過去之后,小編能前往實地給大家一睹其風采。蘇州皙全皙全純水設備公司可根據客戶要求制作各種流量的純水設備,實驗室純水設備,GMP醫用純化水設備,半導體超純水設備。


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