焦点提醒：中持水务 陈珺 副总工 ：将来污水处置手艺的成长标的目的和特点 要害词:污水处置 污水处置手艺 生物脱氮除磷手艺

陈珺：将来污水处置手艺的成长标的目的和特点来历:给水排水作者:陈珺 要害词:污水处置污水处置手艺生物脱氮除磷手艺

• 将来污水处置工艺成长的

  特点与标的目的

  列位同业下战书好，这个标题问题看起来有点年夜，讲这个几多有些忐忑，我们大要晓得今全国午产生甚么工作，可是要说将来肯定会产生甚么，确切具有很年夜的不肯定性。所以今天讲的内容其实不是去预言将来污水处置工艺会是甚么，而是从曩昔和当前的手艺成长特点总结、归纳出将来污水处置手艺成长的年夜致特点与标的目的。

  在瞻望将来之前，起首让我们回首一下污水处置手艺的成长汗青。19世纪末期对污水的曝气促使了活性污泥法在1914年呈现，这一事务现实上成为现代污水成长的出发点；进入20世纪中后期后，污水处置的根基理论系统逐步成立，同时呈现了活性污泥法的各类变形工艺，特别是上世纪70年月呈现的生物脱氮除磷手艺（BNR）成为活性污泥工艺成长的一个主要里程碑，并在某种水平上奠基了现今污水处置手艺的首要场合排场；同时生物膜工艺取得再次成长机遇，IFAS、MBBR和BAF等工艺因为其在紧凑性方面的劣势在进级革新方面取得了必然的劣势。别的在20世纪末，一些立异性的工艺如厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥手艺逐步登上了汗青舞台。

  

  从曩昔这100年的污水处置手艺成长过程来看，污水处置手艺正朝着愈来愈“稠密化（Intensification）”的标的目的成长。稠密化这个概念现实上是一个化工行业的术语，它是强调以化工道理和反映项目和相干均衡特征为根本，经由过程采取新装备、新工艺，显著晋升反映的进程速度，使工场结构加倍紧凑，晋升能量效力，削减废料排放。Intensification这个词的中文翻译有强化的意义，但我感觉这个强化和污水处置手艺范畴常常提到的一级强化处置（CEPT）、强化生物除磷（EBPR）还不是完全一样。Intensifcation称之为稠密化可能更适合一些，它的意义是工艺的成长将会使占地面积更小、能耗更低、处置能力更强、功能更多，下面经由过程几个具体的手艺来论述稠密化的概念。

  

  

  将来的成长是成立在现有的根本上的，那末我们能够看看这个保守污水处置工艺若何走向将来。

  

  在污水处置范畴近年一个主要的动向是一级处置手艺的成长，呈现了几个新的工艺。第一个是扭转带式过滤机（RBF），占地面积很是小，只占初沉池面积的10%摆布，效力和初沉池的效力差不多，BOD去除率约20~30%、SS去除率约50~60%。

  

  

  别的一个手艺是滤布一级过滤（CMPF），滤布滤池在三级处置中已利用了良多年了，可是利用在一级处置仍是比来一两年的工作，滤布一级过滤能够实现75-85%的SS去除率、45-60%的BOD去除率，一级处置的占地面积削减75%，同时下流的生物处置能耗也获得了下降。

  

  这是加州的一个污水厂，用的是滤布一级过滤，SS去除率在80%摆布。从一级处置手艺成长的动历来看，稠密化是一个较着的特点。

  

  我们再看看二级处置，下面这个图反应的是IFAS工艺促使硝化工艺加倍稠密化的成长，上面的曲线是斟酌平安因子为2.3时的保守硝化最低泥龄曲线，下面的曲线是利用IFAS工艺以后的最低泥龄，能够看出IFAS工艺中的泥龄已远远低在硝化的最低泥龄，这现实上是一种稠密化的表示。

  

  这些年成长势头杰出的别的一种生物膜工艺是MABR。MABR是在膜丝中打入空气，生物膜附着在膜材料的概况上。DO和COD在保守生物膜工艺上是同标的目的的分散，因为传质的要求，所需的DO很高，如许不但能耗较高同时也晦气在反硝化。MABR上的生物膜与此分歧，内层的硝化菌最早接触到DO，也没有COD对DO合作，很是有益在硝化。同时外层异养菌能够起首操纵低DO情况下液相中的COD进行反硝化，对反硝化也很有益。

  

  现实上，MABR的概念早在70年月就有人提出了，颠末了30-40年的成长才呈现了一些贸易化的手艺。MABR在利用时能够置在缺氧池内，膜丝在传氧的同时附着年夜量硝化菌，显著削减占地面积。

  

  保守微孔曝气的氧转移率约3.6-4.8kgO2/h，而MABR的氧转移率大要是6~8 kgO2/h，节能40%摆布。是以，MABR工艺较保守IFAS工艺加倍稠密化。

  

  MABR此刻还处在快速成长阶段，不竭从示范性项目转向项目化范围，美国第一座MABR项目范围只要1.4万吨，OTE能够到达33%，生物膜上的硝化菌到达40%。

  

  此刻谈谈大师比力存眷多的好氧颗粒污泥手艺，现实上在活性污泥工艺成长的汗青中有人就不雅察到了颗粒污泥的现象。好比70年月的时辰James Barnard在接触不变的实验中留意到，接触区的污泥浓度只要22000mg/L，接触时候15分钟，没有底流排泥，Barnard不雅察到了较着的颗粒污泥现象，像“粗砂”一样。

  

  

  在实际中有时辰也能够看到这类现象，美国田纳西州一个处置厂，处置范围是54万吨/日，其絮体粒径约200~500um，颗粒污泥的现象很较着。中国海宁的污水厂在2010年也有报导其污泥粒径约0.5mm，SVI约48，污泥沉降机能很是好。

  

  此刻对颗粒污泥构成的机理有很是多的研究，包罗餍饫-饥饿选择、无机负荷和基质的构成、剪切力、选择性排泥等等……

  

  那末好氧颗粒污泥的手艺稠密化表现在以下几个方面，起首是占地面积比力小，能够节流占地面积75%，别的能耗能够节俭25~35%。

  

  这是荷兰北部的一座污水处置厂，颠末扩建以后原本的工艺不但占地面积年夜，并且只能处置45%的水量，而扩建选用的好氧颗粒污泥手艺能够处置55%的水量，其占地面积比本来的还要小，别的好氧颗粒污泥的出水TN能够到达7mg/L，原有工艺的出水TN只能到达12mg/L。

  

  这些年成长的别的一个热门手艺是支流短程脱氮，保守硝化反硝化是一个比力长的进程，需要耗损4.57g氧、4.77gCOD碳源，短程硝化反硝化相对稠密化一些，耗损3.42g氧、2.86gCOD碳源。到了厌氧氨氧化，能耗更低，耗损1.9g氧，不用耗COD，稠密化的水平更高。

  

  

  此刻良多年夜学、公司都在霸占这项手艺，也呈现了多种手艺门户，但今朝还没有呈现公认的严重冲破或项目性利用。但一些非凡地域的现象值得深切研究，好比新加坡樟宜再生水水厂，水温到达了快要30℃摆布，总泥龄5天，好氧泥龄2.5天，在好氧区呈现了较着的亚硝盐氮积累的现象，NOB获得较着按捺，而缺氧区的进出水的氨氮、亚硝酸氮同时较着下降，预示厌氧氨氧化现象的具有。但这个现象的进一步验证和更年夜规模的推行还需要做良多深切工作。

  

  支流工艺的稠密化还表现在仪表与节制方面，好比有的处置厂用的是DO的节制，DO节制很不变纷歧定意味着出水氨氮很不变，所以良多处置厂又插手了氨氮的仪表，把氨氮作为一个旌旗灯号。而有的处置厂为了把总氮节制在不变的程度，又加了硝酸盐氮仪表，仪表更多，节制系统也加倍复杂。

  

  上面讲的是支流工艺的稠密化，下面谈一谈侧流工艺的稠密化，磷收受接管是常见的一种侧流手艺。

  

  磷收受接管有多种手艺，能够从消化污泥中收受接管磷，也能够从消化液中收受接管磷，还能够从燃烧的灰分中收受接管磷。好比常见的Airprex磷收受接管手艺，它不但只是为了收受接管磷，还能够减缓管道梗塞，提高污泥脱水结果。像我们在平常糊口中吃的鱼罐头里面会成心插手磷酸盐，是为了连结水份，所以把磷拿出来也会提高污泥脱水的结果。另外还削减厂内回流液的磷负荷影响。所以，磷收受接管这个单位手艺将良多功能集中在一个单位，这个单位手艺加倍功能稠密化。

  

  这是此刻磷收受接管全球的项目散布，欧洲和美国是绝年夜部门的，亚洲首要集中在日本。

  

  别的一个主要的侧流手艺就是侧流脱氮，侧流脱氮的成长过程履历了生物强化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化几个阶段。生物强化是操纵污泥消化液中氨氮浓度较高的特点，经由过程生物强化，提高支流工艺的硝化机能，节俭支流工艺30%池容，可是仍然需要足够的供氧与投加化学药剂；短程硝化、反硝化能够进一步削减供氧的需求（削减25%），别的也会削减40%摆布的碳源需求。更进一步的稠密化厌氧氨氧化则会削减60%的供氧需求、无需碳源。

  

  此刻污泥处置工艺上会商比力多的是热水解手艺，热水解是污泥在高温高压前提下（150~170℃、6-9bar），履历20~30min，使污泥的性质完全改变，细胞壁破裂、EPS消融。

  

  经由过程热水解以后污泥消化的效能获得显著提高，厌氧消化的时候年夜为缩短，进入消化池的污泥浓度年夜幅度提高，消化池的池容能够减半，同时提高脱水污泥含固率，增添必然比例的沼气产量，削减污泥臭味，这项手艺将多项功能稠密化集中在一个单位上。

  

  

  从上面的一级处置、支流生物处置、侧流工艺和污泥处置工艺的成长来看，稠密化的成长趋向正由曩昔反映器削减带来能量上升，改变为反映器减小的同时能耗下降、功能加强、全寿命周期本钱更低。别的，手艺的稠密化成长老是有必然的周期，各类手艺显现在分歧的波峰波谷当中，MABR、支流短程脱氮还逗留在示范项目标阶段，好氧颗粒污泥此刻根基处在第一代，像IFAS工艺已很是成熟了。

  

  简单总结一下，将来的污水处置手艺将朝着愈来愈稠密化的标的目的成长，单个反映器的空间将愈来愈小、处置效力更高、能耗更低、实现的功能加倍多样化、工艺节制加倍精准，就像之前德律风功能很是单一，此刻手机的成长，体积越小，功能越多。

  

  原题目:给水排水 |陈珺：将来污水处置手艺的成长标的目的和特点

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