乐鱼,日本污水处理新概念--基于厌氧MBR与厌氧氨氧化的低碳设计 原创： IWA IWA国际水协会

焦点提醒：日本污水处置新概念--基在厌氧MBR与厌氧氨氧化的低碳设想原创： IWA IWA国际水协会

日本污水处置新概念--基在厌氧MBR与厌氧氨氧化的低碳设想原创：IWAIWA国际水协会今天

在本年5月份的IWA-LET水处置前沿手艺年夜会上，日本国立东北年夜学的李玉友传授作为“分离式污水处置”分会场的讲话佳宾之一，引见了日天职散式污水处置的成长过程，并连系其团队的研究，提出了一种能够高效收受接管能量，并且具有经济效益的新型处置工艺。本期IWA微信公家号将为大师分享这一日本污水处置的最新研究进展功效。

日本污水处置概况

为了更高效地展开糊口污水管理，日本对峙连系地域的特点进行糊口污水处置举措措施的扶植。按照对象地域的生齿密度，来扶植分歧类型的糊口污水处置举措措施。在生齿密度高的城市地域或在栖身比力稠密的农村地域，首要扶植下水道和农业村子排水举措措施如许的集中式处置举措措施，而在生齿密度低的城郊、农村、山区，则以安装以净化槽为代表的分离式处置举措措施。

净化槽（Johkasou）手艺包罗处置以家庭为单元的糊口污水的小型家用净化槽、处置楼房和黉舍、病院、超市等排放的糊口污水的年夜中型净化槽，����APP此刻利用中的净化槽绝年夜部门都是小型家用净化槽。数据显示今朝在日本净化槽的办事生齿跨越900万。日本的净化槽手艺利用规模很广，能够处置楼房室第、病院、超市等糊口污水，一般由厌氧滤池、接触曝气池和消毒池构成，并且能顺应分歧环境的出水要求。

日本首要糊口污水处置系统的概况

因而可知，分离式的污水处置理念在日本已有必然的时候，而日本对污泥处置也十分正视，厌氧发酵收受接管沼气、燃烧和堆肥都是常见的处置手段。虽然如斯，日本的水处置研究者仍然在不竭地寻觅能耗更低、本钱更实惠的处理方案。

在如许的布景下，李玉友传授提出了一种能够收受接管能源，而且具有经济效益的新型污水处置方案--基在厌氧MBR (AnMBR)和厌氧氨氧化两种新兴工艺的低碳设想。他暗示学术圈对AnMBR和Anammox两种工艺已分隔研究了很长的时候，但对其连系利用的研究却很少。

基在AnMBR和Anammox的无机废水处置新概念

厌氧膜生物反映器AnMBR

日本早在2000年就有了第一个AnMBR的项目利用，研究也从初期的产氢成长到现在处置市政污水。关在AnMBR的研究，李玉友传授团队首要存眷六个方面的内容，即HRT和温度的影响、悬浮固体和概况活性剂的降解环境、消融性微生物产品(SMP)和胞外聚合物(EPS)对膜污染的影响和中试利用。

HRT

AnMBR的出水COD能够低在40mg/L，BOD和COD的去除效力均高在90%。因为膜过滤的感化悬浮固体获得绝对的截留。跟着HRT缩短，AnMBR的沼气产量会响应增添，而沼气的甲烷含量能够不变保持在80%的程度（常温），而且其污泥产量（0.06-0.09 gMLSS/gCOD）远低在保守活性污泥的对应值（0.25-0.4 gMLSS/gCOD）。这些数据显示了AnMBR能同时实现高效厌氧消化和优良出水。

温度

当温度低在15℃的时辰，AnMBR的甲烷产量和COD去除率都遭到显著影响。温度的下降一方面致使SMP和EPS释出量的增添，致使膜污染环境恶化，一方面也增添了甲烷的消融度。

悬浮固体的降解

草纸是糊口污水的首要不溶性COD组分。可是草纸在AnMBR里能够获得完全消融，并且不会在夹杂液和滤饼层储蓄积累。生成的甲烷有26%来自草纸的降解。悬浮固体中的纤维素在HRT擅长12小时的时辰影响不显著，但在HRT降至6小时会发觉污泥里的纤维素储蓄积累现象。

概况活性剂的降解

研究团队别离拔取了聚氧乙烯醚（alcohol ethoxylates-AE）和直链烷基苯磺酸钠( Linear Alkylbenzene Sulfonates -LAS)作为代表性的非离子和离子概况活性剂进行尝试。成果显示，AE获得有用降解并转化为甲烷。并且系统完成对AE的持久自顺应后，污泥的产甲烷活性获得进一步提高。可是假如AE含量太高（F/M比>1）则可能粉碎细胞布局，下降产甲烷活性。而LAS则较着按捺了产甲烷活性，它的去除首要经由过程吸附而不是降解来进行。与产酸菌比拟，LAS在污泥中的储蓄积累对产甲烷菌发生更年夜的负面感化。

中试对照

研究团队还对AnMBR进行了中试尝试，而且与保守的活性污泥法工艺系统进行对照。成果显示，经由过程利用AnMBR，能够取得杰出出水水质，甲烷产量年夜年夜增添，污泥产量比活性污泥法少2/3。

厌氧氨氧化Anammox

研究团队在2011年最先对anammox睁开了研究。最后先研究反映器的启动和颗粒化，随后两年最先研究按捺机制和恢复方式，然后就最先了厌氧氨氧化附着膜膨胀床反映器（Anammox attached film expended bed -AAFEB），同时开辟对单阶工艺利用的人工载体和微颗粒进行优化。

团队开辟的AAFEB厌氧氨氧化工艺经由过程pH的节制和人工和天然构成的anammox颗粒高效地处置高氨氮浓度的废水。研究团队为期220多天的跟踪研究发觉，曝气率和消融氧是影响脱氮表示的要害参数，HRT能够低至2小时，出水TN值在8-18mg/L之间，去除率为74±15%。

AnMBR+Anammox

团队搭建的小范围尝试系统由一个运转体积为20L的AnMBR和一个含有悬浮载体的7L单阶厌氧氨氧化反映器构成。这个新概念系统在日本仙台的Senen污水处置厂已运转了200多天。AnMBR的HRT已成功缩短至6小时，而单阶厌氧氨氧化反映器的HRT成功缩短至2小时，载体填充率为20%，曝气率为1L/分钟。

连系AnMBR+单级anammox的反映器系统

李玉友传授暗示该研究项目从2017年最先，将进行3年，今朝仍在各类测试和数据搜集和阐发阶段，据流露他们今朝正在搭建一个范围为20m³/d处置举措措施。

对这个AAFEB工艺感爱好的读者，能够参考李传授团队颁发在Bioresource Technology第253期的一篇相干文章Stoichiometric variation and loading capacity of a high-loading anammox attached film expanded bed (AAEEB) reactor。

小结

与保守的活性污泥法比拟，AnMBR具有可处置高COD浓度废水、工序简单、甲烷收受接管率高档长处，但仍然要处理出水氨氮高的问题。李玉友传授和其研究团队由于在AnMBR和anammox两方面都有研究，是以想到了用anammox作为AnMBR后续处置工艺，经由过程利用AAFEB流化床反映器和投加人工载体的设想，实现了厌氧氨氧化支流脱氮和AnMBR的耦合。假如这个新概念能在进一步的持久尝试中获得验证，这将是污水处置手艺的又一严重冲破。

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