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6位顶级专家全面解析环保技术前沿!

时间:2019-01-03 15:35

来源:中国环保产业协会

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还有另外一种情况,有些地区流域真没有必要到一级A的标准。台湾不用搞脱氮除磷,台湾周边是公海,排点氮磷往海里一放,给海里增加到富营养化物质。黑龙江往往没有必要脱氮除磷。还有一些区域实际上也没有富营养化,从来没有听说特别大的河流有富营养化的问题。富营养化有几个条件,氮磷、温度、阳光、扰动,因此标准该严的严,该松的松。

下面是比较具体,第二个问题传统污水生物处理工艺和问题。从全世界来看,在两个世纪有固体沉淀,处理城市污水的悬浮物,上世纪20年代初,我记得上学到上海参加污水处理厂特别惊讶,20年代在上海建立一个活性污泥法污水处理厂。上世纪70、80年代,全世界脱氮除磷,富营养化在全世界爆发了。随着BOD、脱氮除磷,使污水处理工艺越来越复杂,带来很多技术问题,处理工程,包括机械仪表处理问题。脱氮除磷的问题纳入处理流程之外,提出了非常多的科学问题。

再看看脱氮除磷的大问题,污水除磷可以通过生物除磷和化学除磷。污水脱氮,只有生物脱氮才是最经济有效的,而且对于城市污水来讲是唯一的,不仅是经济有效而且是唯一的方法,到现在还没有听说哪个城市污水处理厂不用生物脱氮。原因是什么?混凝沉淀不能去除微滤、纳滤口径,区别不了水分子大小,只有反渗透才能区别水分子大小。反渗透处理是中水,对于城市污水处理来讲生物脱氮是唯一选择的。

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城市污水总氮代表是关键难点。

生物脱氮反两步,第一个硝化,第二个反硝化。一个电子供体,一个是电子受体,水中氨氮和有机氮从污水处理分离出来完成脱氮的问题,一个需要氧气,一个需要有机碳源,这是关键点。

生物除磷,有除磷微生物和菌,没有氧的条件下,把磷从细胞中释放出来,可以使水中磷从3每升毫克达到几十毫克,在耗氧和曝气过程中,把水中磷聚集在细胞中,摄取磷,而且是过量的,把含有磷的污泥排除污水处理系统就完成了处理,就是这样简单。

这是我们用的工艺AN/O除磷工艺,释放出磷,然后曝气、好氧,然后沉淀池,然后处理水。还有反硝化反应器缺氧然后到硝化反应器好氧,然后到沉淀池,到处理水。这个两个结合起来既除磷又脱氮,厌氧、缺氧和好氧。对小型的污水处理厂应用广泛的是序批式活性污泥法,小于5万吨的经常用这样一种工艺。

我们看到什么问题,无论对A/O都存在这样的问题。缺氧,有机物进来这个是氨氮,缺氧池没有变化,在好氧池,此消彼涨形成硝态氮,用有机物还原硝态氮。回流中的硝阶氮和出水的硝阶氮相同,因为他们都来源于这个地方,就是说出水和回流污泥和剩余污泥中硝阶氮、氨氮、总氨是一样的,这种工艺很难彻底深度的脱氮。

有一种工艺是分段进水,把A/O分成四段,假定硝化能够100%,反硝化100%充分的。如果分成四段,进入第一段原水和有机物,把回流污泥的硝态氮还原,回流污泥假设100%,回流污泥量等于进水量,把总氨去掉了,第一段产生的而第二段还原了,第三段被第四段水有机物还原掉了,前三段总氮全部被去掉,只有第四段的氨氮被氧化产生硝态氮,才能随出水流出。第四段有污泥回流比100%,第四段有一半的总氮可以去掉,这个工艺去掉1/8的总氮。但是这四段比较繁琐,我们经常用三段,这个工艺可以完成深度脱氮。三段可以去掉6/5总氮。如果进水总氮30,出水氮达到5。它还有一个优点,微生物浓度非常高,第一段回流污泥浓度被1/3的水稀释,因此污泥浓度比较高。

ICEAS工艺是我们国家用的比较多的工艺,可以说80%的ICEAS都按照这样一个工艺,下面的模式在运行。这个是搅拌。这个表示曝气,这个表示沉淀,这个表示进水,但是进贯穿始终,说明什么?说明在曝气阶段,一边曝气一边进水,我们国家脱氮的重大障碍就是缺少碳源,有机物浓度比较低,氨氮总氮比较高,反应的时候没有碳源,往往加碳源。三小时一边曝气一边进水,用珍贵能源,曝气需要能源,去除了可贵的碳源,因此既浪费了能量又把有机物去掉了。

把进水在搅拌进水中进,曝气中不进,不仅可以大量节省碳源,提高效率,而且节能降耗,有机物不需要能量去除,用反应化去除,几个工程实践都收到很好的效果。我国现在的ICEAS几乎用我说的刚才模式运行。

第三个新型生物脱氮除磷技术。有一种技术叫做短程硝化。刚才说了什么是硝化反硝化,特别城市污水中90%以氨氮形式出现的总氮,还有一部分有机氮,有机氮一曝气就转化成氨氮了,氨氮经过曝气变成硝态氮,有机碳源作用下,这时候不曝气了,变为氮气,完成脱氮的过程,氮气可以去除。短程硝化过程简捷。亚硝酸氮这个过程减少了曝气量,这个过程减少了外加碳源,减少20%氧气,减少20%二氧化碳的释放等等。它为实现厌氧提供了底物。

全世界包括中国在内,全世界污水处理厂都没有实现短程硝化,有的仅仅一部分。这是我们学校的中试基地,实现了三年短程硝化,而且规模比较大一点。

刚才我说了除磷的基本原理,厌氧、吸磷、放磷,放磷在耗氧状态下吸收磷,然后把污泥排出处理。反硝化除磷,这个过程既完成反硝化又完成了磷的吸收,一个碳源两用。我们把含有富有磷的污泥排除系统完成了污水生物处理。

在生物脱氮过程当中需要水污染被还原成氮气,除磷也是这样,反硝化和除磷过程这两个过程可以同时完成,减少能源、生物量、减少氧等等优点。

最近开发了A2O-BAF同步脱氮除磷,就是反硝化除磷。这个曝气占2/9,BAF完成硝化,意味着提供大量的硝态氮进入蓄养池,跟污泥结合在一起,不想让它反硝化除磷都很难,没有给它反应条件,没有氧给电子受体,只给硝态氮,占整个反应器的2/3,这里完成了反硝化除磷。

厌氧氨氧化脱氮技术。奥地利Broda从热力学角度,预言存在。荷兰MULDER生物流化床首次发现。第一座ANAMMOX反应器建立于荷兰鹿特丹。

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编辑:王媛媛

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