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                行業動態INDUSTRY DYNAMICS

                當前欄目: 首  頁Home > 新聞中心NEWS > 行業動態INDUSTRY DYNAMICS

                低濃度生活汙□ 水處理技術革新 中試ㄨ裝置提供研發新思路

                更新時間: 點擊:1488 所屬欄目:行業動態 Update Time: Hits:1488 Belong Column:INDUSTRY DYNAMICS
                現有研究表〇明,應用厭氧消化和脫氮工藝聯合處理高濃度汙水,具有較好的處理□ 效果。但是如何將這種●工藝應用到濃度相對較低的生活汙水處理中呢?德國埃爾朗根-紐倫堡大學流體力】學研究所搭建了一¤個中試裝置,為這種嘗試提◎供了研發新思路。
                 
                分散式汙水處理裝置是原位處理生活汙水的重要途徑之一,它既能減小長距離輸水的成本,還能降低相應的維修費用。分散型汙水處理裝置的設計理念是占地緊湊、不♀產生異味、便於使用和管理。
                 
                厭氧消化工藝是用於分散式汙水處理裝置的典型工藝卐,它具有占◥地小、低能耗、低汙泥產量、產生沼氣等特點。在不同的操作工況之下,有機物去除率可達25%——90%之間。氮是生活汙水的重要成分之█一,在厭氧消化工藝之後必須設置對應的脫氮環節以降解汙水中的氮,厭氧氨№氧化工藝(Anammox)是脫氮領域的▼新技術,在針對汙泥㊣消化液脫氮處理中已有工程應用。
                 
                現有研究表明,應用厭氧消化和脫氮工藝聯合處理高濃度汙水,具有較好的處理效果,但對於處理濃度相對較低的生活汙水,仍然是←個不小的挑戰。
                 
                為了研發對低濃度生活汙水的處理№效果,德國埃爾朗根-紐倫堡大學(Friedrich-Alexander-Universit?t Erlangen-Nürnberg)流體力學研究所搭建了一個“厭氧消化工藝+厭氧氨氧化工藝”的中試裝置╱,用於將回收的生活汙水處理後用作家庭再生水。
                 
                相比飲用水而言↓,家庭再生水沒有明確的水質要求,所以本案例中出水水質標準的設定參照德國汙水規範(AbwV 2016)和巴伐利亞洗浴用水規範(BayBadeGewV 2008),出水氨氮、總氮、磷、COD的限值分別為10、13、1、75mg/L,大腸桿菌和腸球★菌不應超過900 CFU /100ml和330 CFU/100毫升。
                 
                中試裝置搭建
                 
                中試裝置搭建於德國埃爾蘭根汙水處理廠,包括三個反應器R1、R2和R3。其中,R1和R2用於厭氧消化工藝,R3用於厭氧氨氧化工藝,總處理能力為2噸/天。R1和R3為間歇式攪拌反應器,反應器進水保持軸向流態。R2為固■定床反應器(FBR),生物載體來自德國Seekbelwerke公司的Bio-NET®塊狀填料。R1和R2的微生物接∮種自德國Obermichelsbach汙水處理廠厭氧消化池,R3的微生物接種自德國FuldaGl?serzell汙水處理廠的DEMON反應器。
                 
                在R1和R2厭氧消化反應器之前設有一個帶加熱裝置的緩沖罐,用來預熱進水,以滿足中溫厭氧消化工藝對溫度的要求。在R3反應器之後,設有兩個砂濾罐和△一個活性炭吸附罐,進一步去▂除懸浮物、有機物等,以提高最終出水水質。
                 
                當R1、R2、R3三個反應器全部運行起來之後,整個中試裝置持續運行200天。
                 
                中試裝置啟動
                 
                為使不同微生物適應反應器環境,設置三個反〒應器分別啟動,進水從合成廢水逐步替換為市政汙水。厭氧消化工藝的停留時間為24小時,COD處理效果如圖4所示。最終出水COD大約為112mg/L,COD去除率保持在62%左右,出水COD已經接近排放指標要求的75mg/L。

                圖4 厭氧消化工藝段COD處理效果(啟動過程分三步進行:1.微生物適應階段 2.R1和R2逐步調整進水階段 3.R2進水全部來自R1出◆水的全運行階段)
                 
                厭氧氨氧化工藝的停留時間為6小時,氨氮處理效果如圖5所示。第三階段至第五階段氨氮去除率的降低可能是因為水中亞硝酸鹽氮和氨氮的比例失調。最終實驗確定亞硝氮和氨氮的最佳比例為1.14。R3反應器在運行4周之後成功啟動,溫度控制在↘28——35℃,pH為7.1——8.2,氨氮去除率可達92%。

                 

                圖5 厭氧氨氧化工藝段氨氮處理效果(啟動過程分六步進行,分別對應調整進水的六個階段,詳見原文)
                 
                中試裝置運行
                 
                圖6分別反應了中試裝▲置運行200天的COD和氨氮處理工況。厭氧消化工藝的出水COD為85mg/L,厭氧氨氧化工藝的出水COD為39mg/L。結果表明,如果單獨運行厭氧消化工藝,出水COD無法達到75mg/L的排放標Ψ準,但∞加上厭氧氨氧化工藝之後,出水COD完全可以達標。
                 
                對氨氮而言,厭氧消化工藝段的出水氨氮濃度為50mg/L。氨氮濃度不降反升的原因是在厭氧消化過程中,水中蛋白質的水解導致氨氮濃度升高。經過厭氧氨氧化工藝段,出水氨氮濃度為1mg/L,完全可以達到10mg/L的排放標準◣。

                圖6 200天工況下COD、氨氮處理效果
                 
                總結
                 
                分散式汙水處理是未來汙水處理的發展趨勢之一,埃爾朗根-紐倫堡大學的研究是︽針對分散式汙水處理領域的一種全新研發思路,極好的結合了厭氧消化工藝和厭氧氨氧化工藝占地緊湊、能耗低的特點,是符合可持續發展的新型技術路線。
                 
                該研究將厭氧工藝在高濃度汙水處理中的應用∩延伸到低濃度生活汙水處理,為厭氧工藝處理生活汙水進行了成功示範。在有機物降解和脫氮作用下,出水COD和氨氮〓完全可以分別達到75mg/L和10mg/L的排放標準。
                 
                中試裝◣置的啟動是整個系統成功的關鍵,每個反應器在啟動時采用不同組分的合成廢水,再按照一定比例逐漸替換為↑市政廢水是啟◢動成功的核心。該研究對分散式汙水處理裝置ω處理低濃度生活汙水提供了全新的思路。