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中國給水排水2025年污水處理廠提標改造(污水處理提質(zhì)增效)高級研討會(第九屆)邀請函暨征稿啟事
 
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利用活性污泥水解發(fā)酵補充碳源優(yōu)化脫氮除磷 劉智曉,季民,郝赟,孟軼,G. Petersen

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核心提示:評語: 國內(nèi)污水廠進水碳源不足,導致污水處理廠生物系統(tǒng)的脫氮除磷效率低下。內(nèi)部碳源的利用,相比外加碳源能節(jié)省能源,且能減少后續(xù)污泥處理帶來的一系列問題。因此其具備更好的研究意義和實際利用價值。本文研究了活性污泥水解發(fā)酵補充污水處理廠生物處理系統(tǒng)中的碳源,對不同水解工藝類型、不同水解對象的水解提供碳源能力的潛力等進行了分析闡述。通過兩種活性污泥水解示范項目詳實闡明了活性污泥水解提供碳源對污水處理廠脫氮除磷的意義。該論文選題具備良好的理論意義和指導意義。其工作內(nèi)容具備很好的應用價值,能為污水處理廠的規(guī)劃和改
中國給水排水2025年污水處理廠提標改造(污水處理提質(zhì)增效)高級研討會(第九屆)邀請函暨征稿啟事

中國給水排水2025年污水處理廠提標改造(污水處理提質(zhì)增效)高級研討會(第九屆)邀請函暨征稿啟事
 

利用活性污泥水解發(fā)酵補充碳源優(yōu)化脫氮除磷

2014-12-11 中國給水排水

利用活性污泥水解發(fā)酵補充碳源優(yōu)化脫氮除磷

劉智曉,季民,郝赟,孟軼,G. Petersen

強化污水廠的脫氮除磷,執(zhí)行更為嚴格的排放標準,甚至在局部敏感區(qū)域采用深度脫氮除磷技術(shù),是未來我國改善水體環(huán)境的必然選擇。對于特定污水廠,制約其生物脫氮除磷效果的直接因素是進水中的有機物濃度及其可利用性,為了獲得可靠的生物脫氮效果,進水COD/TKN至少要達到7~8以上,而我國很多污水廠COD/TKN卻在3~5之間;對于EBPR,進水COD/TP40,可快速降解有機物(rbCOD)與TP比值至少要在18~20以上,或VFA/TP4~7,厭氧區(qū)揮發(fā)性脂肪酸VFA濃度至少要達到25 mg/L,才有可能獲得比較滿意的除磷效果。理論及實踐表明,只要厭氧區(qū)的VFA濃度足夠,EBPR工藝可以使出水TP達到0.1 mg/L,而我國很多污水廠實際進水VFA卻不足10 mg/L,尤其是南方城市,如果僅僅依賴進水中極為有限的VFA含量和厭氧池內(nèi)1~2 h的短時間發(fā)酵,往往無法滿足脫氮除磷對rbCODVFA的要求,因此補充rbCODVFA往往是實現(xiàn)EBPR、改善出水水質(zhì)的必然選擇。

近些年,基于初沉污泥或活性污泥的污泥水解技術(shù)逐漸成為研究熱點,與投加外部商業(yè)碳源相比,充分發(fā)掘污水廠潛在的“內(nèi)碳源”補充進水rbCOD,無疑是綠色、可持續(xù)的發(fā)展方向;钚晕勰嗨饧夹g(shù)逐步得到開發(fā)和應用,但生產(chǎn)規(guī)模的工藝案例相對較少,北歐一些國家如丹麥、瑞典近些年成功發(fā)展了側(cè)流活性污泥水解工藝,并得到成功應用,而我國在這方面的實踐相對滯后,活性污泥水解多限于實驗室研究階段,最近同濟大學進行了活性污泥在堿性條件下(pH=10)水解補充VFA強化脫氮除磷的中試研究,但國內(nèi)工程規(guī)模的污泥水解案例尚未見報道。

1 活性污泥水解工藝及潛力分析

1.1 活性污泥發(fā)酵工藝類型

目前活性污泥水解工藝已形成了不同的工藝構(gòu)型,從工藝類型上主要分為主流水解(MSH)和側(cè)流水解(SSH)兩種形式,從水解對象選擇上分為混合液水解、回流污泥水解及剩余污泥水解三種。

主流水解是指從二沉池回流到生物池的活性污泥全部經(jīng)過一個厭氧水解發(fā)酵過程,而側(cè)流水解工藝的水解池則獨立于主生物池之外,在污泥回流環(huán)節(jié)設(shè)置一個單獨的反應池,回流污泥中的一小部分進入SSH池,停留1~4 d后富含rbCOD的污泥再回流至主生物池,實現(xiàn)強化脫氮除磷的目的。SSH工藝在丹麥及瑞典得到快速發(fā)展和應用,在SSH技術(shù)基礎(chǔ)上,丹麥EnviDan公司進一步發(fā)展并提出了ARP/SSH工藝,在強化脫氮除磷的同時,還能提高進水有機負荷或水力負荷,目前丹麥、瑞典已經(jīng)有數(shù)十座ARP/SSH工藝污水廠在運行。

1.2 活性污泥水解過程及影響因素

活性污泥作為污水廠數(shù)量最為龐大的潛在碳源,評估污泥水解工藝的碳源貢獻率,對其可利用性及水解潛力分析至關(guān)重要。雖然初沉污泥水解VFA產(chǎn)率要高于活性污泥,但是對于特定的污水廠,初沉污泥數(shù)量要遠遠低于活性污泥。

結(jié)合進水中可降解COD(以bCOD表示)的生化轉(zhuǎn)化過程,估算混合液水解與活性污泥水解的VFA貢獻能力及除磷潛力分析。

在活性污泥水解過程中,進水中1 kgbCOD最終能被PAO利用并去除的磷量為0.009~0.014 kg。需要說明的是,Houweling等人給出的估算是基于BioWin活性污泥模型軟件的活性污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)Yobs=0.2 kgCOD/kgbCOD,綜合參考國內(nèi)外的文獻數(shù)據(jù),筆者認為此值偏低,建議根據(jù)工藝實際情況Yobs0.3~0.5 kgCOD/kgbCOD,依此可以根據(jù)特定污水廠的進水bCOD濃度及數(shù)量來推算活性污泥水解技術(shù)的潛在除磷量。實際上,上述估算是基于純活性生物量的水解估算,然而活性污泥除生物量本身外,還吸附了大量的污染物,這些污染物會在整個SRT內(nèi)被微生物水解、儲存和利用,因此系統(tǒng)SRT是影響污泥水解產(chǎn)率的關(guān)鍵因子。

混合液水解(UMIF)工藝比單純菌體水解過程更復雜,主要包含兩個過程:首先,要考慮進水中被活性污泥吸附的有機物將在UMIF區(qū)優(yōu)先水解,而這部分水解量貢獻率主要取決于進水中有機物實際被污泥吸附的數(shù)量,同時UMIF區(qū)厭氧污泥量占系統(tǒng)總污泥量的比例也是影響UMIF水解產(chǎn)率的關(guān)鍵因子;其次,活性污泥本身的水解過程,也就是說對于混合液水解,既包含進水bCOD的直接水解發(fā)酵,又包含后續(xù)活性污泥的水解發(fā)酵過程。經(jīng)估算,利用進水rbCOD發(fā)酵生成VFA的產(chǎn)率為0.55~0.9 kgCOD(VFA實際產(chǎn)率受發(fā)酵過程產(chǎn)氫量的影響而不同),進一步計算得出進水bCODTP的去除貢獻量為0.055~0.09 kgP/kgbCOD。由上述兩種發(fā)酵途徑可看出,直接利用進水bCOD進行混合液發(fā)酵會獲得更高的VFA產(chǎn)率,對除磷貢獻率更高。

2 污泥水解示范項目

2.1 中國馬鞍山王家山污水廠

王家山污水處理廠處理規(guī)模為6.0×104 m3/d,采用帶前置厭氧池的Orbal氧化溝工藝,出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)的一級B標準,2007年建成運行。該廠進水COD/TN值為3~5,雨季進水碳源則更低,進水中可供反硝化及釋磷的底物rbCODVFA持續(xù)性缺乏,嚴重影響反硝化菌及聚磷菌的數(shù)量及活性。實測污泥反硝化速率平均僅為0.68 mgNO-3-N/(gVSS·h),這明顯低于文獻報道DNR一般為1.2~3.0 mgNO-3-N/(gVSS·h)的數(shù)值水平;釋磷速率平均也僅為0.48 mgPO3-4-P/(gVSS·h),較低的反硝化速率及釋磷速率制約了系統(tǒng)的脫氮及除磷效果。

考慮到污水廠rbCOD嚴重不足的情況,改造方案采用了SSH技術(shù),為降低土建投資,利用原來一期三溝式氧化溝閑置池容,將其改造為SSH池,改造后的工藝流程見圖1,SSH池鳥瞰圖見圖2,改造工程于20124月完成并投入運行。

1 采用SSH技術(shù)改造的工藝流程

2 王家山污水廠SSH池鳥瞰圖

王家山污水廠改造后運行至今,出水指標尤其是營養(yǎng)鹽指標得到顯著改善,在進水COD、TN平均為155.8、36.8 mg/L且無外加碳源的情況下,出水TN<15 mg/L,TP<1 mg/L,其中TN<12 mg/L的概率為75%,TP<0.5 mg/L的概率為55%

2.2 美國Henderson NV污水廠的混合液發(fā)酵

位于美國內(nèi)華達州的Henderson NV污水廠平均處理能力為8×104 m3/d,圖3是該廠新建的一組生物池型及平面布置,處理能力為23 000 m3/d。該系列在啟動期進水中VFA<5 mg/L,無法滿足EBPR要求,因此,運行人員將厭氧區(qū)第二個分格中的攪拌器關(guān)掉,每天只進行15 min左右的短時攪拌,進行混合液在線發(fā)酵,即按照“UMIF”模式運行。調(diào)整運行模式后,AN2、AN3區(qū)域厭氧釋磷濃度顯著提高,AN3區(qū)釋磷濃度達到9~10 mg/L,比正常運行模式(AN2攪拌器開啟)的釋磷濃度高出近7 mg/L,出水TP顯著降低,說明關(guān)掉攪拌器后,進水中的有機物被回流污泥迅速吸附后在該區(qū)域“靜止沉淀發(fā)酵”過程中發(fā)生了較充分的水解發(fā)酵,進水中的bCOD轉(zhuǎn)化率高,經(jīng)后續(xù)處理最終出水TP達到0.03 mg/L,遠低于排放標準。

3 enderson NV污水廠生物池工藝布置示意

3 結(jié)語

無論是主流活性污泥混合液水解,還是側(cè)流污泥水解,都能有效補充污水廠進水rbCOD、VFA的不足,并提高脫氮除磷效率,無論是現(xiàn)有污水廠提標改造,還是新建項目,都要考慮對污水廠“內(nèi)碳源”的充分挖掘和利用,污泥水解技術(shù)可以有效降低污水廠成本并提高污水處理系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性及可靠性,活性污泥水解過程中的氮、磷釋放并不會對改善系統(tǒng)的脫氮除磷性能造成負面影響。

評語:

國內(nèi)污水廠進水碳源不足,導致污水處理廠生物系統(tǒng)的脫氮除磷效率低下。內(nèi)部碳源的利用,相比外加碳源能節(jié)省能源,且能減少后續(xù)污泥處理帶來的一系列問題。因此其具備更好的研究意義和實際利用價值。本文研究了活性污泥水解發(fā)酵補充污水處理廠生物處理系統(tǒng)中的碳源,對不同水解工藝類型、不同水解對象的水解提供碳源能力的潛力等進行了分析闡述。通過兩種活性污泥水解示范項目詳實闡明了活性污泥水解提供碳源對污水處理廠脫氮除磷的意義。該論文選題具備良好的理論意義和指導意義。其工作內(nèi)容具備很好的應用價值,能為污水處理廠的規(guī)劃和改進帶來良好的指導意義,且?guī)砗芎玫慕?jīng)濟效益。

本文榮獲《中國給水排水》2013年度“得利滿”優(yōu)秀論文一等獎

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《以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造新型排水基礎(chǔ)設(shè)施》 直播時間:2024年1月11日(星期四)15:00 2024-01-11 15:00:00 開始--劉樹模,湖南清源華建環(huán)境科技有限公司董事長,清華大學碩士研究生 WPE網(wǎng)絡(luò)報告:作者-審稿-編輯視野下的高水平論文 直播時間:2024年1月10日(星期三)19:00 2024-01-10 19:00:00 開始
核心期刊:中國給水排水》繼續(xù)入編北大《中文核心期刊要目總覽》 中國給水排水核心科技期刊 直播丨《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評定標準》宣貫會 直播時間:2023年12月27日 09:30—11:00 2023-12-27 12:00:00 開始
【直播】【第五屆水利學科發(fā)展前沿學術(shù)研討會】王浩院士:從流域視角看城市洪澇治理與海綿城市建設(shè) 先進水技術(shù)博覽(Part 13)|水回用安全保障的高效監(jiān)測技術(shù)
中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會城鎮(zhèn)水環(huán)境專業(yè)委員會2023年年會暨換屆大會 直播時間:2023年12月16日(周六)08:30—18:00 2023-12-16 08:30:00 開始 第二屆歐洲華人生態(tài)與環(huán)境青年學者論壇-水環(huán)境專題 直播時間:2023年12月9日(周六)16:00—24:00 2023-12-09 16:00:00 開始
JWPE網(wǎng)絡(luò)報告:綜述論文寫作的一點體會 直播時間:2023年11月30日(星期四)19:00 2023-11-30 19:00:00 開始 WaterInsight第9期丨強志民研究員:紫外線水消毒技術(shù) 再生水
水域生態(tài)學高端論壇(2023)熱帶亞熱帶水生態(tài)工程教育部工程研究中心技術(shù)委員會會議 直播時間:2023年11月29日(周三) 09:00—17:40 2023-11-29 09:00:00 開始 中國給水排水直播:智慧水務與科技創(chuàng)新高峰論壇 直播時間:2023年11月25日(周六) 13:30 2023-11-25 13:30:00 開始
中國水協(xié)團體標準《城鎮(zhèn)污水資源與能源回收利用技術(shù)規(guī)程》宣貫會通知 中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會 2023年11月14日9:00線上舉行直播/JWPE網(wǎng)絡(luò)報告:提高飲用水安全性:應對新的影響并識別重要的毒性因素
直播主題:“對癥下藥”解決工業(yè)園區(qū)污水處理難題   報告人:陳智  蘇伊士亞洲 技術(shù)推廣經(jīng)理 直播時間:2023年11月2日(周四)14:00—16:00 2023-11-02 14:00:00 開始 10月29日·上海|市政環(huán)境治理與水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展論壇
BEST第十五期|徐祖信 院士 :長江水環(huán)境治理關(guān)鍵      直播時間:2023年10月26日(周四)20:00—22:00 2023-10-26 20:00:00 開始 《水工藝工程雜志》系列網(wǎng)絡(luò)報告|學術(shù)論文寫作之我見 直播時間:2023年10月19日(周四)19:00 2023-10-19 19:00:00 開始
污水處理廠污泥減量技術(shù)研討會 直播時間:2023年10月20日13:30-17:30 2023-10-20 13:30:00 開始 技術(shù)沙龍 | 先進水技術(shù)博覽(Part 12) 直播時間:10月14日(周六)上午10:00-12:00 2023-10-14 10:00:00 開始
直播題目:蘇伊士污泥焚燒及零碳足跡概念污泥廠 主講人:程忠紅 蘇伊士亞洲 技術(shù)推廣經(jīng)理  內(nèi)容包括: 1.	SUEZ污泥業(yè)務產(chǎn)品介紹 2.	全球不同焚燒項目介紹 3.	上海浦東污泥焚燒項目及運營情況 中國給水排水第十四屆中國污泥千人大會參觀項目之一:上海浦東新區(qū)污水廠污泥處理處置工程
《水工藝工程雜志》系列網(wǎng)絡(luò)報告 直播時間:2023年9月26日 16:00  王曉昌  愛思唯爾期刊《水工藝工程雜志》(Journal of Water Process Engineering)共同主 中國給水排水2024年污水處理廠提標改造(污水處理提質(zhì)增效)高級研討會(第八屆)邀請函暨征稿啟事  同期召開中國給水排水2024年排水管網(wǎng)大會  (水環(huán)境綜合治理)  同期召開中國給水排水 2024年
海綿城市標準化產(chǎn)業(yè)化建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容 結(jié)合項目案例,詳細介紹海綿城市建設(shè)的目標、技術(shù)體系及標準體系,探討關(guān)鍵技術(shù)標準化產(chǎn)業(yè)化建設(shè)的路徑,提出我國海綿城市建設(shè)的發(fā)展方向。 報告題目:《城鎮(zhèn)智慧水務技術(shù)指南》   中國給水排水直播平臺: 主講人簡介:  簡德武,教授級高級工程師,現(xiàn)任中國市政工程中南設(shè)計研究總院黨委委員、副院長,總院技術(shù)委員會副主任委員、信息技術(shù)委員會副主
第一輪通知 | 國際水協(xié)第18屆可持續(xù)污泥技術(shù)與管理會議 主辦單位:國際水協(xié),中國科學院  聯(lián)合主辦單位:《中國給水排水》雜志社 等 技術(shù)沙龍 | 先進水技術(shù)博覽(Part 11) 直播時間:8月19日(周六)上午10:00-12:00 2023-08-19 10:00:00  廣東匯祥環(huán)境科技有限公司  湛蛟  技術(shù)總監(jiān)  天津萬
中國水業(yè)院士論壇-中國給水排水直播平臺(微信公眾號cnww1985):自然—社會水循環(huán)與水安全學術(shù)研討會 WaterInsight第7期丨掀浪:高鐵酸鉀氧化技術(shù)的機理新認知及應用 直播時間:2023年8月5日(周六)上午10:00-11:00 2023-08-05 10:00:00 開始
直播:“一泓清水入黃河”之山西省再生水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展專題講座 直播時間:2023年7月23日(周日 )08:00-12:00 2023-07-23 08:00:00 開始 珊氮自養(yǎng)反硝化深度脫氮技術(shù)推介會 直播時間:2023年7月21日(周五)
歐仁環(huán)境顛覆性技術(shù):污水廠擴容“加速跑”(原有設(shè)施不動,污水處理規(guī)模擴容1倍!出水水質(zhì)達地表水準IV類標準!),推動污水治理提質(zhì)增效。  誠征全國各地污水廠提標擴容工程需求方(水務集團、BOT公司、設(shè) 直播預告|JWPE網(wǎng)絡(luò)報告:自然系統(tǒng)中難降解污染物去除的物化與生化作用及水回用安全保障 中國給水排水
直播題目: 高排放標準下污水中難降解COD的去除技術(shù)     報告人:蘇伊士亞洲 技術(shù)推廣經(jīng)理 程忠紅 WaterTalk|王凱軍:未來新水務 一起向未來  For and Beyond Water 中國環(huán)境科學學會水處理與回用專業(yè)委員會以網(wǎng)絡(luò)會議形式舉辦“水與發(fā)展縱論”(WaterTalk)系列學術(shù)報
5月18日下午 14:00—16:00 直播  題目: 高密度沉淀池技術(shù)的迭代更新 主講人: 程忠紅 蘇伊士亞洲 技術(shù)推廣經(jīng)理  大綱:  高密池技術(shù)原理 不同型號高密池的差異和應用區(qū)別 高密池與其他 BEST|綠色低碳科技前沿與創(chuàng)新發(fā)展--中國工程院院士高翔教授  直播時間:2023年4月30日 14:00—16:00 2023-04-30 14:00:00 開始
日照:“碳”尋鄉(xiāng)村振興“綠色密碼”  鳳凰網(wǎng)山東    鄉(xiāng)村生態(tài)宜居,鄉(xiāng)村振興的底色才會更亮。我市堅持鄉(xiāng)村建設(shè)與后續(xù)管護并重,市、區(qū)、鎮(zhèn)聯(lián) BEST論壇講座報告第十三期(cnwww1985):全球碳預算和未來全球碳循環(huán)的不穩(wěn)定性風險 The global carbon budget and risks of futur
國際水協(xié)IWA 3月17日直播:3月17日 國際水協(xié)IWA創(chuàng)新項目獎PIA獲獎項目介紹分享會 直播時間:2023年3月17日 9:00—11:30 2023-03-17 09:00:00 開始 中國給水排水直播:云中漫步-融合大數(shù)據(jù)、人工智能及云計算的威立雅智慧水務系統(tǒng)Hubgrade 直播時間:2023年3月15日
中國給水排水直播平臺會議通知 | 2023污泥處理處置技術(shù)與應用高峰論壇(清華大學王凱軍教授團隊等) 中國污水千人大會參觀項目之一: 云南合續(xù)環(huán)境科技股份有限公司  ?谑形鞅捞端|(zhì)凈化中心
中國給水排水 Water Insight直播:劉銳平  清華大學 環(huán)境學院 教授 博士生導師—高濃度硝酸鹽廢水反硝化脫氮過程強化原理與應用 會議時間:2023.1.7(周六)10:00—11:00 智慧水務的工程全生命周期實踐分享 直播時間:2023年1月6日 15:00-16:00 對話嘉賓:竇秋萍  華霖富水利環(huán)境技術(shù)咨詢(上海)有限公司  總經(jīng)理 主持人:李德橋   歐特克軟件(中國)有限
蘇伊士 直播時間:12月30日14:00-16:00直播題目:污泥處理處置的“因地制宜和因泥制宜” 主講人:程忠紅,蘇伊士亞洲  技術(shù)推廣經(jīng)理 特邀嘉賓:劉波 中國市政工程西南設(shè)計研究總院二院總工 教 蘇伊士 直播時間:12月27日14:00-16:00;復雜原水水質(zhì)下的飲用水解決方案    陳智,蘇伊士亞洲,技術(shù)推廣經(jīng)理,畢業(yè)于香港科技大學土木與環(huán)境工程系,熟悉市政及工業(yè)的給水及污水處理,對蘇伊士
曲久輝  中國工程院院士,美國國家工程院外籍院士,發(fā)展中國家科學院院士;清華大學環(huán)境學院特聘教授、博士生導師;中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員 基于模擬仿真的污水處理廠數(shù)字化與智慧化:現(xiàn)狀與未來 直播時間:2022年12月28日(周三)9:30—12:00
2022城鎮(zhèn)溢流污染控制高峰論壇|聚焦雨季溢流污染控制的技術(shù)應用與推廣 中國給水排水 王愛杰 哈爾濱工業(yè)大學教授,國家杰青,長江學者,國家 領(lǐng)軍人才:廣州大學學術(shù)講座|低碳水質(zhì)凈化技術(shù)及實踐 直播時間:2022年12月18日 9:30
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