王凱軍：連續(xù)流好氧顆粒污泥技術(shù)的突破與革新之路

時間： 2022-10-10 10:06

來源：中國水網(wǎng)

作者：王凱軍

8月3日下午，在“2022（第二十屆）水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、國家環(huán)境保護技術(shù)管理與評估工程技術(shù)中心主任王凱軍，以“連續(xù)流好氧顆粒污泥技術(shù)突破——淺談華益德之大規(guī)模工程應(yīng)用”為主題，講述了華益德公司連續(xù)流好氧顆粒污泥技術(shù)在30000噸示范項目中的應(yīng)用，分享了華益德公司在連續(xù)流好氧顆粒污泥的工藝、機理以及突破。

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作為技術(shù)驅(qū)動型企業(yè)，華益德公司一直致力于連續(xù)流好氧顆粒污泥的培養(yǎng)、形成過程、顆?；绊懙难芯抗ぷ?，目前也將基于好氧顆粒污泥自主研發(fā)的（SPND）工藝應(yīng)用于市政污水處理廠提標(biāo)改造、白酒工業(yè)廢水、制藥工業(yè)廢水、醫(yī)院污水處理、村鎮(zhèn)污水處理等項目。

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王凱軍

追根溯源——好氧顆粒污泥的發(fā)展歷程和技術(shù)關(guān)鍵

王凱軍表示，污水處理顛覆性技術(shù)發(fā)明較少，目前較集中于厭氧氨氧化技術(shù)，衡量改造技術(shù)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)之一是節(jié)能和節(jié)省投資的比例問題，如果一個新技術(shù)不能節(jié)省30%，那么其就不能作為重大突破技術(shù)?；钚晕勰囝I(lǐng)域好氧顆粒污泥技術(shù)是具有重大創(chuàng)新的技術(shù)，活性污泥工藝一般較為復(fù)雜，但在好氧顆粒污泥中所有工藝單元化為一個工藝單元。如下圖所示，為荷蘭以代爾夫特為主發(fā)明的好氧顆粒污泥工藝，因為污泥濃度高、容積負(fù)荷高，顆粒污泥沉速快不用二沉池，所以節(jié)約75%占地；因沒有二沉池，所以沒有回流，節(jié)省30%能耗；因顆粒污泥結(jié)構(gòu)特點，可以實現(xiàn)碳、氮、磷一體化去除，讓出水水質(zhì)好。

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好氧顆粒污泥工藝對傳統(tǒng)活性污泥的替代

目前，全世界范圍內(nèi)累計有3000多篇相關(guān)研究。如下圖所示，紅色部分是中國學(xué)術(shù)界的相關(guān)研究，僅有的幾篇連續(xù)流好氧污泥顆粒的相關(guān)研究也是從近幾年開始逐漸豐富。中文文章檢索于CNKI，將關(guān)鍵詞設(shè)置“好氧顆粒污泥”、“連續(xù)流”；英文文章檢索于Web of Science/Scopus，關(guān)鍵詞設(shè)置為“aerobic granular sludge”、“continuous flow”，將限制范圍鎖定在Article，結(jié)果顯示只有189篇相關(guān)研究，進一步去掉綜述及不相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)果顯示只有57篇連續(xù)流好氧顆粒污泥的密切相關(guān)研究（見下綠色小圖）。

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連續(xù)流好氧顆粒污泥的學(xué)術(shù)研究概況

在研究序批好氧顆粒污泥的3000多篇文章以及幾百個研究團隊中，只有Mark的研究組取得成功，并將序批式好氧顆粒污泥推向應(yīng)用，其理論基礎(chǔ)是饑餓豐盛機理。在連續(xù)流活性污泥工藝中借助厭/缺氧、好氧手段等實現(xiàn)好氧顆粒污泥，目前相關(guān)研究主要有兩個方向：第一，以饑餓豐盛理論為主，試圖將幾個池子變成饑餓段和豐盛段；第二，借助選擇性理論，淘汰輕的絮體，其后進入加3分鐘或者5分鐘的沉淀池，通過選擇淘汰絮狀污泥。

連續(xù)流好氧顆粒污泥的相關(guān)研究和試驗之所以意義重大是因為連續(xù)流污水廠占絕大多數(shù)，連續(xù)流好氧顆粒污泥需求的污水流態(tài)和實際水廠的污水流態(tài)相匹配，更適于工程改造，更容易推廣應(yīng)用。

目前，形成好氧顆粒污泥的技術(shù)關(guān)鍵是以豐盛－饑餓方式運行，采取3-5分鐘的沉淀時間，沖洗淘汰方式，顆粒污泥碳氮磷去除微生物的競爭優(yōu)勢。除此之外，在好氧顆粒污泥培養(yǎng)中顆?；粌H僅限于產(chǎn)甲烷微生物，與甲烷菌相類似的其他緩慢生長微生物中也可發(fā)生顆?；F(xiàn)象。只要采用適合的反應(yīng)器形式并以正確方式運行，在其他生物處理工藝也能形成顆粒污泥。其中升流式污泥床(USB)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)有利于顆?；^程。

推進研究——華益德連續(xù)流好氧顆粒污泥工藝路徑

王凱軍表示，華益德連續(xù)流好氧顆粒污泥工藝路徑最早并非誕生于實驗室，先是發(fā)現(xiàn)于湖北的200噸/天生活污水處理工程中，其后又在酒廠污水處理站升級改造工程中被發(fā)現(xiàn)，酒廠污水處理站污水來源為白酒廢水，設(shè)計處理水量為100m3，設(shè)計進水COD為10000mg/L。采用“調(diào)節(jié)池+UASB+一級SPND+二級SPND+混凝沉淀”工藝。

華益德公司在項目運營中發(fā)現(xiàn)的好氧顆粒污泥如下所示，好氧顆粒污泥沉淀性能良好，顆粒形態(tài)良好。但隨之也產(chǎn)生相關(guān)問題，好氧顆粒污泥產(chǎn)生的機理和原因是什么？

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