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

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第二部分是25000m3/d到27000m3/d中試實(shí)驗(yàn)區(qū)，在原有缺氧、好氧的氧化溝中，分為一個缺氧區(qū)、一個好氧區(qū)，好氧區(qū)上部有分離器，以該種形式進(jìn)行改造。從耗時兩年取得改造成效可以從處理量、出水COD、氨氮濃度等方面來看：

從處理量和出水COD來看，旱季來水量少，平均處理量大約是2.5萬噸；雨季來水量大，處理水量接近3萬噸，雨天甚至?xí)^3萬方。出水COD方面，除去啟動時有波動外，其余均穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，2021年、2022年均穩(wěn)定在25mg/L左右。

從出水氨氮穩(wěn)定性來看，出水NH3-N實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，平均0.6 mg/L；較改造前的1.9mg/L，降低1.2mg/L；出水TN實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，平均10.3mg/L；較改造前的13.6mg/L，降低2.7mg/L，水質(zhì)提升明顯，日均出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，消除了該廠出水總氮不達(dá)標(biāo)的風(fēng)險。從統(tǒng)計學(xué)角度出發(fā)，出水氨氮值在2021年的最大值為-1.4 mg/L ；2022年的最大值為-0.83mg/L，均遠(yuǎn)低于較改造前的1.9mg/L。出水總氮值在2021年最大值為的-14.6mg/L；2022年的最大值為-13.5mg/L，均遠(yuǎn)低于改造前的13.6mg/L。

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從顆粒污泥形成、粒徑等來看，污泥顆粒化比例在20%左右。啟動后，顆?；壤推骄骄饾u升高；在11月底，由于冬季水溫降低，顆?；壤推骄降膬身椫笜?biāo)下降；從粒徑分布情況來看，粒徑<0.1μm的污泥逐漸減少，污泥粒徑逐漸增大。

探究本質(zhì)—華益德公司連續(xù)流好氧顆粒污泥機(jī)理

1.連續(xù)流好氧顆粒污泥的異?，F(xiàn)象分析

王凱軍表示華益德的研究沒有拘泥于饑餓豐盛理論中，連續(xù)流好氧顆粒污泥研究發(fā)現(xiàn)一個反?，F(xiàn)象，在缺氧區(qū)大部分氨氮和總氮得到去除，不像序批工藝總氮主要在好氧區(qū)被去除?；诜闯，F(xiàn)象對其菌群進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)顆粒污泥中存在如存在PAO、DPAO、GAO功能菌等各類反硝化細(xì)菌。

通過間歇式活性污泥法實(shí)驗(yàn)，對顆粒污泥進(jìn)行強(qiáng)曝氣處理，在曝氣過程觀察氮的變化，通過觀察可以看出：顆粒污泥較多的氨氮去除量較多。其原因是顆粒污泥結(jié)構(gòu)導(dǎo)致同步硝化反硝化現(xiàn)象發(fā)生，曝氣過程中氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，在顆粒污泥內(nèi)部發(fā)生反硝化現(xiàn)象。粒徑一定情況下，內(nèi)部缺/厭氧區(qū)隨著DO增加而減少；如果DO一定情況下，厭氧區(qū)隨粒徑減少而減少。證實(shí)粒徑>0.2mm的污泥具有同步硝化反硝化能力，小于0.2mm的污泥同樣具有同步硝化反硝化能力，因此推斷微氧池發(fā)生了同步硝化反硝化。

2. 連續(xù)流好氧顆粒污泥的饑餓-豐盛理論研究

如前所述，現(xiàn)階段多數(shù)理論以豐盛為主，豐盛條件是為有足夠的底物維持微生物生長的條件，微生物吸取揮發(fā)酸之后轉(zhuǎn)變活性胞內(nèi)聚合物，生長較為緩慢的聚磷菌可以發(fā)展，在連續(xù)的好氧污泥顆粒中豐盛條件判斷的標(biāo)準(zhǔn)是借助動力學(xué)理論衡量，過程較為復(fù)雜。華益德對反應(yīng)器第一個池子處于微氧狀態(tài)，但是又有充足的曝氣量足以將大量氨氮轉(zhuǎn)化硝酸鹽，反應(yīng)器處于好氧狀態(tài)，饑餓現(xiàn)象無法發(fā)生。

王凱軍教授根據(jù)華益德公司的實(shí)驗(yàn)結(jié)果試圖解釋這一問題，針對連續(xù)流好氧顆粒污泥過程提出剪切誘導(dǎo)的逆饑餓-豐盛顆?；纬蛇^程的假說。剪切誘導(dǎo)的逆饑餓-豐盛顆?；^程可以被分為三步：第一步顆粒污泥前體形成過程是絮狀污泥在曝氣剪切力作用下，形成顆粒污泥前體。在三千多篇相關(guān)學(xué)術(shù)研究中大部分都支持剪切力作用下形成顆粒污泥這一現(xiàn)象，在高負(fù)荷的內(nèi)置沉淀池形成選擇作用；第二步顆粒污泥生長：顆粒污泥前體反復(fù)回流進(jìn)入微氧池，在相對豐盛條件下得以迅速生長，即：顆粒污泥在好氧區(qū)回流到缺氧區(qū)后，在不斷生長中生成一定粒徑，從而導(dǎo)致微環(huán)境發(fā)生改變；第三步顆粒污泥分層成熟：一定粒徑的顆粒污泥在微氧池環(huán)境條件下，功能微生物分層生長，最終形成成熟的顆粒污泥。

最后，王凱軍表示，國際上目前對連續(xù)流好氧顆粒污泥的研究主要由兩種理論指導(dǎo)：第一是饑餓豐盛理論；第二是選擇壓理論。華益德在連續(xù)流好氧顆粒污泥的研究意義有兩點(diǎn)：第一，借助生產(chǎn)性規(guī)模3萬噸水平，初步實(shí)現(xiàn)好氧顆粒污泥；第二，在特定反應(yīng)器結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)出獨(dú)特的機(jī)制。華益德公司在連續(xù)流好氧顆粒污研究中表現(xiàn)出的機(jī)制是否具有普遍性，是下一步需要深入研究的，同樣該機(jī)制的發(fā)現(xiàn)對于連續(xù)流好氧顆粒污泥的研究也是非常重要的，未來值得在華益德公司研究基礎(chǔ)上推動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

編輯：趙凡

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