生物膜載體系統的優化設計
來源： 閱讀：22176 更新時間：2024-10-21 09:13目前在市(shi)政污水廠除了(le)對(dui)含(han)碳有機物(wu)進(jin)行(xing)削減以外也必(bi)須對(dui)含(han)氮物(wu)質加以去(qu)除。對(dui)含(han)氮物(wu)質的去(qu)除通(tong)常采用硝化(hua)和(he)反硝化(hua)工藝。
進(jin)(jin)行(xing)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)時(shi)必須消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)氧氣和能量。反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)則(ze)相(xiang)對來說能量消(xiao)耗(hao)較少，但(dan)是(shi)需要(yao)大(da)量的(de)碳源。如(ru)何提供碳源最近(jin)幾(ji)年在(zai)很多污水(shui)處理廠已成了很大(da)的(de)問題(ti)。卓有(you)成效的(de)節水(shui)措施一(yi)方(fang)面(mian)(mian)導致含(han)氮物質尤(you)其是(shi)氨氮的(de)濃度逐(zhu)漸升(sheng)高，另一(yi)方(fang)面(mian)(mian)有(you)機物的(de)濃度（以(yi)COD和BOD5表征）則(ze)有(you)下降的(de)趨勢。德(de)國(guo)污水(shui)技術協會（ATV）要(yao)求(qiu)(qiu)BOD5 : N的(de)比值(zhi)不能低于(yu)(yu)5反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)才(cai)能順利進(jin)(jin)行(xing)，但(dan)在(zai)德(de)國(guo)很多地區已無法(fa)滿足這(zhe)一(yi)要(yao)求(qiu)(qiu)。如(ru)果BOD5 : N的(de)比值(zhi)低于(yu)(yu)3理論上反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)就無法(fa)進(jin)(jin)行(xing)。如(ru)何對已有(you)的(de)技術進(jin)(jin)行(xing)優化(hua)(hua)解決(jue)上述的(de)問題(ti)對科(ke)學家和工程師是(shi)一(yi)個很大(da)的(de)挑戰。
幾年以(yi)前(qian)荷蘭一所大學研發了一種新的(de)工(gong)藝(yi)(yi)- Anammox工(gong)藝(yi)(yi)，該(gai)工(gong)藝(yi)(yi)能夠代替傳統的(de)硝化-反硝化工(gong)藝(yi)(yi)。簡(jian)單(dan)來說Anammox工(gong)藝(yi)(yi)就是(shi)厭氧(yang)氨(an)氧(yang)化。使用(yong)該(gai)技術無(wu)須額外的(de)碳源和氧(yang)氣氨(an)氮就能轉(zhuan)化為氮氣。在該(gai)技術中起核心(xin)作用(yong)的(de)是(shi)一些特殊的(de)微生物菌群。目前(qian)已(yi)發現(xian)了5種起作用(yong)的(de)菌群，例如厭氧(yang)氨(an)氧(yang)化布羅卡德氏菌。已(yi)被證(zheng)實所有發現(xian)的(de)菌群的(de)倍增(zeng)速(su)度較慢，約(yue)為30天。此外這(zhe)些菌群大多位于生物膜的(de)內層，這(zhe)兩點(dian)制(zhi)約(yue)了近年來該(gai)技術的(de)發展(zhan)。
但是該技術還(huan)是取(qu)得了重大(da)突破(po)，2006年世界(jie)上第一座使用(yong)(yong)該工藝(yi)的(de)污水處理廠(chang)在荷蘭鹿特(te)丹(dan)投(tou)(tou)入(ru)了運(yun)營。投(tou)(tou)入(ru)運(yun)行(xing)后(hou)不(bu)僅氨氮和總氮的(de)去除問題得到徹底解決，而(er)且很大(da)的(de)優勢(shi)體現在運(yun)行(xing)費用(yong)(yong)的(de)大(da)幅(fu)降(jiang)低，光是能耗和傳統工藝(yi)相比就減(jian)少了90%。因為在鹿特(te)丹(dan)該技術應用(yong)(yong)于(yu)新建(jian)的(de)污水廠(chang)，如果該工藝(yi)能在現有污水廠(chang)的(de)改擴建(jian)中得到應用(yong)(yong)，加(jia)上運(yun)用(yong)(yong)于(yu)新建(jian)污水廠(chang)，在德(de)國的(de)投(tou)(tou)資(zi)額估計在20億到100億歐(ou)元之間(jian)。
因此迫在眉(mei)睫的(de)(de)任務是找到(dao)一(yi)個費(fei)用更(geng)低和啟動(dong)更(geng)快的(de)(de)解決方案。該(gai)項目(mu)的(de)(de)目(mu)標是研發(fa)一(yi)種能與(yu)已(yi)建(jian)設施(shi)相耦合的(de)(de)技(ji)術。該(gai)技(ji)術的(de)(de)核(he)心是使用優(you)化的(de)(de)生(sheng)物(wu)膜載體(ti)(ti)系(xi)統(tong)以及(ji)研發(fa)出新(xin)的(de)(de)反應(ying)器(qi)系(xi)統(tong)。該(gai)系(xi)統(tong)能與(yu)已(yi)建(jian)的(de)(de)活性污泥反應(ying)池混合使用。該(gai)系(xi)統(tong)也能獨立處(chu)理(li)部分進水(shui)，然后(hou)再導入已(yi)運(yun)行的(de)(de)系(xi)統(tong)中。德(de)國LEVAPOR生(sheng)物(wu)膜技(ji)術公(gong)司提供了LEVAPOR生(sheng)物(wu)膜載體(ti)(ti)，我們與(yu)ISTEV公(gong)司合作開發(fa)了反應(ying)器(qi)部件, 然后(hou)在BERGMANN公(gong)司的(de)(de)污水(shui)處(chu)理(li)設施(shi)中進行了測試。
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