生物膜載體系統的優化設計
來源(yuan)： 閱讀(du)：22177 更新時(shi)間(jian)：2024-10-21 09:13目前在市政污水(shui)廠除(chu)了(le)對(dui)(dui)含(han)碳有(you)機物進行削(xue)減以(yi)外也必(bi)須對(dui)(dui)含(han)氮物質(zhi)加以(yi)去除(chu)。對(dui)(dui)含(han)氮物質(zhi)的去除(chu)通(tong)常采用(yong)硝化和反硝化工(gong)藝。
進行(xing)硝(xiao)化(hua)時(shi)必(bi)須消耗大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)氧氣和能(neng)量(liang)(liang)(liang)。反(fan)硝(xiao)化(hua)則相對來說(shuo)能(neng)量(liang)(liang)(liang)消耗較少，但是(shi)需要大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)碳源(yuan)。如何(he)提供(gong)碳源(yuan)最近幾年在(zai)很多污水處理(li)廠(chang)已成(cheng)(cheng)了很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)問題。卓(zhuo)有(you)成(cheng)(cheng)效的(de)(de)(de)(de)節水措施一(yi)(yi)方(fang)面導致含氮物質尤其是(shi)氨氮的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度逐漸升高，另一(yi)(yi)方(fang)面有(you)機物的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度（以COD和BOD5表征）則有(you)下(xia)降的(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢。德國污水技(ji)(ji)術(shu)協會（ATV）要求BOD5 : N的(de)(de)(de)(de)比值不能(neng)低(di)于5反(fan)硝(xiao)化(hua)才能(neng)順利進行(xing)，但在(zai)德國很多地區(qu)已無法滿足這(zhe)一(yi)(yi)要求。如果BOD5 : N的(de)(de)(de)(de)比值低(di)于3理(li)論上反(fan)硝(xiao)化(hua)就無法進行(xing)。如何(he)對已有(you)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)進行(xing)優化(hua)解決上述的(de)(de)(de)(de)問題對科學家和工程(cheng)師是(shi)一(yi)(yi)個很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)挑戰。
幾年(nian)以前荷(he)蘭一所大(da)學研(yan)發了(le)一種新的(de)(de)工藝- Anammox工藝，該工藝能夠代替傳統的(de)(de)硝(xiao)化(hua)(hua)-反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)工藝。簡單來說Anammox工藝就(jiu)是厭(yan)氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)(hua)。使用該技(ji)術(shu)無(wu)須額外的(de)(de)碳源和氧(yang)(yang)氣氨氮(dan)就(jiu)能轉化(hua)(hua)為氮(dan)氣。在該技(ji)術(shu)中起(qi)核心作用的(de)(de)是一些特(te)殊的(de)(de)微(wei)生物菌(jun)群(qun)。目(mu)前已發現(xian)了(le)5種起(qi)作用的(de)(de)菌(jun)群(qun)，例如厭(yan)氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)(hua)布羅卡德氏菌(jun)。已被證實所有(you)發現(xian)的(de)(de)菌(jun)群(qun)的(de)(de)倍增速度較慢，約為30天。此(ci)外這些菌(jun)群(qun)大(da)多位于生物膜的(de)(de)內(nei)層(ceng)，這兩點制約了(le)近年(nian)來該技(ji)術(shu)的(de)(de)發展。
但是該(gai)技術(shu)還是取得(de)了重(zhong)大突破(po)，2006年(nian)世界上第一座(zuo)使(shi)用該(gai)工藝的污(wu)水處理廠(chang)在(zai)荷蘭鹿(lu)特(te)丹投(tou)(tou)(tou)入了運營。投(tou)(tou)(tou)入運行后不僅氨氮和(he)總氮的去除問題得(de)到(dao)(dao)徹底(di)解決(jue)，而且很大的優勢體現在(zai)運行費用的大幅降(jiang)低，光(guang)是能(neng)耗和(he)傳統工藝相比就減少了90%。因(yin)為在(zai)鹿(lu)特(te)丹該(gai)技術(shu)應(ying)用于(yu)新建的污(wu)水廠(chang)，如果(guo)該(gai)工藝能(neng)在(zai)現有污(wu)水廠(chang)的改擴(kuo)建中得(de)到(dao)(dao)應(ying)用，加(jia)上運用于(yu)新建污(wu)水廠(chang)，在(zai)德國的投(tou)(tou)(tou)資(zi)額(e)估計(ji)在(zai)20億到(dao)(dao)100億歐元之(zhi)間。
因此迫在眉睫的(de)(de)(de)任務(wu)是(shi)找到(dao)一個費用更低和啟動更快的(de)(de)(de)解決方(fang)案。該(gai)項目的(de)(de)(de)目標是(shi)研(yan)發(fa)一種能(neng)與(yu)已(yi)建設施相(xiang)耦合(he)的(de)(de)(de)技(ji)術。該(gai)技(ji)術的(de)(de)(de)核心是(shi)使(shi)(shi)用優化的(de)(de)(de)生(sheng)物膜載體系統(tong)以及研(yan)發(fa)出新的(de)(de)(de)反應(ying)器系統(tong)。該(gai)系統(tong)能(neng)與(yu)已(yi)建的(de)(de)(de)活(huo)性污泥反應(ying)池混合(he)使(shi)(shi)用。該(gai)系統(tong)也能(neng)獨立(li)處理(li)(li)部分進水(shui)，然后再導入已(yi)運(yun)行(xing)的(de)(de)(de)系統(tong)中。德國LEVAPOR生(sheng)物膜技(ji)術公(gong)司提供了LEVAPOR生(sheng)物膜載體，我們與(yu)ISTEV公(gong)司合(he)作開發(fa)了反應(ying)器部件(jian), 然后在BERGMANN公(gong)司的(de)(de)(de)污水(shui)處理(li)(li)設施中進行(xing)了測試。
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