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2018.05

未來304不銹鋼工業(yè)污水管道處理工藝發(fā)展的若干方向、規(guī)律及應(yīng)用

來源: m.warrenmangwines.com      瀏覽量:
  1、污水處理工藝發(fā)展的歷史回顧
 
  1.1污水處理工藝的發(fā)展
 
  1914年,英國人Ardern、Lockett發(fā)明了活性污泥工藝,這一事件成為了現(xiàn)代污水發(fā)展的起點(diǎn)和重要的標(biāo)志性事件。自那以后,活性污泥工藝成為污水處理的主流處理技術(shù),圍繞著活性污泥工藝,污水處理技術(shù)獲得了長足的發(fā)展,出現(xiàn)了百花齊放的技術(shù)格局。
 
  活性污泥工藝在經(jīng)歷了早期的專利權(quán)問題之后迎來了技術(shù)的空前繁榮,主要體現(xiàn)在基本理論的完善和各種變形工藝的出現(xiàn),尤其是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的生物脫氮除磷技術(shù)(BNR)成為活性污泥工藝發(fā)展的一個(gè)重要里程碑,并在某種程度上奠定了當(dāng)今污水處理技術(shù)的主要局面,同時(shí)生物膜工藝獲得再次發(fā)展機(jī)會,IFAS、MBBR及BAF等工藝由于其在緊湊性方面的優(yōu)勢在升級改造方面獲得了一定的優(yōu)勢。另外在20世紀(jì)末,一些創(chuàng)新性的工藝如厭氧氨氧化、好氧顆粒污泥技術(shù)逐漸登上了歷史舞臺,如圖1所示。
 
  在活性污泥工藝經(jīng)歷了100多年的發(fā)展之后,污水處理技術(shù)的大廈已經(jīng)相當(dāng)完善,目前的污水處理工藝在傳統(tǒng)水質(zhì)方面已經(jīng)不是問題,北美的研究結(jié)果表明,生物脫氮除磷工藝的極限可以達(dá)到TN<3mg/L、TP<0.1mg/L。荷蘭的研究結(jié)果也表明,在條件適應(yīng)的情況下活性污泥工藝的技術(shù)極限可以達(dá)到TN<2.2mg/L、TP<0.15mg/L。
 
304不銹鋼工業(yè)污水管道
 
  1.2污水處理理念的轉(zhuǎn)變
 
  進(jìn)入21世紀(jì)后,污水處理領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了重大的理念變革,污水已經(jīng)不再被認(rèn)為是一種廢物,而是一種可再生的資源,污水處理也正由過去的以衛(wèi)生文明與環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)向著資源回收的方向發(fā)展。這一點(diǎn)無論從荷蘭提出的NEWs理念,即未來污水處理廠將是營養(yǎng)物、能源與再生水的制造工廠,還是美國水環(huán)境聯(lián)盟正式摒棄污水處理廠之稱,轉(zhuǎn)而統(tǒng)稱為水資源廠,亦或是新加坡倡導(dǎo)的將Wastewater(污水)改稱為Usedwater(舊水),無不印證著在世界范圍內(nèi)污水作為一種可再生資源已經(jīng)深入人心。伴隨著理念的變革,污水處理工藝在技術(shù)的緊湊性、可持續(xù)性、適應(yīng)性方面朝著更加深入的方向發(fā)展。
 
  2、未來污水處理工藝發(fā)展的方向
 
  當(dāng)前城市污水處理的主流技術(shù)是生物處理技術(shù),生物處理技術(shù)如何在未來發(fā)展實(shí)際上反映了今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)的污水處理工藝發(fā)展方向。本文僅對未來20年內(nèi)的污水處理技術(shù)發(fā)展做一些分析和判斷。
 
  2.1好氧顆粒污泥技術(shù)
 
  2.1.1歷史與現(xiàn)實(shí)中的現(xiàn)象
 
  活性污泥工藝的出現(xiàn)與發(fā)展實(shí)際上是采用各種方法選擇微生物的過程。1914年,Ardern和Lockett將曝氣后沉淀下的污泥留了下來,將不易沉降的微生物“淘洗”出去,采用這種序批式的方式,他們觀察到了顆粒污泥的現(xiàn)象。
 
  1972年,JamesBarnard在接觸穩(wěn)定的試驗(yàn)裝置中也注意到了顆粒污泥的現(xiàn)象,當(dāng)時(shí)他用初沉池的出水進(jìn)入到反應(yīng)器中,接觸時(shí)間15min,排泥只從表面排泥,接觸區(qū)的污泥濃度22000mg/L,Barnard觀察到了明顯的污泥顆粒,“像粗砂一樣”,當(dāng)時(shí)的污泥負(fù)荷非常高。
 
304不銹鋼工業(yè)污水管道
 
  2.1.2好氧顆粒污泥的形成與選擇
 
  活性污泥工藝從誕生至今一直不斷經(jīng)歷著“選擇”的過程,早期的污泥回流使微生物選擇留在系統(tǒng)中,起到了最為關(guān)鍵的作用;此后,人們通過基本的長泥齡方式而使硝化菌在系統(tǒng)中選擇地存在;而生物除磷工藝的出現(xiàn),則是通過厭氧-好氧的交替環(huán)境選擇性地使聚磷菌(PAOs)在系統(tǒng)中存在,可以看出對微生物的選擇過程一直伴隨著污水處理工藝的發(fā)展,如圖2所示。當(dāng)然,在這一系列的基本選擇過程中,還有其他因素的影響,比如硝化過程中對DO的需求、生物除磷過程對VFA的需求等。
 
  好氧顆粒污泥技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展實(shí)際上仍然是對微生物選擇過程的更進(jìn)一步認(rèn)識,在這一認(rèn)識過程伴隨著對生物膜、污泥膨脹的更加深入理解。好氧顆粒污泥既可以在只去除COD的好氧環(huán)境中出現(xiàn),也可以在厭氧-好氧的交替環(huán)境中去除COD及氮、磷,在這種形式的顆粒污泥中,硝化菌及普通異養(yǎng)菌在顆粒污泥的最外層,靠近內(nèi)核部分的是反硝化菌、聚磷菌(PAOs)、聚糖菌(GAOs)。因此,好氧顆粒污泥去除營養(yǎng)物的機(jī)理實(shí)際上與活性污泥工藝相同,只不過并不是在不同的池子來實(shí)現(xiàn),而是在顆粒污泥的不同區(qū)域來實(shí)現(xiàn)。
 
  目前一般認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面對顆粒污泥的形成具有重要的影響:
 
  飽食-饑餓選擇,通常以外部基質(zhì)用于生長的階段稱為飽食期,而以內(nèi)部基質(zhì)(PHB)生長的階段稱為饑餓期。與利用乙酸或葡萄糖等易生物降解有機(jī)物相比,異養(yǎng)微生物利用PHB或糖原等慢速可生物降解物質(zhì)的生長速率較慢,利用這一現(xiàn)象可以獲得穩(wěn)定的顆粒污泥。生物除磷的厭氧-好氧過程是實(shí)現(xiàn)上述過程的良好方式,在厭氧階段PAO或GAO將乙酸轉(zhuǎn)換為PHB或糖原。因此,rbCOD有利于微生物的快速生長,進(jìn)而轉(zhuǎn)換為慢速可生物降解的胞內(nèi)物質(zhì)。這樣在生物除磷工藝中就會相對更容易形成顆粒污泥。在饑餓階段,基質(zhì)通過顆粒內(nèi)層的反硝化被降解到最低,或是在顆粒外層的好氧區(qū)域?qū)崿F(xiàn)降解。
 
  有機(jī)負(fù)荷(OLR)及基質(zhì)的組成對顆粒污泥的形成很重要,采用較高的負(fù)荷選擇可以使基質(zhì)進(jìn)入顆粒污泥的內(nèi)層,這樣就容易形成強(qiáng)健的內(nèi)核?;|(zhì)組成的影響主要是體現(xiàn)在快速可生物降解COD(rbCOD)與慢速可生物降解COD(sbCOD),在飽食期rbCOD和VFA的獲得對于胞內(nèi)存儲物質(zhì)的形成很關(guān)鍵,而sbCOD則會導(dǎo)致絲狀菌在好氧階段在競爭中獲得優(yōu)勢。
 
  人們在對生物膜的研究過程中,發(fā)現(xiàn)強(qiáng)的剪切力可以促使形成薄而密實(shí)的生物膜,同時(shí)伴隨著剪切力相關(guān)的一個(gè)重要現(xiàn)象是胞外聚合物(EPS)的產(chǎn)生,EPS在促使細(xì)胞的“凝聚”、“粘合”方面發(fā)揮重要的功能,對于維持生物膜的整體結(jié)構(gòu)方面扮演著重要的角色,在很多的研究中都可以觀察到強(qiáng)剪切力會促使生物膜分泌更多的EPS從而維持生物膜的整體結(jié)構(gòu)平衡。與生物膜類似,水力剪切力對于好氧顆粒污泥的形成也有重要的影響,強(qiáng)的剪切力會促使顆粒污泥的形成,而弱剪切力則不會形成顆粒污泥,只能形成蓬松的絮體結(jié)構(gòu)。
 
  同樣,EPS在對顆粒污泥的形成方面也扮演著類似的角色,強(qiáng)剪切力會促使顆粒污泥像生物膜那樣分泌出更多的EPS來產(chǎn)生平衡的生物結(jié)構(gòu),這也就意味著EPS對于形成穩(wěn)定的顆粒污泥非常重要。
 
304不銹鋼工業(yè)污水管道
 
  此外,通過選擇性的排泥,將不易沉淀的污泥排出系統(tǒng),沉降速度較快的顆粒留存于系統(tǒng)之內(nèi),提高顆粒污泥在其中的比例,這也是促成顆粒污泥形成的原因之一;其他形成顆粒污泥的因素還包括SRT、有機(jī)負(fù)荷、二價(jià)陽離子及三價(jià)陽離子等。
 
  2.1.3目前的應(yīng)用
 
  目前,作為好氧顆粒污泥技術(shù)的典型代表,Nereda工藝在過去10年里得到快速的發(fā)展,截至2016年全球正在設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)行的Nereda污水處理廠有32座,這些污水處理廠分布于歐洲、美洲、澳洲、非洲等地。與相同負(fù)荷的活性污泥工藝相比,Nereda好氧顆粒污泥技術(shù)可減少占地面積25%~75%,能耗降低20%~50%。
 
  從好氧顆粒污泥的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程來看,以Nereda為代表的好氧顆粒污泥技術(shù)實(shí)際上是一種利用內(nèi)在基質(zhì)選擇顆粒污泥的過程,內(nèi)在基質(zhì)選擇的一個(gè)關(guān)鍵因素是需要有足夠高的基質(zhì)濃度來形成顆粒,并促使形成較高含量的胞外聚合物(EPS)及胞內(nèi)儲存物,這種方式要求將沉淀較慢的絮體污泥排除系統(tǒng),保留下沉淀較快的顆粒污泥,為了避免出水SS較高,可能需要有一個(gè)后置的過濾系統(tǒng)。Nereda這種SBR的技術(shù)形式在很大程度上限制了對現(xiàn)有污水處理廠的改造,因?yàn)榻^大部分污水處理廠并不是SBR工藝。因此,在推流式工藝上采用外置選擇器的方式在近年來得到了快速的發(fā)展,外置選擇器可以是篩網(wǎng)或旋流器,篩網(wǎng)是利用顆粒的粒徑來截留較大的顆粒污泥,旋流器是利用顆粒污泥密度較大的特點(diǎn)而在底流中獲得較高比例的顆粒污泥,如圖3所示。
 
  2.1.4未來的發(fā)展
 
  好氧顆粒污泥技術(shù)在未來可能會有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢。第一,提高工藝應(yīng)用的穩(wěn)定性,好氧顆粒污泥技術(shù)在長期運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性在某種程度上是制約這一技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)瓶頸,穩(wěn)定性涉及到兩個(gè)方面,一個(gè)是顆粒污泥的解體,一個(gè)是絲狀菌的過度增殖,前者會導(dǎo)致顆粒污泥破碎為細(xì)小顆粒,后者會導(dǎo)致顆粒污泥蓬松,容易流失。
 
  第二,就如同活性污泥工藝從早期的SBR向連續(xù)流工藝發(fā)展一樣,當(dāng)前及今后一段時(shí)間內(nèi)好氧顆粒污泥的研發(fā)及應(yīng)用趨勢正朝著連續(xù)流工藝的方向發(fā)展,因?yàn)楝F(xiàn)在的絕大部分污水處理廠是連續(xù)流工藝,將其轉(zhuǎn)為SBR的形式所需的投資費(fèi)用很高,如何能夠在這些連續(xù)流的污水處理廠中應(yīng)用好氧顆粒污泥技術(shù)成為這一領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn)。
 
  第三,好氧顆粒污泥技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展過程中,在機(jī)理與技術(shù)應(yīng)用方面仍然有多個(gè)方面需要深入研究,這些方面主要包括理解促成顆粒污泥形成的內(nèi)部基質(zhì)特性、如何確保外置選擇器能夠?qū)崿F(xiàn)良好的污泥沉降性能和生物除磷功能,以及如何將內(nèi)在基質(zhì)選擇和外部選擇的措施應(yīng)用于工程化規(guī)模的污水處理廠。
 
  2.2碳轉(zhuǎn)向
 
  在傳統(tǒng)污水處理工藝中,COD的主要流向是被好氧分解,除此之外還用于脫氮除磷、厭氧消化及污泥處置。目前,污水中的碳已被廣泛認(rèn)為是可貴的資源,可以被用于產(chǎn)生能量(厭氧消化)、開發(fā)出以碳為基礎(chǔ)的商品。因此,污水中的可生物降解有機(jī)物從二級處理轉(zhuǎn)向能量回收的這一轉(zhuǎn)變被稱之為碳轉(zhuǎn)向,碳轉(zhuǎn)向是污水處理實(shí)現(xiàn)能量自給的必由之路,已經(jīng)成為當(dāng)前及今后一段時(shí)間內(nèi)污水處理技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。圖4反映的是COD在新舊理念下的流向。
 
  目前,碳轉(zhuǎn)向的技術(shù)主要有化學(xué)強(qiáng)化一級處理(CEPT)、高負(fù)荷活性污泥工藝、厭氧處理等。CEPT對顆粒性及膠體性COD可獲得40%~80%的去除率,但對溶解性COD無法去除。雖然污水的厭氧處理在熱帶地區(qū)有所應(yīng)用,但在溫帶地區(qū)的主流工藝中由于其速率較低,同時(shí)產(chǎn)生的甲烷會有相當(dāng)一部分溶解在出水中,因此尚難以得到廣泛的應(yīng)用。
 
  2.2.1高負(fù)荷活性污泥工藝
 
  高負(fù)荷活性污泥工藝(HRAS)最早由Buswell和Long在1923年開創(chuàng)。HRAS可以設(shè)計(jì)成滿足二級處理(BOD5<30mg/L、SS<30mg/L)的目的,也可以設(shè)計(jì)AB工藝的A段用于碳吸附的目的。當(dāng)用于二級處理時(shí),HRAS的SRT一般1~4d(與溫度有關(guān)),HRT一般2~4h;當(dāng)用于碳吸附時(shí)工藝參數(shù)有顯著的不同,通常SRT<1d、HRT<30min。HRAS工藝能夠用較低的能耗和占地面積將進(jìn)水中的顆粒性、膠體性、溶解性物質(zhì)富集濃縮于剩余污泥中,通過厭氧消化或焚燒由此實(shí)現(xiàn)污水處理的碳轉(zhuǎn)向。HRAS工藝實(shí)現(xiàn)碳轉(zhuǎn)向的關(guān)鍵所在是顆粒性COD與膠體性COD的最大化去除,同時(shí)又要最低程度的礦化和慢速可生物降解COD(sCOD)的水解。在HRAS工藝中,顆粒性COD與膠體性COD是通過生物絮凝吸附于絮體之上并通過后續(xù)的固液分離得到去除,顆粒性COD與膠體性COD的吸附與胞外聚合物(EPS)的產(chǎn)生有密切關(guān)系,而溶解性COD的去除是胞內(nèi)物質(zhì)貯存的結(jié)果。
 
  雖然ASM模型的歷史已有30年之久,但主要是用于SRT>3d的活性污泥工藝,對于HRAS工藝ASM模型難以得到理想的結(jié)果。由此,近年來有關(guān)HRAS工藝的模型得到了發(fā)展,其中之一便是雙基質(zhì)模型用于解釋HRAS工藝的特性,雙基質(zhì)模型的核心之處是將溶解性可生物降解有機(jī)物(SB)進(jìn)一步分為快速溶解性可生物降解有機(jī)物(SBf)和慢速溶解性可生物降解有機(jī)物(SBS),雙基質(zhì)模型認(rèn)為SBf與SBS同時(shí)被生物降解,微生物利用SBf的最大比生長速率較SBS的要高,進(jìn)一步的試驗(yàn)也驗(yàn)證雙基質(zhì)模型較雙階段模型更為準(zhǔn)確,雙階段模型認(rèn)為微生物首先利用SBf,之后再利用SBS。
 
  2.2.2HiCS工藝
 
  在對HRAS工藝機(jī)理認(rèn)識不斷深入的同時(shí),一些衍生工藝也得到了發(fā)展,并展現(xiàn)出更好的發(fā)展勢頭,其中之一便是高負(fù)荷接觸穩(wěn)定工藝(見圖5)。傳統(tǒng)接觸穩(wěn)定工藝是1922年Coombs在英國開創(chuàng),一般SRT>3d,通常目的是為了減少反應(yīng)池的池容。HiCS工藝的SRT一般為0.2~3d,是HRAS和接觸穩(wěn)定工藝的相互結(jié)合,生物吸附能力更強(qiáng),所需的池容更小,污水的碳轉(zhuǎn)向效率更高。
 
  HiCS工藝包括穩(wěn)定池和接觸池,進(jìn)水直接進(jìn)入接觸池,保持在厭氧或較低的DO環(huán)境,回流污泥進(jìn)入穩(wěn)定池進(jìn)行曝氣。接觸池去除進(jìn)水有機(jī)物的主要機(jī)理是微生物在飽食狀態(tài)下的吸附與胞內(nèi)貯存,而在穩(wěn)定池中微生物處于饑餓階段,大量吸附回流污泥中的顆粒態(tài)、膠體態(tài)物質(zhì)。在HiCS工藝中,接觸池與穩(wěn)定池之間會形成一定的基質(zhì)梯度,迫使微生物經(jīng)歷“飽食-饑餓”的環(huán)境,產(chǎn)生一種令微生物傾向于吸附與貯存基質(zhì)的選擇壓,起到類似活性污泥工藝中選擇器的作用。
 
  在HiCS工藝中,當(dāng)接觸池的泥齡為0.3d,好氧的條件下會產(chǎn)生較為明顯的EPS,EPS的產(chǎn)生會提高生物絮凝性能,這對于實(shí)現(xiàn)能量的最大化回收以及保持良好的污泥沉降性能非常關(guān)鍵。在某種程度上這與好氧顆粒污泥形成的條件之一“飽食-饑餓”有著類似之處。
 
  HiCS工藝的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)污水處理的能量自給開辟了一條值得借鑒的方法,污水中蘊(yùn)含著客觀的能量,有的研究結(jié)果顯示污水中所蘊(yùn)含的化學(xué)能是處理所需能耗的1.2~6倍,但目前絕大多數(shù)處理工藝是分解COD,而非回收COD。研究結(jié)果顯示,HiCS工藝較傳統(tǒng)活性污泥工藝能量回收高1倍。通常,傳統(tǒng)活性污泥工藝的能耗是27kWh·PE(PE為人口當(dāng)量),HiCS的能量回收可以達(dá)到28kWh·PE,非常有利于實(shí)現(xiàn)污水處理的能源自給。HiCS工藝在未來進(jìn)一步發(fā)展的方向仍然是需要更深入了解吸附、貯存、生長及氧化的機(jī)理,并在工程尺度的規(guī)模上優(yōu)化設(shè)計(jì)與運(yùn)行。
 
  2.3、主流短程脫氮技術(shù)
 
  主流短程脫氮技術(shù)包括短程硝化反硝化(Nitriteshunt)、厭氧氨氧化、厭氧甲烷氧化(DAMO)。目前,厭氧甲烷氧化仍處于基礎(chǔ)研究階段,可能在未來相當(dāng)長一段時(shí)間還難以走向?qū)嶋H工程應(yīng)用,短程反硝化和厭氧氨氧化的蓬勃的發(fā)展勢頭令人關(guān)注。
 
  2.3.1現(xiàn)狀
 
  從工程角度而言,推動(dòng)短程硝化反硝化及主流厭氧氨氧化發(fā)展的動(dòng)力主要來自于減少或摒棄外加碳源的需求、降低曝氣能耗以及追求更小的反應(yīng)池容。
 
  不同的水質(zhì)特征會影響到主流短程脫氮技術(shù)的選擇,如果進(jìn)水碳氮比較高(C/N=6~10)時(shí)適合傳統(tǒng)硝化反硝化,當(dāng)碳氮比處于中等水平(C/N=3)適宜短程硝化反硝化,當(dāng)碳氮比較低時(shí)(C/N<1)時(shí)適合主流厭氧氨氧化。由于主流厭氧氨氧化的前景巨大,同時(shí)短程硝化是厭氧氨氧化的一個(gè)必要前提,因此主流厭氧氨氧化成為脫氮技術(shù)發(fā)展的焦點(diǎn)。
 
  目前,國際上主流厭氧氨氧化的技術(shù)發(fā)展路線大致有四類:顆粒污泥、絮體+顆粒污泥、生物膜/IFAS以及懸浮+生物膜的形式形式,如圖6所示。
 
  上述四種技術(shù)路線各有特點(diǎn),在保持Anammox菌方面,顆粒污泥、生物膜/IFAS及懸浮+生物膜的方式比較類似,Anammox菌生長在顆粒內(nèi)或附著于填料上;絮體+顆粒污泥的技術(shù)路線是利用旋流器或篩網(wǎng)分離Anammox菌;在抑制NOB方面,主要的控制方式有出水殘留氨氮濃度、SRT控制、DO控制、瞬時(shí)缺氧等。不同的技術(shù)路線所采用的NOB抑制措施也不完全相同,顆粒污泥路線的方式是控制曝氣的體積、出水殘留氨氮、HRT控制絮體的泥齡;生物膜/IFAS技術(shù)路線的方式保持較低的DO、生物膜厚度的控制以及出水殘留的氨氮濃度;絮體+顆粒污泥與懸浮+生物膜的技術(shù)路線是保持較高的DO、出水殘留氨氮濃度、瞬時(shí)缺氧、主動(dòng)SRT等。
 
  從實(shí)踐層面來看,各種不同技術(shù)流派已經(jīng)或正在中試及工程尺度規(guī)模推進(jìn)主流厭氧氨氧化的實(shí)踐。目前,主流DEMON工藝在德國、奧地利、荷蘭、美國、丹麥的污水處理廠正在探索,主流Anita-Mox在巴黎的中試試驗(yàn)結(jié)果表明,在最低水溫為15℃時(shí),出水TN可以穩(wěn)定低于15mg/L。新加坡樟宜再生水廠的研究結(jié)果也表明,Anammox菌對該廠的主流脫氮貢獻(xiàn)達(dá)到了31%。這些不同層面的實(shí)踐正一步步推動(dòng)主流厭氧氨氧化技術(shù)向前發(fā)展。
 
  2.3.2目前的挑戰(zhàn)與現(xiàn)實(shí)意義
 
  雖然世界各地的污水處理實(shí)踐不斷地推動(dòng)和深化主流厭氧氨氧化的認(rèn)識,但目前的挑戰(zhàn)依然巨大,這些挑戰(zhàn)從宏觀層面看主要是水溫較低與基質(zhì)濃度較低造成的不利影響,從微觀層面來看實(shí)際上是如何控制不同微生物的高度共生。
 
  在主流厭氧氨氧化工藝中,主要有Anammox菌、AOB、NOB、普通異養(yǎng)菌(OHO),這些微生物共存于一個(gè)系統(tǒng)中,對不同的基質(zhì)形成了非常復(fù)雜的競爭關(guān)系,主要有AOB與NOB對氧的競爭(DO的控制水平、曝氣的時(shí)間)、NOB與Anammox菌對亞硝酸鹽氮的競爭(不同的亞硝酸鹽氮半飽和濃度及不同的溫度敏感性)以及異養(yǎng)菌與NOB對亞硝酸鹽氮的競爭,如圖7所示,如何控制這些微生物處于合理的水平無論是對于微生物的認(rèn)知還是控制手段的優(yōu)化都是巨大的挑戰(zhàn)。
 
  在這些復(fù)雜的競爭關(guān)系中,如何抑制NOB成為這一技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在,從目前的認(rèn)識來看,NOB遠(yuǎn)比我們之前的認(rèn)識復(fù)雜,抑制的難度也較大。在側(cè)流工藝中,NOB主要是Nitrobacter,對NO-2-N有較低的親和力。而在主流工藝中,NOB主要是Nitrospira,對NO-2-N有較高的親和力,如表1所示。
 
  Anammox菌對NO2-N的半飽和常數(shù)約0.6mgNO-2-N,這樣在與Nitrospira對NO-2-N的競爭中就會處于劣勢,最終無法實(shí)現(xiàn)短程脫氮。因此,雖然目前的各種手段有助于抑制NOB,但在工程規(guī)模的負(fù)荷變化中,仍然難以有效地解決這一問題。
 
  盡管主流厭氧氨氧化沒有完全成熟,但由于這一技術(shù)的巨大吸引力促使世界各地的污水處理廠不斷探索實(shí)踐,同時(shí)主流厭氧氨氧化的一些技術(shù)措施對傳統(tǒng)工藝也是有利,比如側(cè)流向主流工藝的生物強(qiáng)化會提高主流工藝的污泥沉降性能、間歇曝氣有助于降低傳統(tǒng)工藝的出水TN等。
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