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      城鎮(zhèn)污水處理中的氨氮污水處理技術(shù)

      2022-12-26 10:46:22劉首正
      新農(nóng)業(yè) 2022年23期
      關(guān)鍵詞:廢水處理菌種氨氮

      劉首正

      (遼寧省生態(tài)環(huán)境事務(wù)服務(wù)中心,遼寧 沈陽 110165)

      1 厭氧氨氧化技術(shù)

      厭氧氨氧化技術(shù)是當(dāng)今厭氧氨氧化技術(shù)中最先進、實用化程度高的技術(shù)(見圖1)。本項目組擁有該技術(shù)的專利多項。

      圖1 厭氧氨氧化技術(shù)與傳統(tǒng)A/O法脫氮原理對比

      1.1 厭氧氨氧化技術(shù)特點

      作為20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的厭氧氨氧化原理與菌種,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,目前已經(jīng)在世界范圍得到一定程度的推廣。但由于其菌種的自養(yǎng)菌特征,其增殖速度慢、對工作條件要求高等特點,使得對該技術(shù)涉足不深的學(xué)者或工程技術(shù)人員難以操控,進而影響了該技術(shù)的大規(guī)模推廣。

      本課題組核心成員古川憲治教授、朱彤教授、謝元化副教授及多名博士研究生多年從事厭氧氨氧化技術(shù)的研究。特別是古川教授從事該技術(shù)30余年的研究,目前環(huán)太平洋范圍內(nèi)的相關(guān)研究及工程項目的菌種多來自古川教授20世紀(jì)90年代初從日本熊本地區(qū)火山帶的地下水底泥中純化出來的菌種。本課題組于10年前引進并全面繼承了古川教授的相關(guān)研究工作和全部厭氧氨氧化菌種,通過多年研究,培養(yǎng)擴增出大量菌種,并完成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模菌種量的前期工作(見圖2)。

      圖2 厭氧氨氧化菌種生長狀態(tài)

      1.2 在氨氮污水處理項目中的應(yīng)用

      在養(yǎng)殖方面的氨氮污水處理應(yīng)用中,氨氮污水的氨氮濃度非常適合運行條件,處理氨氮的負(fù)荷可以達到2公斤·牛/(立方米·天),氨氮的去除可高效實現(xiàn)。例如,以500毫克/升氨氮為例,50立方米的反應(yīng)器每天可以處理該廢水200立方米,相當(dāng)于一個年出欄3萬頭肉豬或年產(chǎn)20萬頭仔豬規(guī)模的養(yǎng)豬場日排水量。而如果采用A/O法去除氨氮,則需要處理系統(tǒng)的容積1000立方米,同時運行成本也高出幾倍。系統(tǒng)處理氨氮的運行中只需要較弱的曝氣,即可在一個容器內(nèi)實現(xiàn)氨氧化和厭氧氨氧化。同時,系統(tǒng)運行需要的堿度由于進水中偏堿性的特征而省去堿的添加。厭氧氨氧化運行過程的溫度控制在冬季可通過畜產(chǎn)企業(yè)冬季的自產(chǎn)沼氣提供熱量。

      2 多段式接觸氧化技術(shù)

      多段式接觸氧化技術(shù)是近些年出現(xiàn)的去除高濃度有機物中低濃度氨氮的優(yōu)秀技術(shù)(見圖3)。該方法是將生物反應(yīng)系統(tǒng)分成若干段,每段中充填優(yōu)質(zhì)生物膜填料用于培養(yǎng)微生物。由于采用了多段反應(yīng)器,提升了系統(tǒng)抗沖擊能力,每段中的生物量和生物結(jié)構(gòu)均有不同,使得系統(tǒng)對廢水適應(yīng)性更強,不同段的生物進化導(dǎo)致了污泥的大幅減量。

      圖3 多段式接觸氧化技術(shù)原理圖

      2.1 多段式接觸氧化技術(shù)的優(yōu)勢

      抗沖擊能力強:多段優(yōu)勢對水質(zhì)大幅變化有較強抵抗性能;適用于高濃度廢水:不同段的微生物量適應(yīng)高濃度廢水的沖擊;適用于難降解廢水:菌群結(jié)構(gòu)的自調(diào)整能力適應(yīng)難降解廢水的處理;抑制污泥產(chǎn)生:生物的逐級提升形成的微生物層級,自然形成微生物食物鏈,運行結(jié)果導(dǎo)致污泥產(chǎn)量大幅減少;中低濃度氨氮處理優(yōu)勢:系統(tǒng)實現(xiàn)前段去除COD,后段高效去除氨氮。

      2.2 多段式接觸氧化技術(shù)在氨氮污水處理項目中的應(yīng)用

      多段式接觸氧化技術(shù)曾被應(yīng)用于華晨寶馬涂裝廢水處理、法國愛森絮凝劑企業(yè)生產(chǎn)廢水處理兩個工程項目,并正應(yīng)用于鞍鋼鋼鐵公司污水處理廠尾水脫氮項目,完成了本鋼集團焦化廠焦化廢水處理的研究。目前,所有研究及實驗均取得了理想的運行效果。在畜禽廢水處理項目中,利用多段式接觸氧化技術(shù)處理廢水目標(biāo)是在高效降解COD的同時,進行半硝化和硝化反應(yīng),為后續(xù)厭氧氨氧化進行前處理過程。

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