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连续流好氧污泥颗粒化:No longer a dream!
2019-09-03 14:34       来源:环境纵横       作者:孙业伟       分享:

“至今,好氧污泥颗粒化大多仅成功于序批式反应器,严重阻碍了该技术的推广和应用。污水处理行业迫切期待连续流颗粒污泥技术的突破。”

前言          

好氧颗粒污泥技术有望取代已经应用了一百多年的传统活性污泥法污水处理工艺。这是因为好氧颗粒污泥可以为反应器提供更高的生物量和更好的污泥沉降性,还可以固定不同功能的生物种群(好氧、兼氧和厌氧),从而能在更小的反应器里处理更多的污水和去除更多种的污染物。据近期调研(Kent et al., 2018),世界上绝大部分好氧颗粒污泥的形成和应用均在序批式生物反应器中实现,其中包括目前工业界应用最广的荷兰Nereda?技术。然而,与序批式反应器采用的间歇性运行方式不同,污水处理厂,尤其是大型城市污水处理厂,大多采用连续流的方式运行。这是因为连续流反应器相对于序批式反应器设计更简单且易于控制与运行,而且与城市污水连续性产生的性质相匹配。相比之下,序批式反应器需要使用调节池或几个序批式反应器交替运行的方式来实现连续流入污水的处理。另一方面,序批式反应器须在较短的时间里(比如15%的水力停留时间)完成全部被处理污水的流入和流出,极大地增加了水泵和管道的运行和维护压力。至今,鲜有能在连续流反应器中从无到有形成稳定颗粒污泥报道,即连续流好氧颗粒污泥技术至今仍未有显著的发展。对此,美国弗吉尼亚理工大学王智武教授团队研发了一种活塞流式反应器以实现连续流好氧污泥颗粒化的技术(plug-flow aerobic granulation,简称PAG),并成功应用于市政污水的二级处理(图1)。

(来源:Sun et al. Sci. Total Environ. 2019)

         
前景展望          

活塞流式反应器(PAG)可实现连续流好氧污泥的颗粒化,具有工艺流程简单、易于控制与运行等诸多优势。PAG工艺对污泥沉降施加的水力选择速度为传统活性污泥沉淀池的10倍,换言之PAG工艺的沉淀池占地仅为传统工艺的十分之一。此外,水力旋流器(hydrocyclone)和斜板(管)沉淀池等占地面积小且价格便宜的设备均可用于污泥沉降速度的选择。因此,传统市政污水处理厂仅需对现有设施进行简易改造即可实现连续流好氧颗粒污泥工艺,极大降低了改造成本,为其在市政污水处理中的广泛推广和应用提供了坚实的基础。


参考文献

Sun Yewei, Angelotti Bob, Wang Zhi-Wu* (2019). Continuous-flow aerobic granulation in plug-flow bioreactors fed with real domestic wastewater. Sci. Total Environ. 688, 762-770.

Kent Timothy R., Bott Charles B., Wang Zhi-Wu* (2018). State of the art of aerobic granulation in continuous flow bioreactors. Biotechnol. Adv. 36(4), 1139-1166.


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