生物膜載體系統的優化設計
來源： 閱讀：18779 更新(xin)時間(jian)：2024-08-01 09:45目前(qian)在市政污水(shui)廠除(chu)了對含(han)(han)碳有機物(wu)進行削(xue)減(jian)以(yi)外也必須對含(han)(han)氮物(wu)質(zhi)加以(yi)去(qu)(qu)除(chu)。對含(han)(han)氮物(wu)質(zhi)的(de)去(qu)(qu)除(chu)通常采用硝化和反硝化工(gong)藝。
進(jin)(jin)行(xing)硝(xiao)化(hua)(hua)時必(bi)須消耗(hao)大(da)(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)氧(yang)氣和(he)能量。反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)則(ze)(ze)相對來說能量消耗(hao)較少，但是(shi)(shi)需要(yao)大(da)(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)碳源。如何提(ti)供碳源最近幾年在(zai)(zai)很(hen)多(duo)污(wu)水處理(li)廠已(yi)成了很(hen)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)問題(ti)。卓有成效(xiao)的(de)(de)(de)(de)節(jie)水措施(shi)一(yi)方面導致含(han)氮物(wu)質尤其是(shi)(shi)氨(an)氮的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度逐漸升高，另一(yi)方面有機(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度（以COD和(he)BOD5表征(zheng)）則(ze)(ze)有下降的(de)(de)(de)(de)趨勢。德國污(wu)水技術(shu)(shu)協會（ATV）要(yao)求BOD5 : N的(de)(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)不(bu)能低于5反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)才能順利進(jin)(jin)行(xing)，但在(zai)(zai)德國很(hen)多(duo)地區(qu)已(yi)無(wu)法(fa)滿足(zu)這(zhe)一(yi)要(yao)求。如果BOD5 : N的(de)(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)低于3理(li)論上反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)就無(wu)法(fa)進(jin)(jin)行(xing)。如何對已(yi)有的(de)(de)(de)(de)技術(shu)(shu)進(jin)(jin)行(xing)優化(hua)(hua)解決上述的(de)(de)(de)(de)問題(ti)對科學家和(he)工程師是(shi)(shi)一(yi)個(ge)很(hen)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)挑戰。
幾年(nian)以前荷蘭一(yi)所大(da)學研發(fa)了(le)一(yi)種新(xin)的(de)工(gong)藝(yi)(yi)- Anammox工(gong)藝(yi)(yi)，該工(gong)藝(yi)(yi)能夠代替傳(chuan)統的(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)-反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)工(gong)藝(yi)(yi)。簡(jian)單來說(shuo)Anammox工(gong)藝(yi)(yi)就(jiu)是厭(yan)氧(yang)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)。使(shi)用(yong)該技(ji)(ji)術(shu)(shu)無須額外的(de)碳源和氧(yang)氣(qi)氨(an)氮(dan)(dan)就(jiu)能轉化(hua)(hua)為(wei)氮(dan)(dan)氣(qi)。在該技(ji)(ji)術(shu)(shu)中(zhong)起(qi)核(he)心作(zuo)用(yong)的(de)是一(yi)些(xie)特(te)殊的(de)微生物菌(jun)群。目(mu)前已發(fa)現(xian)了(le)5種起(qi)作(zuo)用(yong)的(de)菌(jun)群，例如厭(yan)氧(yang)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)布羅卡德氏菌(jun)。已被證(zheng)實所有發(fa)現(xian)的(de)菌(jun)群的(de)倍增速度較慢，約為(wei)30天。此外這(zhe)些(xie)菌(jun)群大(da)多位于生物膜的(de)內層，這(zhe)兩點制約了(le)近年(nian)來該技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)發(fa)展(zhan)。
但是該技(ji)術還是取得了(le)重大(da)突破，2006年世界上第(di)一座使(shi)用該工藝(yi)的(de)(de)污(wu)水(shui)處理廠(chang)(chang)在(zai)(zai)荷(he)蘭鹿特(te)丹投入了(le)運營。投入運行后不僅(jin)氨氮和總氮的(de)(de)去除問題得到(dao)徹底解決，而且(qie)很大(da)的(de)(de)優(you)勢體(ti)現(xian)在(zai)(zai)運行費用的(de)(de)大(da)幅降低(di)，光是能(neng)耗和傳統工藝(yi)相比就(jiu)減(jian)少了(le)90%。因(yin)為在(zai)(zai)鹿特(te)丹該技(ji)術應用于(yu)新建的(de)(de)污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)，如果該工藝(yi)能(neng)在(zai)(zai)現(xian)有(you)污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)的(de)(de)改擴建中得到(dao)應用，加上運用于(yu)新建污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)，在(zai)(zai)德國的(de)(de)投資額估計在(zai)(zai)20億到(dao)100億歐元之間(jian)。
因(yin)此迫(po)在眉睫(jie)的(de)(de)任務是找(zhao)到一個費用(yong)(yong)更低和啟(qi)動更快的(de)(de)解(jie)決方(fang)案。該項(xiang)目的(de)(de)目標是研發(fa)(fa)(fa)一種能與已(yi)建設施(shi)相耦合的(de)(de)技(ji)術(shu)。該技(ji)術(shu)的(de)(de)核心是使(shi)用(yong)(yong)優化的(de)(de)生物(wu)膜(mo)(mo)載體系(xi)(xi)統以及研發(fa)(fa)(fa)出新(xin)的(de)(de)反應器系(xi)(xi)統。該系(xi)(xi)統能與已(yi)建的(de)(de)活性污泥反應池(chi)混合使(shi)用(yong)(yong)。該系(xi)(xi)統也(ye)能獨立處理(li)部分進水，然(ran)后(hou)再導入已(yi)運行(xing)的(de)(de)系(xi)(xi)統中。德國LEVAPOR生物(wu)膜(mo)(mo)技(ji)術(shu)公(gong)司(si)提(ti)供了LEVAPOR生物(wu)膜(mo)(mo)載體，我們與ISTEV公(gong)司(si)合作開發(fa)(fa)(fa)了反應器部件, 然(ran)后(hou)在BERGMANN公(gong)司(si)的(de)(de)污水處理(li)設施(shi)中進行(xing)了測試。
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