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国际经验:意大利新技术巧妙改造污水厂

日期:2019年4月4日 09:19

随着大家对污水蕴含能量的认识的加深,如何快速捕获污水厂进水中的COD成为污水处理工程应用的一大热点。曾被认为过时的A-B法工艺也因此重新吸引了业界的关注。最近一个污水处理工程师和一个计算流体动力学专家来到意大利的一座污水厂拍了段视频。他们想告诉大家:他们有个四两拨千斤的好方法,可以帮助几乎世界上任何一座污水厂“轻松”完成扩容升级。

 

超级初沉池

 

A-B法是在欧洲的常用污水处理工艺之一。A和B分别是吸附(adsorption)和生物曝气(bio-oxidation)的缩写简称。通过A段的强化碳源生物絮凝作用快速提取COD,去除率达60%以上;B段用于硝化,出水的硝态氮通过回流到A段实现反硝化。随着大家对污水蕴含能量的认识的加深,曾被认为过时的A-B法工艺重新吸引了业界的关注。因为通过这种机械而非曝气的方式,可从污水中回收更多的碳源并导向厌氧消化阶段。

 

正因这些特点,AB法也被认为非常适合与PN/A(短程硝化/厌氧氨氧化)工艺相结合,也就是所谓的主流厌氧氨氧化。

 

主流厌氧氨氧化的愿景固然美好,但实践起来依然遥遥无期。在过去几年的探索里,Wett博士已将DEMON工艺从1.0版本升级到2.0版本——截留anammox菌的方式从经典的旋流分离器改为了微筛。同时他的团队也对A段的高速碳捕获进行优化。他给这种沉淀池设计取名“AAA TRIPLE A”,并为其申请了专利。

 

Wett博士说,AAA就是交替活性吸附。首先它由两个交替运行的反应池组成,当AAA-1池在排泥的时候,AAA-2池会经历一个进水、曝气和静置浓缩的循环。其次它不是一个普通的初沉池,而是一个生物吸附工艺。传统的初沉池只能去除三分之一的有机质,而这种沉淀池设计的COD捕获率至少60%。

 

他称这种沉淀池有不少优点,包括:

为超负荷的污水厂减压,增加处理能力

在A段去除约2/3的COD和约1/3的氮磷

减少曝气量并增加甲烷产量,实现能量盈余

初沉污泥浓缩至5%,直接进入消化器

污泥减量 - 初沉污泥/二沉污泥比约为0.75

 

工艺应用

 

下图是该系统的一个过程循环时间通常约1小时。每个循环包括五个阶段:进水/出水(30分钟)、压缩、排泥、进气和静置。出水由进水驱动,而所有其他过程都是空气驱动的,包括曝气和混合、气浮排泥,气封滗水等。曝气有溶解氧控制,标准点设为1 mg /L。排泥时间视乎活性沉淀池中的实际污泥含量,并根据总固体浓度的在线测量数据作自动调整。

 

 

 

他称这种平行设计帮助高速初沉池实现连续工作,一个反应周期约1-2小时。除了快速高效,操作简单是另一大设计亮点——该工艺循环完全由空气驱动,无需任何混合器或泵。因此他认为非常适合用于现有初沉池的改造,包括各种规模的新建和升级改造项目。

 

计算机模拟

 

毕业于比利时根特大学的环境技术博士Wim Audenaert是Wett博士的乙方,他的工作是帮AAA沉淀池做一个基于CFD的3D虚拟设计。

 

 

 

CFD即计算流体动力学。CFD是通过计算机对包括流体流动和热传导等物理现象的系统进行的分析。在污水厂,了解系统的水力特性对污水处理效率有重要影响,例如污水仓可能会遇到因为搅拌设备选择和布局不合理导致池内死水区和污泥沉淀等问题。对工艺优化和改造而言,中试实验不便宜,而且你无法找到10个真正的系统来测试,但你可以通过CFD建模,对不同运行条件进行虚拟仿真测试,提高测试速度和降低成本。可视化的3D模型可以帮助运行人员更好地了解污水厂的运行概况。如下图所示,这些CFD模型,可以将溶解氧、总氮浓度等参数可视化。基于这些分析结果,管理人员可以制定相应措施,减少不必要的曝气量,提高能效。

 

污水处理新路线图

 

Wett博士的这套初沉池改造理念是否用于中国的污水厂还有待验证,毕竟中国的情况跟欧洲不一样。但他因地制宜的独立思考能力很值得我们参考借鉴,而实现节能减耗、资源回收的污水处理是我们共同的愿景。

                                                                                               文章来源:北极星水处理网

 

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