為了進(jìn)一步感受國(guó)際污水處理發(fā)展的時(shí)代脈搏，了解發(fā)達(dá)國(guó)家的污水處理前沿技術(shù)應(yīng)用，探尋污水處理技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展之路。JIEI研究院通過對(duì)德國(guó)、奧地利、荷蘭、挪威、瑞典、丹麥等國(guó)的污水項(xiàng)目實(shí)地考察，將收獲進(jìn)行系列分享。

簡(jiǎn)介

奧地利Strass污水廠位于奧地利西部，靠近因斯布魯克，處理附近31個(gè)社區(qū)的污水，人口當(dāng)量為60000，日處理規(guī)模3.8萬噸。它是全球首個(gè)在主流工藝上實(shí)踐厭氧氨氧化的污水處理廠，該廠通過多項(xiàng)技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)了能量的100%自給，是歐洲效能最佳的污水處理廠之一。Strass污水處理廠主要收集旅游區(qū)的污水，冬季的峰值水量接近設(shè)計(jì)規(guī)模(250000P.E.)，約3.8萬m3/d，夏季的水量約2萬m3/d。采用AB工藝，第一段去除BOD，第二段進(jìn)行硝化和反硝化。污泥處理采用厭氧消化與離心脫水，沼氣進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)。

處理流程與工藝參數(shù)

Strass污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)年均值為COD約700mg/L、BOD約340mg/L、TN約45mg/L、TP約9mg/L。冬季水溫約10.5℃。AB工藝的A段COD去除率約55~65%，SRT約0.5天;B段工藝的SRT約10天，氨氮去除率約80%。出水氨氮控制在5 mg/L左右，通過在線氨氮控制調(diào)節(jié)好氧池容來實(shí)現(xiàn)。

剩余污泥經(jīng)濃縮后，協(xié)同厭氧消化和脫水處理。脫水后的污泥回流液采用厭氧氨氧化工藝(DEMON)處理，DEMON工藝的Anammox菌回流到主流工藝中。高效的熱電聯(lián)產(chǎn)是該污水廠實(shí)現(xiàn)能量自給的重要途徑，該廠采用顏巴赫公司的高效八汽缸內(nèi)燃機(jī)(340kW)，電能轉(zhuǎn)化率為38%，2005年能量自給率已達(dá)108%。

特點(diǎn)

協(xié)同厭氧消化

Strass污水廠的厭氧消化池為卵形，共三座。每座卵形消化池的池容為2500m3，中溫35℃消化，消化污泥的含固率為5%左右。

消化池在夏季的SRT為20~25天，冬季約30天。2000年加入食品廢物(卷心菜)與污泥進(jìn)行協(xié)同厭氧消化，示意圖如下。

2005年，Strass污水廠的電能產(chǎn)生量為8490kWh/d，污水廠的能源自給率由1996年的49%達(dá)到了2005年的108%。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個(gè)重要途徑是安裝了一臺(tái)新的顏巴赫II型沼氣發(fā)電機(jī)，該沼氣發(fā)電機(jī)可以連續(xù)工作60000小時(shí)。發(fā)電率從33%提高到40%，每立方米沼氣發(fā)電量由2.05kWh/m3提高到2.3 kWh/m3。沼氣產(chǎn)量每天為5800m3/d。沼氣的甲烷含量62%。

厭氧氨氧化(DEMON)技術(shù)的實(shí)踐

厭氧氨氧化技術(shù)是20世紀(jì)90年代在荷蘭開發(fā)出來的一種新型自養(yǎng)生物脫氮工藝。厭氧氨氧化工藝完全突破了傳統(tǒng)生物脫氮的基本概念，相對(duì)傳統(tǒng)的硝化、反硝化工藝，厭氧氨氧化工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：厭氧氨氧化工藝需要部分亞硝化作為前處理工藝，理論上可節(jié)省62.5%的供氧動(dòng)力消耗;無需外加有機(jī)碳源，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用;污泥產(chǎn)量極少，節(jié)省了污泥處理費(fèi)用。目前，全球商業(yè)性的厭氧氨氧化技術(shù)已有多種，DEMON技術(shù)是其中的一種，也是目前應(yīng)用最廣的一種厭氧氨氧化技術(shù)，其主要特點(diǎn)是控制pH值，采用水力旋流器分離Anammox菌。Strass污水廠是全球首座采用DEMON技術(shù)的污水廠，目前采用DEMON技術(shù)的污水廠在全球已經(jīng)超過20多座。

Strass污水廠DEMON單元的設(shè)計(jì)進(jìn)水氮負(fù)荷為300kg N/d，反應(yīng)器池容500m3，容積負(fù)荷為0.6kgN/m3.d。周期為6小時(shí)，進(jìn)水加曝氣 4.5h、攪拌(無曝氣)10-15min、靜置 45-50min、排空 30min。污泥濃度：3-4g/L，DO的控制設(shè)定值為0.3mg/L，該廠曾經(jīng)由于曝氣過度，引起系統(tǒng)崩潰，一年半年后才恢復(fù)。DEMON單元的進(jìn)水COD約550mg/L，其中約85%惰性COD。污泥齡為80-100d。Strass污水廠DEMON工藝的出水水質(zhì)冬天氨氮為4mg/L，控制的目標(biāo)是高于2mg/L，否則不利于抑制NOB。pH高于7.01時(shí)開始曝氣，低于7.00時(shí)停止曝氣。去除1kg氮的電耗為0.8~1.0kWh。厭氧氨氧化技術(shù)的應(yīng)用使側(cè)流的能耗從350kWh/d降至196kWh/d，對(duì)整個(gè)污水處理廠的能源自給也起到了一定的作用。

Strass污水廠之所以引起世人矚目的一個(gè)重要原因是其在正在向主流厭氧氨氧化方向邁進(jìn)。在DEMON工藝中，該廠將水力旋流器(Cyclone)的底流(Underflow)回流到DEMON，以富集Anammox菌，溢流(Overflow)回流到B段工藝中，DEMON的一部分污泥引入到B段工藝。B段工藝的剩余污泥也經(jīng)過了水力旋流器來分離控制不同細(xì)菌的泥齡，底流的污泥回流到B段，溢流的污泥進(jìn)入消化池。

目前，對(duì)于主流工藝厭氧氨氧化的一個(gè)重要結(jié)論是間歇曝氣能形成短暫缺氧區(qū)，在時(shí)間還是和空間上都更有效地抑制NOB。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)還顯示NOB菌能適應(yīng)低氧環(huán)境，所以低氧運(yùn)行不成功。目前，Strass污水廠的主流厭氧氨氧化還沒有取得顯著的脫氮效果，該廠希望2015年能在此方面有所突破。

管理團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)

Strass污水廠的管理人員對(duì)污水廠的可持續(xù)發(fā)展意義有明確的共識(shí)和愿景，員工都是經(jīng)驗(yàn)豐富的技工或有化工、生物工程背景的大學(xué)畢業(yè)生，并對(duì)外積極傳播他們的理念，他們與當(dāng)?shù)毓I(yè)界緊密合作，在資源回收方面不斷研發(fā)創(chuàng)新。同時(shí)運(yùn)用先進(jìn)工藝分析基準(zhǔn)測(cè)試工具：引進(jìn)能源管理策略，通過實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)分析碳氮的物料平衡和能耗分析，迅速找到工藝優(yōu)化的要點(diǎn)，降低運(yùn)行安全因子的系數(shù)，降低運(yùn)行成本。

編輯：趙凡