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文章信息来源为“中宜环科环保产业研究院

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德国曼海姆污水处理厂:粉末活性炭去除微量污染物

为了进一步感受国际污水处理发展的时代脉搏,了解发达国家的污水处理前沿技术应用,探寻污水处理技术的可持续发展之路。JIEI研究院通过对德国、奥地利、荷兰、挪威、瑞典、丹麦等国的污水项目实地考察,将收获进行系列分享。

2018年由JIEI研究院联合概念厂专家委员会发起,探寻污水处理厂技术之路——欧洲研修班

简介

 

曼海姆污水处理厂的规模为10万m3/d,处理工艺采用活性污泥法,废水经二级处理并过滤后排入莱茵河,污泥经厌氧消化、干化、气化处置后,实现热电联产。目前的能量自给率可达到60%,一部分出水采用了粉末活性炭技术以去除微量污染物。自2007年起,污水厂引入了光伏太阳能和协同厌氧消化技术进一步提高了能量回收率。自2012年起引入了污泥气化技术和水力发电,能量回收设备进一步升级,计划在未来能量自给率达到85%以上。

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慕尼黑Gut Grosslappen污水厂:消化池的昨天与明天,历史的交汇点

为了进一步感受国际污水处理发展的时代脉搏,了解发达国家的污水处理前沿技术应用,探寻污水处理技术的可持续发展之路。JIEI研究院通过对德国、奥地利、荷兰、挪威、瑞典、丹麦等国的污水项目实地考察,将收获进行系列分享。

2018年由JIEI研究院联合概念厂专家委员会发起,探寻污水处理厂技术之路——欧洲研修班

 

Gut Grosslappen污水处理厂位于德国南部的慕尼黑市,毗邻著名足球场安联体育场,该污水厂和另一邻近GutMarienhof污水厂一起处理慕尼黑22个社区的污水。该厂人口当量约200万,旱季处理水量约30万m3/d,处理工艺采用AB法,A段工艺于1971年运行,B段工艺于1994年运行。污泥处理采用厌氧中温消化+焚烧。

 

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中国污水处理概念厂: 梦想落地 事业启航

2018年4月4日下午,小长假前的北京意外迎来一场春雪。中科院生态环境研究中心曲久辉院士的办公室里,一群扛着摄像机、打着大灯的年轻人,“指挥”院士别好话筒。

为了中国污水处理概念厂纪录片的拍摄,当天同样要忍受面对镜头说话不自在的还有王凯军、王洪臣、余刚、柯兵等老师,同属概念厂专家委员会(以下简称专委会)的俞汉青老师(注),虽远在合肥,也甘受此“折磨”。

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让概念变为现实!国内首个城市污水处理概念厂在江苏宜兴奠基

2018年4月17日上午9:00,宜兴城市污水资源概念厂奠基仪式在江苏宜兴隆重举行,这是国内首个开工设的城市污水处理概念厂,由中持股份与宜兴市共同兴建。

中国工程院环境与轻纺工程学部相关院士、宜兴市相关部门领导、中国城市污水处理概念厂专家委员会专家、概念厂相关人员、环科园部门等约120人参加了奠基仪式。

仪式由宜兴市委常委朱旭峰主持,中国工程院院士曲久辉、宜兴市市长张立军、宜兴市委常委朱旭峰、中持水务董事长许国栋在仪式上致辞,许总对概念厂的建设情况进行了介绍。

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宜兴城市污水处理概念厂落地工作会在京召开

2017年7月18日,宜兴城市污水处理概念厂落地工作会在北京召开,会议由中国工程院院士,中国城市污水处理概念厂专家委员会主任曲久辉院士主持,概念厂专家委员会全体专家和宜兴概念厂建设团队参会。会议就宜兴概念厂的工艺技术体系,后续工作组织方法等重要事项进行了讨论。

 

2014年初,由曲久辉、王凯军、王洪臣、余刚、柯兵、俞汉青等六位国内知名环境领域专家提出,要应用全球最新理念和最先进技术,以水质永续、能量自给、资源回收、环境友好为目标,在中国建设一座或一批面向2030~2040年的城市污水处理概念厂。这一事业自提出以来,已引起国内外广泛关注,被公认为近年来环境领域最具影响力和认可度的里程碑事件之一。深刻影响并带动了水处理行业的创新与发展。

 

宜兴作为中国环保产业的发源地,拥有全国最大的水处理产业集群和全国唯一的国家级环保主题园区,对水处理事业未来的发展方向向来给予极高的关注。宜兴市与专家委员会的共同追求和高度共识,促成了首座概念厂落户宜兴。并委托行具有探索精神和创新实力的中持水务股份有限公司作为该项目建设的实施主体。

三年来,在各方的通力合作下,专家委员会和建设团队以极高的热情和系统的工作推动进宜兴概念厂项目的扎实落地,中持水务股份有限公司聘请国内外知名行业专家针对宜兴概念厂项目进行了多项专题研究,并组织顶级团队进行项目规划设计。目前,项目设计和规划的总体方案已基本成型,项目前期建设手续业已完成,将在今年开工建设。

宜兴概念厂作为首座落地的城市污水处理概念厂,将在很多方面将产生积极的示范和引领作用:汇集国内外大家智慧,以全新的工艺路线践行概念厂“四个追求”;在关键指标和工艺单元上率先示范,描画未来社会对污水处理的功能要求;应用推广一批创新型技术产品,探索科技成果转化与产业推广的高效路径,推动水科技创新进入快车道;与周边土地开发利用和产业发展联动,实现“城乡生态综合体”的建设落地,推动污水厂从城市“负资产”向“正资产”的跨越。

会上,中国城市污水处理概念厂专家委员会秘书长、中持新概念董事长许国栋和团队成员对宜兴概念厂前期工作、时间表及工作方法进行了详细汇报。在此基础上,专委会对概念厂各核心工艺单元进行研讨,就技术的选择逻辑和应用意义,分别从出水水质、预处理、碳分离、磷回收、深度处理(精处理)、生物质处理六个维度分别发表独立意见。最后,全体专家讨论通过了宜兴概念厂后续工艺体系完善,推广措施和宣传工作的计划。

研究院作为专家委员会秘书处的支撑单位,有幸见证并参与了这一事业从讨论,发起,到落地的全过程,也深深感到一项系统创新工程的艰巨与复杂。后续,我们将会及时、持续的报道概念厂事业的相关进展,让我们共同期待首座概念厂的诞生。

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再谈厌氧氨氧化(Anammox)技术

再谈厌氧氨氧化(Anammox)技术

曹建明

(中持水务股份有限公司,北京 100070)

摘要:采用厌氧氨氧化工艺时,城市污水处理厂能源自给率大幅提高。主要原因在于2方面,一是碳氮污染物去除的分离,使得有机物可充分回收,甲烷产量可增加1倍,二是污水厂运行能耗尤其是曝气能耗也大幅度削减。因此基于一体化厌氧氨氧化工艺的城市污水处理厂能量自给率提高的关键在于曝气能耗的降低和厌氧消化工艺中甲烷产量的提高。

关键词厌氧氨氧化,短程硝化,CANON

 

1Anammox反应的发现

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonia oxidation,ANAMMOX)是指在厌氧条件下,以亚硝酸氮为电子受体,氨氮为电子供体的微生物反应,最终产物为氮气。与传统硝化反硝化生物脱氮技术相比,厌氧氨氧化技术理论上可以节约 62.5%的曝气量,无需外加碳源,污泥产量很少,还可以减少温室气体的排放,是一种节能降耗的新型生物脱氮技术,受到水处理工作者的广泛关注,其简要反应式如下:

NH4++ NO2=N2↑+2H2O  ΔG=-358kg/mol

由上式可知,较传统全程硝化反硝化工艺,硝化和反硝化过程均缩短了一个步骤,理论上无需碳源,并且产生更少的剩余污泥(自养菌生长缓慢),排放更少的CO2(自养菌以CO2作为碳源) ,是一种更具可持续特征的脱氮工艺。

1977年,奥地利的理论化学家Broda根据化学反应热力学标准吉布斯自由能变化(见下表),做出了自然界应该存在以硝酸盐或者亚硝酸盐为氧化剂的氨氧化反应的预言。

部分氨氧化反应的标准吉布斯自由能变化

ΔG of several ammonium-oxidizing reactions

电子受体 化学反应 ΔG/KJ.mol-1 可能性
NO2-N NH4++ NO2→N2+2H2O -358 可能
NO3-N 5NH4++ 3NO3→4N2+9H2O+2H+ -278 可能

在实际工程中,1995年,荷兰Mulder等首先在一个处理酵母废水的反硝化中试装置内发现该反应过程。根据热力学理论,此反应过程可自发进行,厌氧氨氧化是一个产能反应,理论上可以提供微生物生长所需要的能量。

ANAMMOX

2 Anammox反应的关键因素

代尔夫特理工大学环境生物技术研究室在污泥停留时间约3d,温度30℃的缺氧反应器里进行了厌氧氨氧化菌的生长动力学研究,该培养条件与樟宜回用水处理厂运行条件相似.结果表明,以Candidatus Brocadia sp. 40为主的悬浮的游离厌氧氨氧化菌能在相对较低的污泥龄下得到持留。结果支持了以下假设:与厌氧氨氧化颗粒污泥相比,悬浮或游离的厌氧氨氧化菌世代周期短、繁殖速度快,能够在樟宜污水处理工艺中起到关键作用。

樟宜回用水厂分段进水生物脱氮工艺氮平衡分析

Nitrogen balance in BNR SFAS process in Changi WRP

根据新加坡樟宜回用水处理厂在较高运行温度(28-32℃)条件下,较短的好氧污泥龄(约2.5d)是生物脱氮SFAS工艺实现稳定的部分亚硝化的关键原因。 阅读全文 →