污水厌氧氨氧化高效脱氮技术体系创建与工程实践.pdf

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1、污水厌氧氨氧化高效脱氮技术体系创建与工程实践北 京 排 水 集 团韩晓宇 高级主管 2023年2月北京排水集团简介一p 北京排水集团成立于2001年12月，总资产约800亿，是市国资委所属43家一级企业之一p 四大业务板块：雨污水收集、处理、再生利用及污泥无害化处理处置p 以技术为核心的全产业链能力：集团已具备规划、研发、设计、投融资、建设、装备到运营服务的全产业链能力旗下拥有28家分子公司拥有员工5000人总资产800亿元10000km供排水管网97座雨污水泵站450万m3/天污水处理能力450万m3/天再生水处理能力6128吨/天污泥处置能力北京排水集团简介一全球最大的地下MBR再生水厂全

2、球最大的厂网一体化设施全球最大的热水解-厌氧消化污泥处理中心国内最具影响力的流域生态综合治理项目汇 报 提 纲一研究背景二技术体系构成三工程案例分享四展 望4氮素过量排放是导致水体赤潮、水华、黑臭等污染的主要原因传统脱氮技术存在的问题亟待开发新型高效低耗污水脱氮技术p 剩余污泥多：3600万吨/年 p 温室气体多：2400万吨/年 p 费用高：600亿元/年 p 效率低：占80%池容研究背景脱氮是污水处理的重点和难点二5脱氮一B.Kartal.Science.2010(328)研究背景厌氧氨氧化脱氮技术二ESI数据/11626个前沿环境类唯一重点热点前沿2020.11NH4+NO2-NO3-N

3、O2-N225%O2氨氧化菌（AOB）亚硝酸盐氧化菌（NOB）40%碳源60%碳源75%O2厌氧氨氧化菌（红菌,AnAOB）温室气体减排曝气电耗节省占地节省碳源节省污泥产量降低100%90%90%70%60%当代污水生物脱氮技术的制高点6一菌种富集培养难菌群定向调控难工艺装备实现难NO3-NO2-N2NH4+NOBAnAOBO2缺氧条件装备空白难以实现工程推广应用调控策略与控制系统空白难以实现工程启动与稳定运行湿地环境105copies/mL工程应用1011copies/mL100万倍AOBAnAOB好氧条件矛盾研究背景实现污水厌氧氨氧化脱氮是世界性难题二72个2528个大肠杆菌AnAOB19

4、862005201620022013戴尔福特工业大学的生物学家 Gijs Kuenenis在荷兰鹿特丹市 Gist-Brocades酵母厂发现厌氧氨氧化现象。首次发现世界上第一座厌氧氨氧化工程在荷兰鹿特丹Dokhaven污水处理厂建成，然而工程启动并不顺利，历经3年半时间才完成工程启动。两段式工艺奥地利Strass污水处理厂是全球首座采用一段式工艺的污水厂，革新了厌氧氨氧化工艺形式。一段式工艺荷兰水应用研究基金会、荷兰帕克，荷兰水委会联合开展了低温主流厌氧氨氧化技术的可行性研究。北排同期开展了城市污水厌氧氨氧化脱氮中试研究。城市污水中试启动荷兰中试系统长期运行稳定性未能让人满意，中试实验结束；

5、北排开始启动生产性实验，至今已在城市污水厌氧氨氧化工程应用方面取得重要进展。城市污水开展生产性实验研究背景国际厌氧氨氧化研发历程一8汇 报 提 纲一研究背景二技术体系构成三工程案例分享四展 望9技术体系北排厌氧氨氧化研发历程二基础研究短程硝化研究与菌种富集工艺开发与菌种工业化富集系统开展中试研究中试启动成功建成运行种泥基地装备研制与示范应用率先实现工程示范国际首座垃圾渗滤液工程国际首批热水解消化液工程2003-20072008-2009201020132011-20122014-20152016-202010菌种大规模工业化培育难高效稳定的反应器和工艺研发难脱氮功能菌群定向调控难核心装备与智能

6、控制系统开发难短程反应稳定维持难菌种富集与持留难反应过程精准控制难低温强化菌种活性难专有反应器形式设计难菌种高纯度培养难专属高亲和力填料开发难技术体系实现多项技术突破二11颗粒污泥培养过程（1）缺氧条件梯级富集培养技术培养器与颗粒污泥经900余天富集，成功培养了30m3高纯度AnAOB颗粒污泥p 控制进水C/N=0.5-1，水温30p DO0mg/L，氮浓度30-50mg/L【技术要点】p 可实现低丰度菌种培养p 避免溶解氧抑制AnAOB活性【技术优势】技术体系三种工业化培养方法二12厌氧氨氧化颗粒污泥颗粒污泥共培养过程（2）好氧条件共培养技术构建“宏观好氧，微观缺氧”环境，实现AOB与AnA