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杭州纯水设备解读:1ANA MMOX工艺及其衍生工艺

2019/12/12 18:49:05      点击:
上海水处理设备www.szxqhb.com】厌氧氨氧化 ANA MMOX工艺,最初由荷兰Delft工业大学于20世纪末开始研究,并于本世纪初胜利开发应用的一种新型废水生物脱氮工艺。以20世纪90年代发现的ANA MMOX反应为基础,该反应在厌氧条件下以氨为电子供体,亚硝酸盐为电子受体反应生成氮气,理念和技术上大大突破了保守的生物脱氮工艺。

A NA MMOX工艺具有脱氮效率高、运行费用低、占地空间小等优点,污水处置中发展潜力巨大。杭州纯水设备目前该工艺在处置市政污泥液领域已日趋成熟,位于荷兰鹿特丹Dokhaven污水厂的世界上生产性规模的ANA MMOX装置容积氮去除速率 NRR更是高达9.5kgN/m3d此外,ANA MMOX工艺在发酵工业废水、垃圾渗滤液、养殖废水等高氨氮废水处置领域的推广也逐步开展,世界各地的工程化应用也呈星火燎原之势。

1ANA MMOX工艺及其衍生工艺

经过20多年的研究和发展,基于ANA MMOX反应开发进去的较成熟的工艺有SHA RON-A NA MMOX工艺、全程自养脱氮 CA NON工艺、限氧自养硝化反硝化 OLA ND工艺、反硝化氨氧化 DEA MOX工艺、好氧反氨化(DEMON工艺。近年来,研究人员仍在不时探索其他形式的ANA MMOX衍生工艺,譬如同步短程硝化、厌氧氨氧化、反硝化耦合 SNA D工艺、单级厌氧氨氧化短程硝化脱氮(Single-stagnitrogenremovusANA MMOX

目前,存在两种方法为ANA MMOX提供电子受体亚硝酸盐,一种是一个独立的曝气反应器中发生而随后进入ANA MMOX反应器,另一种是一个无O2或者微O2ANA MMOX反应器中发生并立即参与ANA MMOX反应。据此,可将ANA MMOX工艺相应分为分体式 两级系统)和一体式 单级系统)两种,一体式包括CA NONOLA NDDEA MOXDEMONSNA PSNA D等工艺,分体式主要是SHA RON-A NA MMOX工艺。

一体式工艺的基建利息低、结构紧凑、装置运行和控制简单,杭州纯水设备并且其短程硝化产生的亚硝酸盐立即参与ANA MMOX反应,能有效防止因亚硝酸盐累积造成的抑制,另外单位体积脱氮速率高也是一体化工艺的优势。但是一体化工艺启动时间长,反应器内微生物间的生态关系复杂,经受负荷冲击时易失稳,并引发连锁反应,导致雪崩效应,系统受扰紊乱后恢复时间也长。

与一体式工艺相比,分体式工艺中的两反应器可单独进行灵活和稳定的调控,系统受扰后恢复时间短,ANA MMOX反应器进水具有相对稳定的氨氮和亚硝氮比例。其次由于短程硝化阶段能削减某些毒物和有机物,防止其直接进入ANA MMOX反应器,所以更适合处置含毒物和有机物的废水。另外,处置高负荷含氮废水时,分体式工艺的高投资利息会通过较低的运营利息得以弥补。因此,这两种工艺各有利弊,实际应用时需根据具体情况,做到因水制宜,量水裁艺

2ANA MMOX工艺的工程应用现状

过去的10年里,ANA MMOX工程化应用逐渐兴起,ANA MMOX工程化装置和研究文献呈逐年增长趋势。第一座工程化装置的诞生与ANA MMOX发现和发展有短暂的滞后,由此可见中试和实验室研究对工程化应用具有积极的推动作用。2014年末,全球范围内ANA MMOX工程超越100座。

为了更好地控制短程硝化反应,短程硝化-厌氧氨氧化 PN-A NA MMOX装置大多采用两级系统或利用已有的短程硝化系统 如SHA RON反应器)但随着工程化经验越来越丰富,重点开始转向单级系统。目前,工程化的装置主要包括移动床生物膜反应器(MBBR颗粒污泥反应器和序批式反应器(SBR还有少数生物转盘 RBC和活性污泥系统。

DEMON为风靡的SBR系统,该工艺首先装配在奥地利Strass采用自主设计的基于pH调控的进水控制系统,用来处置污泥压滤液。利用水力旋流器可以分别调节适合氨氧化菌(AOBANA MMOX AnA OB泥龄 SRT并且可从接种污泥中分离出生长缓慢的AnA OB还能使小絮体中的亚硝酸氧化菌(NOB被洗出,使大聚集体中的AnA OB得以持留。另一种SBR技术是由瑞士联邦水生科学技术研究所开发的基于氨控制的PN-A NA MMOX工艺。该工艺装配在瑞士,每个运行周期的开始阶段或者曝气阶段进水,进水流量受氨传感器调控,因此SBR运行周期长度不固定。氨信号也可由电导率信号替代,通过控制曝气量确保短程硝化和ANA MMOX同步进行,一般溶解氧(DO浓度控制在0.1mg/L以下,通常情况下建议采用连续曝气,启动阶段或者污泥活性较低时采用间歇曝气。

此外,一些PN-A NA MMOX设施采用其他调控战略,杭州纯水设备差异主要在于进水模式间歇或连续)污泥存在形式 悬浮或附着生长)曝气控制方式。比如德国Ingolstadt污水厂的SBR采用间歇进水 6h周期内进水4)和间歇曝气 6min曝气/9min停止)但在德国Gütersloh污水厂的SBR周期为24h白昼连续进水,进水量取决于污泥压滤液的发生量。当氨浓度达到上限时启动曝气,当pH或者氨浓度跌至下限时停止曝气,DO浓度控制在0.5mg/L以下。

一体式颗粒污泥反应器也应用于工业废水的自养脱氮工程。目前在国建造了数座实际工程,主要在发酵行业包括酿酒、味精、酵母废水)其中通辽梅花味精废水期工程ANA MMOX反应器容积高达6600m3迄今世界上规模最大的ANA MMOX工程。

保守的生物膜技术也成功用于PN-A NA MMOX工艺。RBC发现存有ANA MMOX反应的反应器之一,随后被Ghent大学胜利应用于OLA ND工艺中。RBC运营利息低,但工艺缺乏灵活性。目前,荷兰Sneek市有两座采用OLA ND工艺处置厌氧消化厕所水的RBC装置,一座容积0.5m3装置服务于64人口当量,另一座容积6m3服务于464人口当量。通过调节转盘转速(1?4r/min来实现工艺控制,确保DO浓度处于目标值(0.60?0.65mg/L荷兰Hulst市也有利用RBC处置化肥生产废水的工程,通过在线监测氨来调控进水,调节转盘转速控制DO浓度。预计到2015年该工程的氮负荷可达150kgN/d

2001年在德国Hattingen污水厂建造了一座生物膜PN-A NA MMOX工程,用于处置污泥压滤液。该工程DeA mmon工艺中MBBR系统的40%?50%由填料填充,并设有曝气装置和搅拌器。2007年第二座采用DeA mmon工艺的MBBR装置在瑞典Himmerfj?rden污水厂开始建造。生物膜的理念还被应用在位于瑞典Malm?ANITA MoxTM工艺设计中,该装置不只用于处置污泥压滤液,还可为其他装置培养种子载体。此基础上采用复合固定膜活性污泥装置还可将性能提高3?4倍。

该复合装置持留的悬浮污泥具有90%AOB其负荷比单一的生物膜系统高。PN-A NA MMOX工艺中也有悬浮污泥理念的应用。荷兰Colsen新活性污泥 NA S系统即采用悬浮污泥法,包括好氧、厌氧、搅拌室,依赖于PN-A NA MMOX和硝化反硝化耦合作用来处置食品加工废水。通过控制DOSRT实现工艺调控。德国TERRA NA 系统与复合固定膜活性污泥法原理相似,起初在SBR和分体式活性污泥工艺中都添加膨润土载体,用于AnA OB附着和改善沉降性能,并且膨润土还可为缓冲能力较弱的废水补充碱度。

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