市政相关荷兰鹿特丹Dokhaven地下污水厂[主流厌氧氨氧化]

查看全部 · 发表于 2021-4-13 11:45:46

Dokhaven地下污水厂位于鹿特丹市中心新马斯河畔(Nieuw Maas)，距离中心火车站只有4公里。该厂污水处理采用AB工艺，主流段产生的污泥输送到600米外的Sluisjesdijk污泥处理厂进行厌氧消化，生成的沼气用于热电联产(CHP)，消化液采用了Paques公司的SHARON+ANAMMOX工艺进行自养脱氮。污水厂的处理能力约为560000人口当量。

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尽管该污水厂一直对脱氮工艺进行优化，但总的去除率一直在60%左右徘徊，出水总氮的年平均值为15-20mg/L，但荷兰要求其标准要低于10mg/L。水委会Hollandse Delta的内部评估显示，由于该污水厂的空间限制(地下式污水厂)，传统的技术无法满足日后的出水标准。在这样的背景之下，他们选择了主流厌氧氨氧化作为重点的考察对象。

Anammox原理

厌氧氨氧化的发生进程主要分为两大步：“第一个过程是部分亚硝化(Partial Nitritation)，在这个过程中只有大约55%的氨氮需要转化为亚硝酸盐氮;第二个过程是厌氧氨氧化(Anammox)，氨氮在厌氧条件下，被亚硝酸氮作为电子受体，氧化成氮气。因此它也被称作PN/A工艺。

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在这过程中，大约89%的无机氮都将被转化产生氮气，另外11%的无机氮被转化为硝酸盐氮，与传统硝化反硝化工艺相比，厌氧氨氧化工艺有着巨大的技术优势，其曝气能耗只有传统工艺的55-60%；该工艺几乎无需碳源，如果为了去除硝酸盐产物需要在厌氧氨氧化过程中投加碳源，其投加量也比传统工艺中碳源投加量降低90%；厌氧氨氧化工艺可以减少45%碱度消耗量。同时，厌氧氨氧化工艺的污泥产量也远低于传统脱氮工艺，这将显著降低剩余污泥的处理和处置成本。

经过十多年的发展，截止到2014年，全球已经有超过100座厌氧氨氧化工程，其中75%应用于城市污水处理厂。但这些工程主要用于污泥消化液的高温高浓度氨氮废水处理(35 ℃，NH4-N> 1.000 mg/L)，而Dokhaven污水厂被认为是世界首个侧流anammox的工程应用。

如今工程界都将目光投到主流厌氧氨氧化上。市政污水的氨氮浓度约为15-50mg/L，水温为8-25℃。面对这样的条件，anammox菌的活性一般会下降。在主流污水处理系统中为anammox菌创造合适的生存条件是目前需要解决的挑战，包括了anammox和AOB菌的富集，以及NOB菌的抑制等。

运行简介

CENIRELTA项目组在Dokhaven污水厂里搭建了一个4m3的中式反应器，进料是该污水厂的A段出水。这套反应系统的关键在于那些所谓的颗粒活性污泥，它们里边富含AOB菌和Anammox菌，两者共同作用实现污水脱氮。这种平行对照的方式可以更好地和现有工艺作对比。整个系统总运行时间为3年半。

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结果评估

CENIRELTA是荷兰有一个公私合营创新项目的典范：Hollandse Delta水委会参与投资、研发，并为技术的工程化提供了一个实践平台

aques是技术开发和供应商，目标是帮助该技术实现商业应用;和STOWA则为项目分享来自其他水委会的经验，也帮助创新技术的传播;另外代尔夫特理工大学(TU Delft)为项目提供理论支持和小试研究的实验室设备支持。

下表是项目的成果一览。报告显示，CENIRELTA在脱氮、能耗和成本上都显示了优势，尤其是它确实比现有技术更加便宜和更具可持续发展性，但目前而言低温厌氧氨氧化的长期稳定性还不能让人满意。

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未来展望

尽管出很多喜人的潜力，但另一方面，CENIRELTA无法展示出长期运行足够的稳定性，因此在短期不会应用到Dokhaven污水厂。有很多问题尚待解决，例如：a)降低A段出水水质的干扰；b)异养菌种的影响；c)反应器的设计。

基于积极的经济分析和经验证的脱氮效率，Paques公司计划在未来几年在其欧洲以外的地区继续该技术的研发工作。在获得更多经验之后，他们希望能重回欧洲开展新的项目，因为目前主流厌氧氨氧化似乎在温暖地区更容易实现，而且进水也最好不要受到强烈降雨的影响(稀释)，因此一些雨污分流的地区是理想的选择。