基于可持续污水处理理念,荷兰2008年制定出未来污水处理的NEWs框架,即未来污水处理厂将是营养物(Nutrient)、能源(Energy)与再生水(Water)的制造工厂。, r8 o, n2 N0 U( \
- f/ p& z3 q7 q5 L# S% ^3 m
荷兰的应用水研究基金会（STOWA）在2010年的报告中指出，荷兰的污水处理厂有望在2030年从污水处理厂，转型为能源、原料厂。1 V& d& d2 t% ^: L, X5 l0 b0 n4 U
& ]9 X9 {- A/ T) h
" g4 k7 ^* k+ p+ L营养物工厂
$ [. S u/ Z; y0 l+ u0 S! e" `$ _% T( t v
% q) w0 L% \* z
% ]( y1 y( Q. N* q' ~) B
7 _- |) `: X8 q& _4 @+ U% @0 P. l1 s/ w) N" T" R
(1)污水中的营养物质,特别是磷在处理过程中可有效回收,以最大限度延缓磷资源的匿乏速度。这便是营养物工厂的内涵.
0 T. q) {/ Z( Q! p; F1 I" c; |5 @& F0 g7 R) V" z
(2)有机物为能量的载体,转化后可用于弥补运行能耗,实现硖中和运行目的;污水本身所含热量交可通过水源热泵转换出大量热/冷能不仅可贡献于碳中和运行,还能向社会输出热/冷量。这就是能源工厂的内容。) Z. g& K+ E- ~" R
7 G2 A9 w- x9 Z
(3)有机物及营养物回收完成后,完成了传统污水处理的主要目标,剩下的资源则是再生水,作为副产品随之产生。所谓再生水工厂即是如此.# B5 Z4 \" n; X; }
# a1 k! o* J" {$ W- d2 R9 X
能源工厂9 e& p r0 w* `- @3 s, M/ S, c
; e1 E- Q: ]* @; r1 @
1 ^2 f% f7 b! f- C0 m0 i4 G; H4 {, U$ O, ^. {0 D0 E# |
9 x% I' @! G! q原污水经沉砂池去除无机砂砾后,主要靠生物固磷(强化生物除磷,EBPR)将污水中磷富集于污泥中沉淀回收;处理水达标排放/回用;富磷污泥厌氧消化产CH4后脱水干化,主要从干污泥焚烧灰点中回收磺,也可氧化上清液产生磷酸盐,该工艺的主要特点是首先将有机物与营养物质分离,分别回收能源与资源。
$ i- ~8 r2 N' Z
8 r+ w/ P, h0 H! x. y) n: T3 m原污水经格栅、微滤网后截留20%的颗粒有机物;经预沉池再沉淀10~15%的SS(悬浮物);后经AB法A段生物吸附沉淀或厌氧消化(AD)生产CH4;出水再经主流ANAMMOX反应去除氨;最后磷以化学结晶方式回收;再生水在排放之前经水源热泵交换热量供热后排放。
) _' ]/ t+ E* f3 Y) R; a) Y6 ^
% x& V1 Q ]' Y5 _: C微滤截留有机物、预沉和沉淀池污泥经超临界气化后产生H和CH4它们与厌氧消化产生的CH4一起由燎料电池产电。9 K s/ m9 N* C2 r
4 G( Q* H" F2 i; W; D5 L1 I
该工艺强调首先截留有机物并使之直接超临界气化,剩余溶解性有机物采用厌氧分解产CH4;氨与磷以无碳源需求的ANAMMOX方式以化学结晶方式去除,以最大化有机物转化能源。
/ {# I! x) s0 V! K4 p+ H( |% a$ [- s/ O
再生水工厂
# A0 E0 \: D) X) O; [* z- I* D& @, B( e! p% v
原污水经AB法的A段和膜生物反应器(MBR)处理后,加臭氧(O3)高级氧化(难降解COD)处理,再经接触池、生物活性炭过滤后,30%处理水经反渗透(RO)深度处理获得锅炉补充水甚至是饮用水(20%),10%(间排)的浓液与另外70%(直排)处理水最后排入芦苇湿地或地表水系统。
4 w: ]3 n/ M U% H/ x% ]/ r- Z
: E O* L, s* G7 o+ x5 N7 S& ?0 b
2 R7 u6 E! D- b* I
; p! Y- ?- o% C# y' _; |) k5 F- F
该工艺虽可保证获得稳定的水质和水量,但是MBR与RO这样的膜技术能耗极高,需要有充足的剩余污泥提供有机能量(CH4)。否则,实现碳中和运行目标需要利用污水热量(水源热泵)予以弥补。# l" F/ F% l) [' @6 I
l0 H2 A4 \9 T# l! S, z: L; j6 O2 c4 q) i* z/ F
以Amersfoort污水厂为例,与其他3个污水处理厂(Soest、Nijkerk与Woudenberg)合作,升级改造后,N污水厂拥有较新的CHP,故初沉污泥仍在该厂单独厌氧消化处理,泻气经CHP产电和热用于该厂、W厂未设初沉池,因而没有初沉污泥。5 ?1 d3 F0 z7 t
0 y* e9 N/ d R5 w
4个污水处理厂的初沉污泥和二沉污泥(刚提到的两个厂除外)被送往磷分离单元(Wasstrip工艺)池中释放磷后富磷上清液送往Peal反应器回收磷,污泥经浓缩后送往消化池。消化过程中,污泥通过热压水解处理以生产更多沼气,沼气通过CHP发电产热。; P/ Y! z/ `2 b: y7 ?1 f+ {
9 C4 C' l8 W4 ~* d9 _- B
消化污泥脱水上清液进入Peal反应器与来自于Wasstrip池富磷上清液在此实现磷回收。经Peal反应器磷回收后高氨氨污泥上清液通过自养脱氮(DEMON)方式被大部分去除。CHP所产电和热主要用于Amersfoort污水处理厂运行,过刻的电将送往外部电网,余热将在未来用于污泥干化或其他目的。
9 C) l) S& @4 N* x5 i$ {8 n5 }- u8 m
. k8 n- F5 U; o; y U# }5 V7 b' t
$ l& Y/ O7 `) t% c: o5 u( q1 K' } K) L+ h( Q% K. {
% B+ c* ]# Y ^& V" v
新工艺中主要采用的技术措施:. C [& O; v9 G$ b0 ^7 B+ ]- c
" h" r7 V$ {& _1 O) u(1)污泥热压水解技术(THP):在高温高压下裂解污泥细胞结构以提高沼气产量;
) Z8 H! F2 N, f$ j" d I1 K" y
0 b9 V/ C& d0 r2 C$ g(2)磷回收技术(Wasstrip+Peal):
2 D5 k/ Y, X6 Q) p5 S/ p2 q2 v5 c( ]7 X9 @9 Q3 c2 D
Wasstrip工艺是对Peal营养回收技术的理想补充,W工艺在剩余污泥浓缩消化之前将磷和镁从剩余污泥中分离,形成富磷与镁的上清液,并被直接送往Peal反应器。Peal技术用于侧流处理含高磷和氨氨浓度的脱水污泥上清液,主要生成鸟粪石(MgNH4PO4.6H20)产品。Peal技术可以回收上清液中90%以上的磷,鸟粪石颗粒纯度超过99.9%,其颗粒尺寸和硬度都非常适合用作肥料。
R% r& [2 @! [7 N
% V3 I6 R/ r1 Z; }最终,Amersfoort污水厂能源自给率高达130%,产生剩余电量供应社会可满足600个家庭1年使用;4个污水厂总的能源自给率也达到70%;热电联产余热最大限度被回收。4个污水厂进水总磷的42%得以回收并转化为对环境无害的高质肥料;化学药剂使用量将减少50%;污泥脱除31%的水分;投资回收年限为6~7年。* @$ I: [4 p- T: S. t
, d* }4 }6 H5 p C& u6 \1 E
$ Q7 r1 T0 S- b, G: }3 W未来要做的不是将污水处理厂改造为单一的营养物、能源或再生水工厂,而是要尽可能更多地发掘污水资源/能源化潜力,在同一污水处理厂内实现营养物、能源和再生水三位一体的生产厂(NEW5)
; z* f! j- q6 m: k" }
3 d* p1 K7 b2 n2 T) T& O磷回收强调生物除磷与化学磷回收相结合的方式共同实施,污泥转化能源则要求最大化污泥产量,即污泥增量化。
4 u4 p( S7 u5 D$ F4 A" X! e2 x' z/ S% r
仍需意识到的是,NEWS能否变为现实的根本条件是其产品一一营养物、能源和再生水可否成为下游企业愿意接受的产品,这需要管理人员在技术研发的同时也要积极寻求产品的潜在市场。) e- a* w4 y- Z, W5 B+ z5 d9 Z
1 D! V0 p; M' o& z
* N( ]1 f6 q0 B5 n7 L# e; [& l* }! G d* ]: x0 g
|
© 声明：本文仅表作者或发布者个人观点，与环保之家[2TECH.CN]无关。其原创性及陈述文字、内容、数据及图片均未经证实，对本文及其全部或部分内容、图片、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，仅做参考并自行核实。如有侵权,请联系我们处理,在此深表歉意。
|
楼主
![[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 上篇](data/attachment/block/26/26edfcc068c2e848c8d8a8121831a5c9.jpg)
![[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 下篇](data/attachment/block/21/215be821e512fdc16636ad656b4f7e23.jpg)
![[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 上篇](data/attachment/block/8e/8e28e46df3c3a206beef50782485f88a.jpg)
[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 上篇
深度：关于内回流，你应该知道的！
污泥热水解消化工艺的性能与成本解析
实践：化学氧化+化学还原/固化稳定化协同修
案例：广州京溪污水厂地下式MBR工艺应用
混凝澄清常用设施及调运