随着工业化和城市化进程的不断推进,污水的产生和排放量不断增加,水体富营养化的问题日益严重,使得水资源更加紧张。氮是引起水体富营养化的重要原因,虽然传统的硝化-反硝化生化技术因其工艺相对成熟、运行稳定、处理效果好而成为污水处理的主流工艺,但是在碳需求、碳排放、节能降耗等方面与高效、低碳的技术发展趋势仍有差距。众所周知氮元素可在微生物作用下转化成多种形态的氮。
厌氧氨氧化工艺相比传统硝化-反硝化工艺可降低约60%曝气能耗且无需外加有机碳源,是目前最高效、低碳的生物处理技术,被誉为最具前景的污水脱氮工艺。但由于开发难度、菌种来源、技术壁垒等原因,业内只有少数几家公司掌握厌氧氨氧化核心技术,并且仅有少数几个项目实现该技术的工程化规模应用。
时间回到2019年冬季,公司看准时机、把握机遇,立项开展污泥消化液厌氧氨氧化工艺实验研究,从启动培养、菌种培育、过渡驯化并逐步推进至工程化实验规模。
首先在对现有池体进行针对性设施改造基础上,利用短程种泥驯化以及中试装置排水引入进行启动,设想通过含有的微量次生代菌粒和反应因子逐步达到系统内菌种的形成,通过营养元素补充、各项工艺参数控制以及动态的持续进出水调控,历经3个月时间系统开始出现厌氧氨氧化特征活性,表明第一阶段启动培养成功。随后进入第二阶段菌种增殖培育,在接下来一段时间内增殖效果明显,菌种数量和处理负荷较启动初期提高了5-7倍。根据整体处理负荷和菌种活性情况,转入第三阶段过渡驯化,在并入亚硝化阶段后,以预处理的实际废水逐步取代模拟培育方式,期间同步探索预处理的优化运行方式、氮比例参数控制、厌氧氨氧化抗冲击调节等条件。在前面三个阶段基础上,进入第四阶段全废水工程化实验,根据处理负荷稳步提高处理水量,实现了150m³/d以上处理规模。
2021年开始,公司全力实现厌氧氨氧化提产:通过厌氧氨氧化和亚硝化扩池改造,结合2020年所掌握的调控运行经验,在年底前实现450m³/d废水工程化处理规模,菌种量较2020年增长约1.5倍。
经过多年的实践摸索,公司在短程亚硝化耦合厌氧氨氧化技术上进一步掌握了其关键控制技术与调控机理,积累了较大规模化运行控制经验。同时在菌种快速启动/增殖技术以及亚硝化耦合短程反硝化脱碳预处理技术上,与行业内其他技术相比具有创新性,增强公司在这一领域的技术储备与核心竞争力。
在项目实践中,培养与锻炼出了一批人才队伍,为公司战略发展提供支持。逐年提升了自身菌种储备量,其具有较高的商品价值和战略价值。在自主产权保护方面,截至目前仅该项目已完成申报了6项专利。
目前,污泥公司正在对厌氧氨氧化连续流反应器、连续流沉菌器、自动破菌/除杂设备等配套装置进行设计探索和试验,同时对于较难处理的复杂废水如高氨氮的碱性废水进行研发测试。