【专家解疑答惑】第八期首创爱华运营总监刘智晓解答活性污泥工艺运行调控问题

yzs

深夜阅读此帖，挺佩服刘总监的知识渊博。所以要出来冒个泡~~
从15楼的回复中可以看出您不仅对工艺运营非常了解，对自控系统和节能降耗也有非常深的认识。
我想了解下首创的污水厂在鼓风机精确曝气中是否有成功的案例，多是“自动”还是“手动”？
如果有比较好的实际案例，希望能进行分享一下

王小天

纯粹的活性污泥工艺，个人感觉并不能胜任提标的要求阿~
刘工如何看待，以后工艺的选择呢？

天水无清

刘总，你好，碳源不足也是我厂NP处理过程中比较头疼的问题，现在提标改造增加了投机碳源设施。
对你说的污泥水解发酵回收碳源技术很感兴趣，不过我有两点疑问：
1、对于城镇污水处理厂来说，通常每万吨进水产生一顿干污泥，这一顿污泥经过水解后可利用碳源是多少？对于去除NP所需是否是杯水车薪？
2、污泥水解后不仅释放碳源，NP也会大量释放，而且浓度相对还是比较高的，如果重新加入系统，相当于进行再次处理。如何避免NP的释放，或者消除NP回流的影响？

好好先生

刘总好！
我们天津正在对污水厂进行调试，也是碳源少，对天水无清的问题非常感兴趣。
请不吝赐教！

刘智晓

您好，关于污泥水解，大家都很关注。的确，目前污水厂升级改造、尤其是一级A提标，给设计和运营带来了不少难题，其中一个难题就是前面我提到的碳源问题。从可持续发展、资源利用角度出发，我们倡议首先要在工程设计设施环节充分考虑怎样发掘和利用污水厂内碳源，其次考虑商业碳源。
这里需进一步澄清一个问题，就是说污泥水解是补充污水厂碳源不足的重要手段，但目前尚不能完全依赖，碳源不足时，必要的外部碳源投加设施是需要的。主要原因：
1，目前关于污泥水解技术，并未在中国大规模应用，初沉污泥（PS）水解、活性污泥(AS)水解产生RBCOD、VFAs的技术处于研究、发展阶段，当然PS水解相对成熟一些。但是在中国实施污泥水解技术，仍然有很多技术细节、工程化实施方面等诸多问题需要进一步研究和优化。
      但我们最近也看到了国内这方面的研究：北排在高碑店污水厂进行了PS水解（活性初沉池）的改造和生产性研究示范，取得了很好的效果。与普通初沉池相比，APT出水VFA、SBOD5增加了48.8%,45.3%，对改善后续生化工艺EBPR/EBNR产生了积极作用，值得推广。
    国外案例：瑞典Klagshamn污水厂利用初沉污泥水解补充反硝化碳源：Klagshamn污水厂于1997年完成脱氮除磷升级改造，处理规模1.8万m3/d，采用“化学强化一级处理-A/O活性污泥-后置MBBR反硝化-双层过滤”工艺。Klagshamn污水厂初沉污泥产量6000kg TS/d，试验表明该厂初沉污泥水解SCOD产率为150mg SCOD/g VSS（T=20℃,SRT=2.5d），据此进行碳源需求评估：每天初沉污泥水解产生SCOD为840kg，根据该厂后置反硝化所需1230kg/d的外部碳源，通过初沉污泥水解能替代和节省55%的外加碳源。
     需要说明的是，由于我们国家的水质条件确实与北美、欧洲等国家有很多不同。进水水质波动尤其是颗粒型有机物、SS的剧烈波动，使得污水厂PS产生量不够稳定，这样会导致水解产物的产量不够稳定。相对PS，AS则相对稳定，这也是为何北欧一些国家在推广AS水解工艺的原因之一。但是AS水解（我说的不是活性污泥工艺厌氧区的污泥水解）在我们国家基本没有应用案例，但是丹麦、瑞典等国家有不少实例，但这种AS水解与大家通常理解的“水解池”是不同的，在运行方式、工艺参数方面与常规水解完全不同，我们和ENVIDAN、瑞典Lund大学、中国的天津大学正在准备开展这方面的研究和工程示范，这个课题也得到了丹麦环境部105丹麦克朗的资助。关于AS水解产物产率，我给你一些简单的资料规整后的数据：目前，不同研究者利用性质不同的污泥进行的污泥水解发酵获得的试验结果是有差异的。Ucisik A.S.等人2008年比较研究了丹麦Lundtofte污水厂不同性质污泥水解产物VFA产量，发现初沉污泥、活性污泥和混合污泥比VFA产量分别为270、62、114 mg COD/g VSS（SRT=5d，VSS=8.5g/L，T=37℃）；而Jönsson K与Jansen J. la C.2006年利用活性污泥发酵的试验，获得的VFA产量为92.5 mg COD/g VSS，SCOD为185 mg COD/g VSS，其中SCOD/TCOD转化率为13%，此数量水平甚至和利用初沉池污泥发酵获得的转化率相仿。      
       综合上述若干方面，就是说基于目前的实际条件，中国尚不能也无法实行较大规模的污泥水解，对提标改造，碳源不足时，尚需充分考虑外部商业碳源的投加；对于污泥水解，两种性质污泥水解，目前正处于研究和示范阶段，暂时尚不能进行大规模推广，希望大家不要曲解我意。虽然目前不具备大规模推广污泥水解的条件，但是在工艺设计环节的细节方面，是可以做到一定程度上对污泥水解的利用的。但我们还是非常期望，越来越多的科研机构和工程公司，大家开始或者重视内碳源的挖掘和利用，重视解决污泥水解技术开发应用过程中的技术和工程化细节问题，这是我们呼吁的，因为这才是一种可持续、资源化的实施方式和理念。我们期望有一天，我们少投加甲醇、乙酸盐。
2，对于污泥水解过程中N、P的释放问题，这是必然的，也是水解过程的副产物，但是这并不影响污泥水解的使用，也不会削弱污泥水解在改善处理效能方面的贡献，我们合作方课题组前期的研究，对于AS污泥水解，P的释放率0.07~0.19gP/(kgSS.h)。当然AS水解产物及N、P释放速率和产率受进水水质、工艺、SRT、水温等影响。但是这部分厌氧过程释放的P到好氧区后是被吸收的，这就是我讲的我们目前实施的“AS”水解工艺不同于常规理解水解消化池的理念，N、P释放这方面相对复杂，我想过些日子稍空闲时我整理一下，再专门进一步回答污泥水解的问题时一并补充。简单补充一句，水解中产生的P实际上是也可以采用化学除磷、甚至采用鸟粪石回收P的。
这就是目前倡导的污水处理、污泥处理过程中耦合的资源回收技术。

[ 本帖最后由 exp_liuzhixiao 于 2011-3-4 10:56 编辑 ]

James Bond

刘先生调查过高碑店的污泥水解改造吗？没有调查就不要乱说，据我所知，该示范研究半途而废，高碑店的改造也放弃了这种方式。

annienikki

"据我过去了解，在市政污水厂，目前真正在能工程尺度上实现稳定的短程硝化反硝化的，几乎没有。前不久彭永臻教授课题组发表了一篇文章，这是世界上第一例SBR能实现中试规模稳定短程硝化反硝化的处理系统的报导，这个示范项目非常有价值". 这句话说的不够严谨。 Ch2mHill Diagger（IWA主席）领头设计的离心机脱水液的短程消化中试（用SBR工艺）早在2009年就成功了，工业化项目已经设计完了，正在施工，他的文章一月份就出来了。另外，纽约有一个市政污水的工业化短程消化的工艺已经运行几年了。

annienikki

另外，我们国内初沉池污泥的有机质含量低，只有50%左右。欧美初沉池的有机质可以达到75 到80%。还有除臭的问题，这些都要考虑。

annienikki

这50%的有机质里还有20%到30%不可生物降解的有机质。所以具体问题，具体分析。短程消化还需要旋风分离器与热交换器。那么大的水量如何操作？这都是问题。

刘智晓

非常感谢annienikki严谨的态度。
对于彭永臻老师课题组“前不久”发表的论文“确切表达应为“前几年”可能更为合适，因为技术的进展3-5年内在我看来都可以算是近期的。彭老师课题组发表的中文论文大家可以看：http://www.watergasheat.com/showpaper.asp?articleid=4807
论文摘要：“短程硝化反硝化技术对于节省能源和碳源具有重要意义。基于前期的研究基础，在北京北小河城市污水处理厂建立了有效容积为54 m3的SBR中试系统，在国内外首次采用实际城市污水，在温度为11.8～25 ℃和通常溶解氧条件下，实现了稳定的常温、低温短程硝化反硝化。系统在保证总氮去除率约为98.2%的基础上，亚硝化率基本保持在95%以上。该项研究成果为低氨氮污水的短程硝化反硝化技术由实验室研究走向工程化奠定了基础。”
另外，我原文讲的是“市政污水”的短程硝化反硝化，这是前提，而不是“污泥消化上清液（富氮液）、或者脱水机排放的富氮液”的短程硝化。您讲的案例，可能是在市政污水厂污泥处理工序对高浓度氨氮废水进行的短程硝化反硝化局部处理，对于小流量的高氨氮废水进行短程硝化反硝化是相对容易的，也就是采用Sharon工艺。
如果您讲的那个案例是市政污水实现稳定的短程硝化反硝化的案例，希望您共享一下资料，我们可以共同学习研究一下。
再就是我回的一些帖子由于时间紧，工作忙，可能有些疏忽或者不严谨之处，非常希望网友不客气指出，甚至是批评。我将会非常感谢！话说回来，我想毕竟不是写论文，真的疏忽了，朋友们多多谅解啊。

另外，最近工作事情挺多，又要出差，有几个一级A厂投运，需要去看看，帖子可能不能及时回复大家，有空时我会一起整理回答。

谢谢。

[ 本帖最后由 exp_liuzhixiao 于 2011-3-4 13:49 编辑 ]

annienikki

World Island WPCP,Manhattan, NY. 2个反应器，日处理7000吨，投资6千万美元。2006年开始建设，2008年开始运行。

James Bond

奉劝刘先生踏踏实实工作，在调查清楚前再说，别整“改造和生产性研究示范，取得了很好的效果”，“世界上第一例SBR能实现中试规模稳定短程硝化反硝化的处理系统”这些耀眼的词汇。

刘智晓

感谢James Bond先生。针对你的问题，答复如下：
1）关于北排活性初沉池水解的论文报导，发表在中国给水排水2010年23期，论文链接：http://www.watergasheat.com/showpaper.asp?articleid=7553；要是可能，您阅读一下文章。
2）关于中试规模的SBR首例处理生活污水实现短程硝化反硝化的报导，论文报导：http://www.watergasheat.com/showpaper.asp?articleid=4807；我也咨询了彭永臻教授课题组，这是确认的。至于Annienkki先生的质疑，我已经在41楼进行了答复。他后来给出的短程硝化反硝化案例“World Island WPCP,Manhattan”，经过我查询，证明是处理污泥处理系统排放富氮液的案例，并不是处理市政污水的，且采用的工艺就是Sharon工艺，详见http://www.water-technology.net/projects/wards-island/，我原文回答应该是没有问题的。

我想，我们这个平台大家应该是心对心的交流，如果您不介意，我希望您可以显露您的身份，光明正大来进行表述自己的意见。
不对处望真诚指正！

[ 本帖最后由 exp_liuzhixiao 于 2011-3-4 19:59 编辑 ]

James Bond

我就是那个北排的，那个初沉污泥水解的东西废了，写文章当然都说好的，技术推广可得慎重。

hanyang898

刘博士：您好！我是搞自来水的，不知可否问您一点关于供水方面的问题：你们集团有没有供水的项目，面对106项指标，工艺是否能达标呢？