污水處理:AB工藝的反思與展望
:AB工藝的前身可追溯至1926年由KarlImhoff在德國率先提出的兩段式活性污泥工藝。Imhoff是德國污水處理的先驅,其最為知名的貢獻是發(fā)明了Imhoff池,國內也稱為隱化池或雙層沉淀池。與傳統(tǒng)活性污泥工藝相比,兩段式活性污泥工藝具有池容小、能耗低、具有應對沖擊負荷的優(yōu)點。
KarlImhoff
上世紀70年代,正值世界能源危機,在此背景下1976年德國亞琛工業(yè)大學的Boehnke教授在兩段式工藝的基礎上開創(chuàng)了AB工藝。
Boehnke
AB工藝與兩段式活性污泥工藝有明顯的不同,兩段式活性污泥工藝的第二段的剩余污泥排入第一段的曝氣池,而AB工藝是兩段單獨排泥。另外,兩段式工藝與AB工藝的運行參數也不盡相同,兩段式工藝的第一段負荷約0.8~1.5kgBOD/kgMLSS.d,而AB工藝的A段負荷約為3.0~5.0kgBOD/kgMLSS.d,比傳統(tǒng)兩段式污泥工藝的第一段負荷高很多。
AB工藝
在當時的時代背景下,AB工藝是一種性價比很高的技術,有著諸多的優(yōu)點。它的A段可以有效地應對工業(yè)廢水的沖擊,對于B段的硝化非常有利,而且污泥產量較高,有利于回收污泥中的能量。A段高負荷的運行控制條件(泥齡小于1天,水力停留時間約30分鐘,DO小于1mg/L)使得其可以用一個很小的池容在較低的能耗情況下使進水的COD轉化為污泥。另外,AB工藝的比池容比傳統(tǒng)的單級活性污泥工藝低得多,AB工藝的單位人口當量池容為65升,而單級活性污泥工藝則為150~200升。
AB工藝是市政污水處理中的一個典范,在歐美國家很多大型污水廠得到了應用。隨著厭氧-缺氧-好氧工藝的提出,以及人們制定了更高的排放標準,尤其是氮磷排放標準的嚴格,AB工藝由于脫氮除磷的能力不足而逐漸淡出了歷史的舞臺。目前,德國污水處理廠中還有50多座污水處理廠采用AB工藝,全球采用AB工藝的污水處理廠約100多座。AB工藝在中國一度被應用,但時至今日,絕大部分AB工藝已不復存在,很多AB工藝的污水處理廠改為了其他的工藝。
然而,這并不是AB工藝的終點,隨著污水資源化時代的到來,AB工藝現在又重新引起了世人的關注。近年來,自養(yǎng)脫氮技術引起了歐美國家的極大關注,碳回收后進行自養(yǎng)脫氮成為當今污水處理發(fā)展的大勢所趨。在這種背景下,對A段的關注集中于如何以最低的能耗獲得最高的能量回收,對B段的關注則是主流厭氧氨氧化的應用。譬如,如何應用數學模型描述不同的運行參數,包括SRT、DO、進水COD、溫度對出水COD/TN的影響,模型包括了顆粒性與膠體性物質的絮凝、水解、EPS的產生以及胞內物質的存儲等機理方面的內容,合適的COD/TN對于后續(xù)B段工藝的短程脫氮非常重要。
2004年,奧地利Strass污水處理廠的AB工藝成為全球首個實現能量自給的污水處理廠,在某種程度上揭開時代的新篇章。
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