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西安金清泰污水污泥处理:未来市政污水处理技术路在何方?以微藻-菌颗粒污泥工艺为例(二)
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西安金清泰污水污泥处理:未来市政污水处理技术路在何方?以微藻-菌颗粒污泥工艺为例(二)
 
来源:环境纵横 发布时间:2021-08-19

微藻-菌颗粒污泥工艺特质的探讨

  微藻-菌颗粒污泥工艺是近年来发展迅速的新兴污水处理技术。该工艺由于无需曝气、碳转化以及固液分离好等优势,被认为极具潜力的绿色处理技术。研究作者根据已有研究报道,以及现实应用需求,构建了12h(昼,自然光源)-12h(夜,无需光源)运行模式的零曝气自耦合微藻-菌颗粒污泥工艺,用于探讨其在去污、能耗、碳排放和资源回收等方面的性能。

  去污能力

  已有研究表明,微藻-菌颗粒污泥工艺在光照条件下,可实现有机物(COD)、氨氮和磷酸盐100%、99.6%和100%的去除;在黑暗条件下,工艺亦表现出较高的去污能力,COD、氨氮和磷酸盐去除率分别可达95.1%、96.5%和100%,即在没有光照的夜间微藻-菌颗粒污泥工艺也具有较强的去污能力。因此,基于12h(昼)-12h(夜)运行模式的微藻-菌颗粒污泥工艺,可在无需外部曝气和照明的情况下,为市政废水处理提供技术可行的方案。

  能量消耗

  在微藻-菌颗粒污泥工艺中,由于无需外源曝气以及颗粒污泥良好的沉降性能,其能量消耗显著降低。另一方面,工艺将更多的碳固定于生物质内,可产生较多的污泥用于厌氧消化产甲烷,提高了能量回收。经核算,微藻-菌颗粒污泥工艺污水处理单位能耗为-0.178 kWh/m3(表1),即该工艺可实现能量的净增益。从全球范围内来看,若该工艺应用于市政污水处理,每年有望产生641亿kWh能量净输出。

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 碳排放

  随着全球气候变化形势的日趋严峻,温室气体排放对全球变暖的作用得到世界各国的普遍关注。据估算,若市政污水处理厂采用以活性污泥法为核心工艺,其每年可贡献全球碳排放2.672亿吨CO2e(表1)。若采用微藻-菌颗粒污泥工艺,市政污水处理过程的碳排放将会大大降低,减排效果可达77%左右。另外,随着碳交易在世界各国的普遍实施,碳排放将会成为未来污水处理厂不可忽视的潜在运行成本。

  资源回收

  相对于传统活性污泥法,在微藻-菌颗粒污泥工艺中,废水中的更多的营养物(N和P等)会通过微生物同化作用得到去除,并在菌藻生物质内积累。显然,这更有利于从生物质中提取生物油脂、生产生物肥料等,强化污泥的资源化利用过程。


 
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