好氧顆粒污泥NEREDA工藝的應(yīng)用進(jìn)展
針對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹導(dǎo)致沉降性能下降這一難題，荷蘭TUDelft大學(xué)的MarkvanLoosdrecht教授從20世紀(jì)90年代起開(kāi)始研究好氧顆粒污泥技術(shù)。目前，已經(jīng)有諸多的應(yīng)用案例證明好氧顆粒污泥技術(shù)在很多方面優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥工藝。好氧顆粒污泥優(yōu)異的沉降性能有益于保持更多的微生物量、更高的微生物濃度、更合理的微生物群落結(jié)構(gòu)、更強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力、更小的占地面積。荷蘭公司DHV(RoyalHaskoningDHV)正在以Nereda作為技術(shù)品牌，對(duì)好氧顆粒污泥技術(shù)進(jìn)行商業(yè)化推廣。
Nereda技術(shù)的第一個(gè)應(yīng)用是在荷蘭的一家奶酪廠，將牛奶儲(chǔ)罐改造為污水池，日處理規(guī)模250立方米。在2008年，世界上第一個(gè)應(yīng)用Nereda®工藝的市政污水廠是在南非的Gansbaai。隨著該技術(shù)的日漸成熟，目前DHV公司在全球擁有20多個(gè)在市政污水中應(yīng)用Nereda工藝的合同。DHV公司已經(jīng)正在巴西獲得了多個(gè)合同，其中包括在Limeira設(shè)計(jì)規(guī)模為517,000PE(57,024m3/day)和在里約熱內(nèi)盧設(shè)計(jì)規(guī)模為480,000PE(86,400m3/day)的兩座污水廠。
1、南非Gansbaai污水處理廠
設(shè)計(jì)規(guī)模為5000立方米/天，出水經(jīng)過(guò)消毒后，作為灌溉用水回用。出水水質(zhì)見(jiàn)下表。
南非Gansbaai污水處理廠出水水質(zhì)
2、荷蘭Epe污水處理廠
設(shè)計(jì)規(guī)模為1500立方米/小時(shí)，在2011年投產(chǎn)。設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度范圍為8-25°C。該廠滿(mǎn)足荷蘭關(guān)于出水水質(zhì)、污泥處理、化學(xué)藥劑使用以及能耗等方面的所有標(biāo)準(zhǔn)。包括砂濾和污泥處理系統(tǒng)在內(nèi)，該廠已經(jīng)成為荷蘭全國(guó)能耗最低的市政污水廠，并完全滿(mǎn)足荷蘭總氮小于5mg/L,總磷小于0.3mg/L的出水濃度限值。該廠證明Nereda工藝能降低25%的投資和運(yùn)行費(fèi)用，有更強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷。在pH達(dá)到10的條件下（短期工業(yè)污水混入），也能穩(wěn)定運(yùn)行。該廠的水質(zhì)見(jiàn)下表。
荷蘭Epe污水處理廠水質(zhì)
下面圖表中的數(shù)據(jù)表明，即使在平均水溫為10°C的冬季，Nereda好氧顆粒污泥系統(tǒng)也能正常平穩(wěn)地啟動(dòng)。
NEREDA好氧顆粒污泥工藝在平均水溫為10°C的冬季也能正常平穩(wěn)地啟動(dòng)
下面圖表顯示了冬季期間啟動(dòng)Nereda系統(tǒng)時(shí)出水中氮和磷的變化。經(jīng)過(guò)近4個(gè)月的啟動(dòng)達(dá)到平穩(wěn)后，出水中的氨氮和總磷均小于0.5mg/L。
冬季期間啟動(dòng)Nereda系統(tǒng)時(shí)出水中氮和磷的變化
污水廠的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明Nereda工藝能顯著降低能耗。Epe污水廠基于傳統(tǒng)活性污泥法的原工藝能耗可達(dá)每天3500kWh,而使用Nereda工藝后，每日的能耗已經(jīng)降低到2000-2500kWh。
3、葡萄牙Frielas污水廠
設(shè)計(jì)處理規(guī)模為70000立方米/天。自1997年運(yùn)行以來(lái)，一直為大里斯本地區(qū)的25萬(wàn)人口提供服務(wù)。為了提高運(yùn)行能力，在后期的改造升級(jí)中，將6個(gè)平行的活性污泥系統(tǒng)中的一個(gè)改造為好氧顆粒污泥Nereda工藝，池容1000立方。
葡萄牙Frielas污水廠
由于系統(tǒng)在冬季開(kāi)始啟動(dòng)，并且來(lái)水中有機(jī)物相對(duì)較低（COD小于300mg/L），啟動(dòng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，達(dá)到穩(wěn)定較慢。在成功啟動(dòng)并穩(wěn)定運(yùn)行后，Nereda工藝的SVI30約40mL/g，SVI5小于60mL/g。顆粒污泥占比80%以上，污泥濃度可達(dá)6-8g/L。相比原傳統(tǒng)活動(dòng)污泥系統(tǒng)，改造后的Nereda系統(tǒng)能顯著減低能耗。圖表四（Figure4）中對(duì)比了在相同曝氣系統(tǒng)設(shè)備的工況下，Nereda和傳統(tǒng)活性污泥法（AS）平行兩套工藝對(duì)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的需求。長(zhǎng)期的運(yùn)行結(jié)果表明，Nereda工藝能耗約為0.35kWh/kgCOD,比傳統(tǒng)工藝降低約30%。
在相同曝氣系統(tǒng)設(shè)備下，Nereda和傳統(tǒng)活性污泥法（AS）平行兩套工藝對(duì)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的需求
4、荷蘭Garmerwolde污水廠
Garmerwolde污水廠服務(wù)周邊37.5萬(wàn)人口。自2005年，由于出廠水中營(yíng)養(yǎng)鹽濃度無(wú)法達(dá)到當(dāng)?shù)氐呐欧艠?biāo)準(zhǔn)，污水廠不得不進(jìn)行擴(kuò)建升級(jí)。Garmerwolde污水廠額外新增了處理能力為9500立方（15萬(wàn)人口當(dāng)量）的Nereda系統(tǒng)，使該廠日處理能力提高到30,000立方米，高峰時(shí)流量為4200立方米/小時(shí)。擴(kuò)建工程自2013年開(kāi)始運(yùn)行投產(chǎn)。出水水質(zhì)完全滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)要求（TN小于7mg/L；TP小于1mg/L）。該污水廠Nereda系統(tǒng)比傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的能耗降低了50-60%。
荷蘭Garmerwolde污水廠
