捧得國(guó)際金獎(jiǎng)，北京將推廣應(yīng)用“紅菌”技術(shù)處理城市污水
北京日?qǐng)?bào)客戶(hù)端2024-08-20 21:15
近日，北京排水集團(tuán)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、建設(shè)并成功穩(wěn)定運(yùn)行的國(guó)際首座短程硝化厭氧氨氧化城市污水處理工程——北京方莊城市污水厭氧氨氧化項(xiàng)目，斬獲2024年國(guó)際水協(xié)(International Water Association，IWA)項(xiàng)目創(chuàng)新獎(jiǎng)(Project Innovation Awards, PIA)研發(fā)突破類(lèi)金獎(jiǎng)，IWA項(xiàng)目創(chuàng)新獎(jiǎng)自設(shè)立研發(fā)突破類(lèi)獎(jiǎng)項(xiàng)以來(lái)，亞洲項(xiàng)目首次榮獲該類(lèi)別金獎(jiǎng)。
這項(xiàng)利用“紅菌”處理城市污水的技術(shù)可在提升出水水質(zhì)的前提下降低成本，促進(jìn)污水資源與能源回收利用，有效降低碳排放。未來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)還將在本市城市污水處理領(lǐng)域進(jìn)一步推廣。
在方莊污水處理廠，工作人員從生物池中提起的模塊載體上附著大量“紅菌”，起到為污水脫氮的作用。走近北京排水集團(tuán)方莊污水處理廠的生物池，正在處理中的褐色污水在曝氣裝置的作用下翻滾出細(xì)碎的泡沫。生物池每隔一段距離就設(shè)有一個(gè)可升降的裝置，工作人員搖動(dòng)手柄，纜繩從污水中拉出一個(gè)或方形或球形的模塊載體，表面密密麻麻附著著一層紅色菌體，“這就是這項(xiàng)污水處理技術(shù)的核心所在，起到污水脫氮作用的厭氧氨氧化菌，也叫‘紅菌’。”北京排水集團(tuán)首席科學(xué)家、科技研發(fā)中心高級(jí)技術(shù)主任、北京學(xué)者張樹(shù)軍說(shuō)。
“如果城市污水等含氮廢水中的氮素超標(biāo)排入水體中，會(huì)導(dǎo)致水體黑臭、水華、赤潮等環(huán)境污染，因此脫氮是水污染防治的重點(diǎn)和難點(diǎn)。”張樹(shù)軍介紹，污水厭氧氨氧化是公認(rèn)的綠色低碳污水脫氮升級(jí)換代技術(shù)，與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比較，厭氧氨氧化反應(yīng)途徑短、速率快，能降低曝氣能耗，節(jié)省脫氮藥劑，還降低污泥產(chǎn)量，減少溫室氣體排放，是環(huán)境領(lǐng)域面向未來(lái)的核心關(guān)鍵技術(shù)，也是污水處理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的高科技利器。
張樹(shù)軍介紹，“紅菌”這種古老得幾乎與地球同齡的原始菌群。1億個(gè)攢在一起的體積與芝麻粒相當(dāng)，卻能“吃”掉10倍于自己體重的氨氮污染物，而且?guī)缀醪划a(chǎn)生污泥。用“紅菌”治污可有效解決水環(huán)境治理普遍面臨的由氨氮污染造成的水體黑臭、水華、赤潮等問(wèn)題。
方莊污水處理廠是國(guó)際上第一座城市污水主流厭氧氨氧化工程，設(shè)計(jì)規(guī)模為7200立方米每天。在這里，污水經(jīng)過(guò)細(xì)格柵、沉砂池、初沉池等物理處理后，流入生物池開(kāi)始進(jìn)行生物處理，“紅菌”也正是在這一環(huán)節(jié)發(fā)生作用。張樹(shù)軍表示，利用“紅菌”脫氮能顯著降低曝氣能耗60%，外加脫氮藥劑節(jié)省100%，并最大限度地減少污泥產(chǎn)生。
方莊污水處理廠，經(jīng)過(guò)“紅菌”脫氮處理后的污水還清，工作人員在水中投放了魚(yú)苗。“紅菌”脫氮的效果十分顯著。生物池中的污水經(jīng)過(guò)“紅菌”處理后流向二沉池，這里可實(shí)現(xiàn)活性污泥和水的分離。只見(jiàn)二沉池水質(zhì)清澈，沒(méi)有一絲異味，水中生長(zhǎng)著水草，還有魚(yú)兒歡快暢游。“這是我們之前投放的小魚(yú)苗，現(xiàn)在都長(zhǎng)大了，有的還繁殖了小魚(yú)，也側(cè)面印證了污水處理的效果。”張樹(shù)軍說(shuō)，目前，方莊城市污水厭氧氨氧化項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，出水水質(zhì)接近地表Ⅳ類(lèi)水體，在水溫11.6℃-28.9℃之間、無(wú)外加碳源和除磷藥劑的情況下，出水平均總氮和總磷濃度分別為4.21mg/L和0.22mg/L，一體化厭氧氨氧化區(qū)的總氮去除貢獻(xiàn)率達(dá)到78.2%。與傳統(tǒng)污水處理工藝相比，項(xiàng)目污水處理成本顯著降低，能耗降低40%以上，運(yùn)行成本降低25%以上。
根據(jù)測(cè)算，若北京市區(qū)內(nèi)所有城市污水處理廠均采用厭氧氨氧化工藝，在達(dá)到相同出水水質(zhì)情況下，每年可節(jié)省電耗2.5億千瓦時(shí)，甲醇8.8萬(wàn)噸、聚合氯化鋁10.8萬(wàn)噸，剩余污泥減少4.4萬(wàn)噸（干泥），二氧化碳排放量減少16.2萬(wàn)噸。未來(lái)，北京排水集團(tuán)也將繼續(xù)提高方莊項(xiàng)目污水處理能力，進(jìn)一步推廣應(yīng)用“紅菌”技術(shù)處理城市污水。
