低耗高效的“红菌”生物脱氮技术开发与工程实践.ppt

1、低耗高效的“红菌”生物脱氮技术开发与工程实践,北京城市排水集团 张树军 2013.11.1 BEIJING DRAINAGE GROUP CO.,LTD,背景介绍,研发历程和成果,示范工程概况,运行结果分析,汇 报 提 纲,经济和社会效益,应用前景,3,4,5,6,1.PPT设计的规范性,1.背景介绍 污泥消化液&厌氧氨氧化,1.1 污泥消化液水质水量特点,组成：消化池上清液、消化污泥脱水液等,水量：为总进水量的0.52%，与消化池的污泥浓度等相关。,水质：氨氮高（300-2000 mg/L）； C/N低(1)；碱度不足(ALK/NH4+N=3.5)。,1.2 污泥消化液常规处理工艺的弊端,工

2、艺：将消化液回流到主流区，与进水一同处理。,消化液直接回流工艺,优点：工艺简单，便于管理。,A,工艺：氨氮氧化为硝氮，然后被有机碳源还原至氮气。,硝化-反硝化工艺,弊端：处理费用高昂，20-50元/m3消化液。,B,弊端：增加了污水厂氮负荷 ，影响脱氮除磷效率 。,优点：工艺成熟，运行经验丰富。,1.3 厌氧氨氧化脱氮工艺原理及优势,NH4+-N NO2-N,短程硝化反硝化, N2, NO3-N NO2-N,全程硝化反硝化,短程硝化节省25%曝气量和40%的有机物,第一阶段：短程硝化,第二阶段：厌氧氨氧化,ANAMMOX是九十年代后期正式确认发现的、全新的氨氮生物氧化代谢途径和模式。在ANAM

3、MOX过程中，氨氮和亚硝酸盐氮会在特殊菌种的作用下以独特的方式相互结合而生成氮气，从而达到高效去除氨氮的效果： NH4+ + NO2- = N2 + 2H2O （ANAMMOX）,1.3 厌氧氨氧化脱氮工艺原理及优势,20世纪80年代末，荷兰Delft工业大学在运行三级生物脱氮流化床反应器时发现了未知氮的消失，称之为Anammox现象。迄今为止共发现9个种，分别归在5个属中，并建立了厌氧氨氧化菌科（Anammoxaceae）。 其中8个种自污水处理厂或实验室内分离获得： “Candidatus Brocadia anammoxidans”，“Candidatus Brocadia fulgid

4、a”，“Candidatus Kuenenia stuttgartiensis”， “Candidatus Scalindua brodae”和“Candidatus Scalindua wagneri” “Candidatus Anammoxoglobus propionicus”， “Candidatus Jettenia asiatica”， “Candidatus Anammoxoglobus sulfate”。 “Candidatus Scalindua sorokinii”则从海洋中分离获得。,1.3 厌氧氨氧化脱氮工艺原理及优势,降低污水厂总氮负荷,减小处理构筑物体积,提高污水的

5、脱氮效率,节省所需的外加碳源,应用于污泥消化液旁侧处理,1.PPT设计的规范性,2.研究历程和成果 短程硝化&厌氧氨氧化,Page 10,2.1 “红菌”脱氮技术的研究历程,Page 11,成果一：生产性规模的红菌富集和纯化技术 成果二：芮诺卡红菌生物脱氮工艺及集成技术 成果三：红菌种菌生产、储存及复壮技术 成果四：低碳氮比城市污水厌氧氨氧化脱氮技术,2.2 “红菌”脱氮技术的主要成果,设备标准化,控制智能化,系统集成化,8项专利技术,1项软件著作权,10项专利技术,2.3 发明专利及核心设备,中试基地（一）,中试基地（二）,两段式工艺厌氧氨氧化UASB工艺，两组平行,1.PPT设计的规范性,

6、3.示范工程概况 “红菌”生物脱氮技术,项目名称：高碑店污水厂“红菌”工程 设计规模：800 m3/d 目标污水：消化污泥脱水滤液 处理目标：TN去除率85%以上,3.1 项目情况简介,水质,工艺流程,3.2 工艺流程与水质,3.3 构筑物组成,3.4 Retis 红菌脱氮控制系统,1.PPT设计的规范性,4. 运行结果分析 “红菌”生物脱氮技术,7月1日10日：系统联动调试设备 7月11日：系统通水运行 7月18日：接种活性污泥泥饼10吨，开始驯化活性污泥 7月22日：接种第一批红菌，总氮去除率达到25% 8月3日： 接种第二批红菌，总氮去除率达到70% 8月14日：运行稳定，水质水量达标,

7、4.1 调试进程,45天调试成功，稳定运行,斜板沉淀池,竖流沉淀池,进水COD=516mg/L 出水COD=164mg/L COD去除率=68%,4.2 运行结果分析,氨氮去除率高95% 出水氨氮15mg/L,4.2 运行结果分析,4.2 运行结果分析,总氮去除率高85% 出水总氮80mg/L,进水TP=14.6mg/L，出水TP=2.65mg/L 去除率=82% 主要在斜板沉淀池通过絮凝沉淀去除。,4.2 运行结果分析,进水SS=409 mg/L，出水SS=20mg/L 去除率=95% 主要在斜板沉淀池通过絮凝沉淀去除。,4.2 运行结果分析,4.3 运行现状,4.2 运行现状,4.2 运行

8、现状,1.PPT设计的规范性,5. 经济和社会效益分析 “红菌”生物脱氮技术,直接成本分析,1、电耗：1.68kwh/m3 按0.6元/kwh计,2、药耗：0.40 kg PAC/m3 按700元/吨计,5 g PAM/m3 按2.5万元/吨计,成本：1.66元/m3，传统脱氮成本：10.55元/m3 ，降低84%,5.1 直接运行成本,3、人工费：0.25元/m3,甲醇零投加，节省2kg甲醇/m3 碱度零投加，节省0.5 kg碳酸氢钠/m3 污泥零排放，降低污泥1kg碳酸氢钠/m3 电费降低60%，降低电费1.7kwh/m3,5.2 经济效益分析,年节省运行费用约200万元。,助力水环境改善

9、：北京畜禽养殖废水、污泥消化液、垃圾渗滤液3种废水氨氮排放量达25000吨/年。采用本项目开发的技术进行处理可以节省基建投资7亿元，运行费用节省1.5亿元/年。 助力整体环境改善：在处理污水的同时温室气体减排80%以上，污泥减量50%以上，为可持续的环境友好技术。,6.应用推广和社会经济效益,5.3 经济社会效益分析,1.PPT设计的规范性,6. 应用前景 “红菌”生物脱氮技术,6.1 高氨氮废水的应用前景,能量消耗,能量自给,NO2-,CH4,O2,N2,NO2-,NO3-,电能,N2,有机物,N2,CO2,电能,高氨氮有机废水,沼气发电,6.2 城市污水的应用前景,Page 37,厌氧氨氧化的推