好氧顆粒污泥NEREDA工藝的應用進展

 針對傳統活性污泥法中污泥膨脹導致沉降性能下降這一難題，荷蘭TUDelft大學的MarkvanLoosdrecht教授從20世紀90年代起開始研究好氧顆粒污泥技術。目前，已經有諸多的應用案例證明好氧顆粒污泥技術在很多方面優于傳統活性污泥工藝。好氧顆粒污泥優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構、更強的抗沖擊負荷能力、更小的占地面積。荷蘭公司DHV(RoyalHaskoningDHV)正在以Nereda作為技術品牌，對好氧顆粒污泥技術進行商業化推廣。

    Nereda技術的第一個應用是在荷蘭的一家奶酪廠，將牛奶儲罐改造為污水池，日處理規模250立方米。在2008年，世界上第一個應用Nereda®工藝的市政污水廠是在南非的Gansbaai。隨著該技術的日漸成熟，目前DHV公司在全球擁有20多個在市政污水中應用Nereda工藝的合同。DHV公司已經正在巴西獲得了多個合同，其中包括在Limeira設計規模為517,000PE(57,024m3/day)和在里約熱內盧設計規模為480,000PE(86,400m3/day)的兩座污水廠。

    1、南非Gansbaai污水處理廠

    設計規模為5000立方米/天，出水經過消毒后，作為灌溉用水回用。出水水質見下表。

南非Gansbaai污水處理廠出水水質

    2、荷蘭Epe污水處理廠

    設計規模為1500立方米/小時，在2011年投產。設計運行溫度范圍為8-25°C。該廠滿足荷蘭關于出水水質、污泥處理、化學藥劑使用以及能耗等方面的所有標準。包括砂濾和污泥處理系統在內，該廠已經成為荷蘭全國能耗最低的市政污水廠，并完全滿足荷蘭總氮小于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%的投資和運行費用，有更強的抗沖擊負荷。在pH達到10的條件下（短期工業污水混入），也能穩定運行。該廠的水質見下表。

荷蘭Epe污水處理廠水質

    下面圖表中的數據表明，即使在平均水溫為10°C的冬季，Nereda好氧顆粒污泥系統也能正常平穩地啟動。

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地啟動

    下面圖表顯示了冬季期間啟動Nereda系統時出水中氮和磷的變化。經過近4個月的啟動達到平穩后，出水中的氨氮和總磷均小于0.5mg/L。

冬季期間啟動Nereda系統時出水中氮和磷的變化

    污水廠的運行數據表明Nereda工藝能顯著降低能耗。Epe污水廠基于傳統活性污泥法的原工藝能耗可達每天3500kWh,而使用Nereda工藝后，每日的能耗已經降低到2000-2500kWh。

    3、葡萄牙Frielas污水廠

    設計處理規模為70000立方米/天。自1997年運行以來，一直為大里斯本地區的25萬人口提供服務。為了提高運行能力，在后期的改造升級中，將6個平行的活性污泥系統中的一個改造為好氧顆粒污泥Nereda工藝，池容1000立方。

葡萄牙Frielas污水廠

    由于系統在冬季開始啟動，并且來水中有機物相對較低（COD小于300mg/L），啟動時間相對較長，達到穩定較慢。在成功啟動并穩定運行后，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6-8g/L。相比原傳統活動污泥系統，改造后的Nereda系統能顯著減低能耗。圖表四（Figure4）中對比了在相同曝氣系統設備的工況下，Nereda和傳統活性污泥法（AS）平行兩套工藝對鼓風機風量的需求。長期的運行結果表明，Nereda工藝能耗約為0.35kWh/kgCOD,比傳統工藝降低約30%。

在相同曝氣系統設備下，Nereda和傳統活性污泥法（AS）平行兩套工藝對鼓風機風量的需求

    4、荷蘭Garmerwolde污水廠

    Garmerwolde污水廠服務周邊37.5萬人口。自2005年，由于出廠水中營養鹽濃度無法達到當地的排放標準，污水廠不得不進行擴建升級。Garmerwolde污水廠額外新增了處理能力為9500立方（15萬人口當量）的Nereda系統，使該廠日處理能力提高到30,000立方米，高峰時流量為4200立方米/小時。擴建工程自2013年開始運行投產。出水水質完全滿足排放標準要求（TN小于7mg/L；TP小于1mg/L）。該污水廠Nereda系統比傳統活性污泥系統的能耗降低了50-60%。

荷蘭Garmerwolde污水廠