污水处理:AB工艺的反思与展望
:AB工艺的前身可追溯至1926年由KarlImhoff在德国率先提出的两段式活性污泥工艺。Imhoff是德国污水处理的先驱,其最为知名的贡献是发明了Imhoff池,国内也称为隐化池或双层沉淀池。与传统活性污泥工艺相比,两段式活性污泥工艺具有池容小、能耗低、具有应对冲击负荷的优点。
KarlImhoff
上世纪70年代,正值世界能源危机,在此背景下1976年德国亚琛工业大学的Boehnke教授在两段式工艺的基础上开创了AB工艺。
Boehnke
AB工艺与两段式活性污泥工艺有明显的不同,两段式活性污泥工艺的第二段的剩余污泥排入第一段的曝气池,而AB工艺是两段单独排泥。另外,两段式工艺与AB工艺的运行参数也不尽相同,两段式工艺的第一段负荷约0.8~1.5kgBOD/kgMLSS.d,而AB工艺的A段负荷约为3.0~5.0kgBOD/kgMLSS.d,比传统两段式污泥工艺的第一段负荷高很多。
AB工艺
在当时的时代背景下,AB工艺是一种性价比很高的技术,有着诸多的优点。它的A段可以有效地应对工业废水的冲击,对于B段的硝化非常有利,而且污泥产量较高,有利于回收污泥中的能量。A段高负荷的运行控制条件(泥龄小于1天,水力停留时间约30分钟,DO小于1mg/L)使得其可以用一个很小的池容在较低的能耗情况下使进水的COD转化为污泥。另外,AB工艺的比池容比传统的单级活性污泥工艺低得多,AB工艺的单位人口当量池容为65升,而单级活性污泥工艺则为150~200升。
AB工艺是市政污水处理中的一个典范,在欧美国家很多大型污水厂得到了应用。随着厌氧-缺氧-好氧工艺的提出,以及人们制定了更高的排放标准,尤其是氮磷排放标准的严格,AB工艺由于脱氮除磷的能力不足而逐渐淡出了历史的舞台。目前,德国污水处理厂中还有50多座污水处理厂采用AB工艺,全球采用AB工艺的污水处理厂约100多座。AB工艺在中国一度被应用,但时至今日,绝大部分AB工艺已不复存在,很多AB工艺的污水处理厂改为了其他的工艺。
然而,这并不是AB工艺的终点,随着污水资源化时代的到来,AB工艺现在又重新引起了世人的关注。近年来,自养脱氮技术引起了欧美国家的极大关注,碳回收后进行自养脱氮成为当今污水处理发展的大势所趋。在这种背景下,对A段的关注集中于如何以最低的能耗获得最高的能量回收,对B段的关注则是主流厌氧氨氧化的应用。譬如,如何应用数学模型描述不同的运行参数,包括SRT、DO、进水COD、温度对出水COD/TN的影响,模型包括了颗粒性与胶体性物质的絮凝、水解、EPS的产生以及胞内物质的存储等机理方面的内容,合适的COD/TN对于后续B段工艺的短程脱氮非常重要。
2004年,奥地利Strass污水处理厂的AB工艺成为全球首个实现能量自给的污水处理厂,在某种程度上揭开时代的新篇章。
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