经验分享：荷兰处理污泥脱水废液的工艺选择

时间：2021-05-21 06:44:57 来源：IWA国际水协会 作者：

这套系统中的Anammox反应器采用的是单阶部分亚硝化/厌氧氨氧化颗粒污泥工艺，由于反应器内设有内部截留区，所以anammox颗粒不会轻易流失，确保系统可以在很高的MLSS下运行。

消化污泥脱水后的废液的微量营养素是足够的，但在热水解工艺产生的富里酸和胡敏酸类有机质往往会和金属离子键合，这会降低微量元素的生物利用率。为了确保最佳的生物活性和颗粒污泥的生长，将微量营养素（痕量金属）添加到Anammox反应器中。

下图是整个侧流系统的工艺流程图，所谓的浓缩废水(centrate)由两部分组成，其中80%是经过污泥经热水解+厌氧消化+脱水后的废液，剩下20%是热水解前的废液。设计允许加入稀释进水，目的是减轻因热水解和中温硝化生成的抑制物产生的抑制作用。这些稀释用水在进入反应器之前会先被加热，热源来自热水解的热交换器。侧流系统的运行温度在30-35°C之间，平均为32°C。稳定状态下，anammox反应器的pH值为6.8±0.2。

图4. Tilburg侧流处理线工艺流程图

结果讨论

在启动阶段，他们遇到了不少运行问题，例如固体和COD过载，脱水聚合物过量、泡沫和管道结垢等。在一些极端条件下，进水浓缩液的TSS可高达5g/L。通过对污泥离心机和脱水聚合物的优化，TSS负荷下调回1g/L以下，而且大多是胶体性质的细小颗粒。

泡沫问题，一般与固体和聚合物过多有关。通过优化脱水运行条件、调整聚合物类型以及投加抑泡剂，泡沫过多的问题得以解决。由于侧流处理区和污泥脱水区有一定距离（>100m），输送管道出现结垢现象，添加抑泡剂解决了这个问题。

浓缩液的日进水量在200-1200m³/天之间，最初的稀释比是1:1，而在试验最后8个月，稀释比已经降为1:0.5，而且没有发现明显的抑制作用。

下图5和6是侧流废液的COD、BOD5、氨氮和磷酸的浓度。随着热水解工艺处理能力的稳定提升，我们可以看到这四个参数的数值也在逐步增加。到了第300天，THP工艺需要关停维护，在300-400天这段低负荷时期，这四个参数也相应减少。随后在THP增加了污泥负荷之后，这些参数又恢复到和之前的水平。

图5. BOD5和总COD的浓度

图6. 脱水废液的氨氮和磷酸浓度

在热水解设备正常运行时，进入侧流的COD负荷为4000-5000kg/天，而处理后的COD为1500-2100 kg/天。但BOD的去除效果很好，尽管进水的BOD5波动很大（200-1000kg/天，最高达1910kg/天），但出水的BOD5值能维持在100kg/天以内。正如上述提到的，很大一部分是在PHOSPAQ反应器里去除的。

至于磷回收表现，则低于预期。主要原因是进水的磷酸浓度低。直到第500天，进水磷酸浓度还只有43mg/L，相当于40kg/天的负荷，远低于设计值240kg/天。到了第550天之后在逐渐上升到100-120kg/天的水平。他们找到的其中一个原因是厌氧消化器里的氯化铁(FeCl3)。在反应器里，这些三价铁还原成二价铁，然后会跟磷酸一氢根离子反应生成蓝铁矿（vivianite - Fe3(PO4)28(H2O)）。他们从消化器去除的沉积物的主要成分也是蓝铁矿。当然，还有一个原因就是污水厂主流处理线用化学方法除磷了，这意味着大部分磷转移到污泥中了。

Anammox反应器的接种污泥来自几个不同的厌氧氨氧化反应器的污泥颗粒。它们用于处理工业废水和污泥脱水废液。如下图所示，这些接种污泥的粒径和颜色有所区别。但在150天运行之后，反应器开始形成新的污泥，并最终稳定在2-4mm的大小，外观如下图最右侧的小图所示。

图7. 三种用于接种的颗粒污泥和经过1年运行后形成的anammox颗粒污泥

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