对于脱氮表现,研究团队考察了两个指标,一个是氨氮去除率,一个是出水的氨氮浓度。氨氮去除率在热水解设备维护期前后的都能维持在85%的水平,而出水的氨氮浓度一直为之在140mg/L的水平,这意味着回流到主流的氨氮负荷在150-250kg/天,远低于400kg/天的阈值目标。
图8. 侧流进水和出水的氨氮负荷
图9.侧流进水和出水的氨氮浓度
其实在第一年的运行期间,氨氮的去除率并不理想。研究团队发现原因是进水的碱度不够。厌氧氨氧化反应会生成氢离子,pH会下降。进水中的碱度能充当缓冲作用,“吸收”这些氢离子,确保pH的稳定。理论计算显示,每去除一份氨氮,会产生1.1份氢离子,但第一年碱度/氨氮比值只有0.65,这说明碱度不够。他们还发现投加到消化器的氯化铁,不仅降低了侧流进水的磷酸浓度,也是导致碱度不足的主要原因。考虑到出水的氨氮负荷已经满足目标要求,De Dommel水委会因此决定停止投加氯化铁来改善碱度。这决定使得在第400天之后,氨氮的去除率升至超过90%。有趣的是,如下图10所示,他们发现在目前的氨氮负荷范围内,进水氨氮的增加并不会影响出水的浓度和去除率,但进水浓度和去除率呈正相关。
图10.氨氮负荷和去除率的相关性
最后他们考察了硝态氮的浓度。目前的理论认为anammox反应会产生10%的硝态氮,超过这个值说明亚硝酸氧化菌(NOB)活跃。在整个实验阶段,出水硝酸盐的浓度平均值仅为42mg/L,NH4-NO3转化率只有在启动阶段超过10%(12%),随后很快维持在低于5%的水平,这说明NOB菌得到有效抑制。
加入热水解的厌氧消化虽然能提高沼气产率,但也会带来一些的潜在问题,例如其副产物对后续处理的抑制作用。为期22个月的研究结果显示,PHOSPAQ-ANAMMOX工艺处理消化污泥脱水产生的废液的可行性。研究过程中发现的问题和解决措施对其他侧流厌氧氨氧化系统很有参考价值。更重要的是,这套综合系统的稳定运行有望助力DeDommel水委会在2025前实现污水厂能量中和的目标。
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