日本污水处理新概念

　　【我国环保在线 技能前沿】在2018年5月份的IWA-LET水处理前沿技能大会上，日本国立东北大学的李玉友教授作为“涣散式污水处理”分会场的讲话嘉宾之一，介绍了日本涣散式污水处理的展开进程，并结合其团队的研讨，提出了一种能够收回能量，而且具有经济效益的新式处理工艺。
　　日本污水处理概略
　　为了更地展开日子污水管理，日本坚持结合区域的特色进行日子污水处理设备的建造。依据目标区域的人口密度，来建造不同类型的日子污水处理设备。在人口密度高的城市区域或在寓居比较密布的乡村区域，首要建造下水道和农业村落排水设备这样的集中式处理设备，而在人口密度低的城郊、乡村、山区，则以装置以净化槽为代表的涣散式处理设备。
　　净化槽(Johkasou)技能包含处理以家庭为单位的日子污水的小型家用净化槽、处理高楼和校园、医院、超市等排放的日子污水的大中型净化槽，现在运用中的净化槽绝大部分都是小型家用净化槽。数据显现现在在日本净化槽的服务人口超越900万。日本的净化槽技能运用规划很广，能够处理高楼住所、医院、超市等日子污水，一般由厌氧滤池、触摸曝气池和消毒池组成，而且能习惯不同状况的出水要求。日本首要日子污水处理体系的概略
　　由此可见，涣散式的污水处理理念在日本现已有必定的时刻，而日本对污泥处理也十分重视，厌氧发酵收回沼气、燃烧和堆肥都是常见的处理手法。尽管如此，日本的水处理研讨者仍然在不断地寻觅能耗更低、本钱更实惠的处理计划。
　　在这样的布景下，李玉友教授提出了一种能够收回动力，而且具有经济效益的新式污水处理计划--根据厌氧MBR (AnMBR)和厌氧氨氧化两种新式工艺的低碳设计。他表明学术圈对AnMBR和Anammox两种工艺现已分隔研讨了很长的时刻，但关于其结合运用的研讨却很少。
根据AnMBR和Anammox的有机废水处理新概念
　　厌氧膜生物反应器AnMBR
　　日本早在2000年就有了个AnMBR的工程运用，研讨也从前期的产氢展开到现在处理市政污水。关于AnMBR的研讨，李玉友教授团队首要重视六个方面的内容，即HRT和温度的影响、悬浮固体和表面活性剂的降解状况、溶解性微生物产品(SMP)和胞外聚合物(EPS)对膜污染的影响以及中试运用。
　　HRT
　　AnMBR的出水COD能够低于40mg/L，BOD和COD的去除功率均高于90%。由于膜过滤的效果悬浮固体得到的截留。跟着HRT缩短，AnMBR的沼气产值会相应添加，而沼气的甲烷含量能够安稳维持在80%的水平(常温)，而且其污泥产值(0.06-0.09 gMLSS/gCOD)远低于传统活性污泥的对应值(0.25-0.4 gMLSS/gCOD)。这些数据显现了AnMBR能一起完成厌氧消化以及出水。
　　温度
　　当温度低于15℃的时分，AnMBR的甲烷产值和COD去除率都受到显着影响。温度的下降一方面导致SMP和EPS释出量的添加，导致膜污染状况恶化，一方面也添加了甲烷的溶解度。
　　悬浮固体的降解
　　厕纸是日子污水的首要不溶性COD组分。可是厕纸在AnMBR里能够得到彻底溶解，而且不会在混合液和滤饼层积累。生成的甲烷有26%来自厕纸的降解。悬浮固体中的纤维素在HRT善于12小时的时分影响不显着，但在HRT降至6小时会发现污泥里的纤维素积累现象。
表面活性剂的降解
　　研讨团队别离选取了聚氧乙烯醚(alcohol ethoxylates-AE)和直链烷基苯磺酸钠( Linear Alkylbenzene Sulfonates -LAS)作为代表性的非离子和离子表面活性剂进行试验。成果显现，AE得到有用降解并转化为甲烷。而且体系完成对AE的长时间自习惯后，污泥的产甲烷活性得到进一步进步。可是假如AE含量过高(F/M比>1)则或许损坏细胞结构，下降产甲烷活性。而LAS则显着按捺了产甲烷活性，它的去除首要经过吸附而不是降解来进行。与产酸菌比较，LAS在污泥中的积累对产甲烷菌发生更大的负面效果。
　　中试比照
　　研讨团队还对AnMBR进行了中试试验，而且与传统的活性污泥法工艺体系进行比照。成果显现，经过运用AnMBR，能够获得杰出出水水质，甲烷产值大大添加，污泥产值比活性污泥法少2/3。
厌氧氨氧化Anammox
　　研讨团队在2011年开端对anammox展开了研讨。初先研讨反应器的发动和颗粒化，随后两年开端研讨按捺机制和康复办法，然后就开端了厌氧氨氧化附着膜胀大床反应器(Anammox attached film expended bed -AAFEB)，一起开发对单阶工艺运用的人工载体和微颗粒进行优化。
　　团队开发的AAFEB厌氧氨氧化工艺经过pH的操控和人工和天然构成的anammox颗粒地处理高氨氮浓度的废水。研讨团队为期220多天的盯梢研讨发现，曝气率和溶解氧是影响脱氮体现的要害参数，HRT能够低至2小时，出水TN值在8-18mg/L之间，去除率为74±15%。
AnMBR+Anammox
　　团队建立的小规划试验体系由一个运转体积为20L的AnMBR和一个含有悬浮载体的7L单阶厌氧氨氧化反应器组成。这个新概念体系在日本仙台的Senen污水处理厂现已运转了200多天。AnMBR的HRT已成功缩短至6小时，而单阶厌氧氨氧化反应器的HRT成功缩短至2小时，载体填充率为20%，曝气率为1L/分钟。
　　李玉友教授表明该研讨项目从2017年开端，将进行3年，现在仍在各种测验以及数据搜集和分析阶段，据泄漏他们现在正在建立一个规划为20m³/d处理设备。
　　关于这个AAFEB工艺感兴趣的读者，能够参阅李教授团队宣布在Bioresource Technology第253期的一篇相关文章Stoichiometric variation and loading capacity of a high-loading anammox attached film expanded bed (AAEEB) reactor。
　　小结
　　与传统的活性污泥法比较，AnMBR具有可处理高COD浓度废水、工序简略、甲烷收回率高级长处，但仍然要处理出水氨氮高的问题。李玉友教授及其研讨团队由于在AnMBR和anammox两方面都有研讨，因而想到了用anammox作为AnMBR后续处理工艺，经过运用AAFEB流化床反应器和投加人工载体的设计，完成了厌氧氨氧化干流脱氮和AnMBR的耦合。假如这个新概念能在进一步的长时间试验中得到验证，这将是污水处理技能的又一重大突破。
　　原标题：日本污水处理新概念--根据厌氧MBR与厌氧氨氧化的低碳设计