生物脱氮除磷之父亲身解说BNR技能的新进展

　　【我国环保在线 技能前沿】用天然的微生物办法完成污水的脱氮除磷，这便是BNR技能立异的创意。现在，BNR技能在实践运用中也获得了可喜开展，未来该技能或有望改动磷收回现状，改变磷供给衰减危机。　　James Barnard博士是2007年美国Clarke水奖和2011年新加坡李光耀水奖的获得者。自从20世纪70年代就开端从事污水处理的研讨，Barnard博士一向参加各地再生水厂的规划参谋作业，在探究BNR的道路上一直没有中止行进的脚步。其研制的养分物去除工艺在国际许多污水厂得到了运用，被誉为生物法脱氮除磷之父。
　　“跟着人们对污水处理生化原理了解的加深，咱们完全可以规划出牢靠的体系完成高规范出水：经过生物脱氮使出水TN到达小于3mg/L的规范，生物除磷可以到达出水正磷酸盐小于0.1mg/L，与化学除磷结合则可以低至0.01mg/L。”--- James Barnard
　　虽然现已年过八旬，Barnard博士现在依然精力充沛地作业着，他的身影常常能在各大水处理大会上看到。2017年6月，总部坐落美国丹佛的水研讨基金会(Water Research Foundation)(随后在2017年10月宣告与美国水环境研讨基金WERF兼并)主办了一个区域研讨会，总结了污水处理生物养分物去除(BNR)范畴的新开展。整个研讨会由的咨询公司Black & Veatch公司技能实践James Barnard博士主讲。本期咱们将和咱们共享Barnard博士原汁原味的陈述视频。
　　生物脱氮除磷之父
　　在上世纪70年代，Barnard博士构想用天然的微生物办法完成污水的脱氮除磷，以处理其时南非和干旱的纳米比亚的水质问题，并因而创始了的BNR工艺技能。Barnard博士初仅仅想当个结构工程师，但由于参加了约翰内斯堡邻近的一个污水厂项目，这位生于南非的年轻人决议全身心肠投入到污水处理工作中。
　　在20世纪中期BNR问世之前，污水处理厂现已能成功运用生物办法去除有机污染物、氨氮、悬浮固体和病原体。但氮磷等养分物依然只能运用化学品去除，但这会导致富养分化等问题，对水体生态构成晦气影响。在美国德州大学奥斯丁分校和田纳西州的Vanderbilt University修得环境工程和水资源的硕士和博士学位后，Barnard博士回到他的家园南非。由于水华迸发，供水缺少和水质欠安现已是当地严峻的问题。传统的化学处理办法本钱昂扬且发生很多仍需后续处理的污泥。作为比勒陀利亚国家水研讨所的研讨员，Barnard博士开端考虑怎么使用微生物的生物学办法脱氮除磷。
　　到1972年，他现已开发出了一种四段式脱氮工艺，去除率高达92%，并且不必增加化学品。然后在接下来的短短三个月内，他又压服约翰内斯堡政府将他的新脱氮工艺运用于新建的Goudkoppies污水厂的规划中。 两年后的1974年，Barnard博士又开发了早的强化生物除磷工艺(EBPR)。
　　经过不断的研讨和验证，包含小规模试验和大规模的全尺度项目，Barnard博士终发明晰能同步脱氮除磷的工艺，也便是为人所熟知的BNR工艺。 在曩昔的40年里，他将BNR技能不断调整改进，以习惯国际各地不同的气候、环境约束和基建条件。这使得BNR工艺得到性推行遍及，事例遍及美国、欧洲、加拿大、澳大利亚、新西兰、我国、巴西等国际各地的数千座污水处理厂。BNR被广泛以为是近代污水处理重要的立异之一。
　　其实早在2006年美国水处理技能博览会(WEFTEC)上，Barnard博士就宣布过一篇题为《Biological nutrient removal: Where we have been, where we are going ?》的总述论文。在之后的十几年里，污水处理职业取得了一日千里的开展，包含了厌氧颗粒污泥技能在的遍及，以及包含厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥等新工艺的问世。Barnard博士这次在丹佛研讨会上的BNR总述陈述也将这些“新事物”归入在内，他的讲演不仅是一次对BNR常识精华的提炼总结，也涵盖了厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥以及新式污染物的生物处理等新技能。
　　活性污泥
　　Barnard博士总述了活性污泥和BNR的理论基础，包含了HRT、SRT、硝化和反硝化等概念。
　　生物除磷
　　Barnard博士描绘了化学除磷的缺陷，继而引出生物除磷的概念，并介绍生物除磷战略的前史演化。他还说到由于Tetrasphaera属菌也吸取磷，因而在更深的厌氧条件下除磷作用可以得到强化。污水搜集体系里的发酵程度各不相同，视乎详细区域的气候。许多污水处理厂现已尝试了厂内就地发酵的战略。
　　MBR膜生物反应器
　　MBR膜生物反应器在BNR范畴的运用是污水处理界近些年的重要立异。MBR将膜技能整合到活性污泥工艺中，可以完成更的出水。
　　磷收回
　　磷是有限的资源，对其进行收回非常重要。Barnard博士举例说到了加拿大Ostara公司经过WASSTRIP以及鸟粪石沉积技能(?点击链接检查相关往期推送)等办法可以完成完好的磷收回。
　　颗粒活性污泥
　　正常的活性污泥工艺操作会构成“疏松”的絮状物。颗粒活性污泥工艺则构成颗粒状絮凝物，其沉降功能更好，并可以增强除磷功率。
　　厌氧氨氧化
　　Anammox菌可将氨氮和亚硝酸氮结合转化为氮气。这个工艺进程节省了动力，并且占地面积更小。
　　新式污染物的生物处理
　　污水中常见的许多致癌物、个人护理品和药物等可以经过生物办法得到处理。SRT是这些化合物降解的要害操作参数。
　　BNR的未来
　　Barnard博士在承受WERF美国水环境研讨基金的时采访从前说过，跟着人们对污水处理生化原理了解的加深，咱们完全可以规划出牢靠的体系完成高规范出水：经过生物脱氮使出水TN到达小于3mg/L的规范，生物除磷可以到达出水正磷酸盐小于0.1mg/L，与化学除磷结合则可以低至0.01mg/L。
　　在固有的占地更小、功率更高的长处基础上，Barnard博士以为膜辅佐的BNR污水厂还将从很多膜功能优化研讨中获益。由于膜的固液别离功能优异。
　　Barnard博士将磷比作“生命的电池”。国际磷储量的有限性使得磷肥价格一涨再涨，对此他表明了忧虑。他以为BNR工艺有助于改变磷供给衰减危机，由于磷收回是BNR工艺的副产品，在生物工艺中吸收的磷和镁可以经过鸟粪石的方式转化成肥料。
　　让他振奋的是，跟着咱们对微生物国际知道的加深以及新微生物的发现(例如anammox菌)，咱们可以更好地使用天然来改进咱们寓居的环境。
　　原标题：生物脱氮除磷之父James Barnard亲身解说BNR技能的新开展