这座污水厂新建了一个小小的池，却将总氮降至5mg/L以下！
这是我给水友们带来的国外污水厂系列文章的第12篇，今天我想和水友们聊一下荷兰的污水厂。荷兰的水处理技术可以是全球公认的先进，目前各大污水厂的主流工艺：厌氧氨氧化，最早就是由荷兰将这一技术推向工程化应用的。但是，我今天想和大家分享污水厂用的却不是厌氧氨氧化技术，这种工艺不需要分开的生物池和二沉池，无需搅拌器，就可以将总氮降至5mg/L以下。说到这里，我也不卖关子了，今天的主角就是——荷兰埃佩污水厂，它使用的Nereda好氧颗粒污泥处理工艺被认为是未来污水处理的新趋势。下面，我们就来看看这座污水厂是怎么运营的，探讨这种好氧颗粒污泥是否能够撼动厌氧氨氧化工艺在污水处理界的地位呢？文章内容主要会分为三个部分，围绕水友们关心的2个问题展开：1. Nereda好氧颗粒污泥是什么？它是如何运行的？（视频详解）2. 荷兰埃佩污水厂使用好氧颗粒污泥工艺后的处理效果如何？好氧颗粒污泥（Nereda）的工作原理是让微生物长成稠密的颗粒，将污染物沉淀到水池底部，从而获得干净的上清液。颗粒的外层通过好氧过程除去有机物质，同时将铵转化为硝酸盐。在颗粒内部，遵循厌氧过程的微生物将硝酸盐转化为氮气（漂浮到表面）并从水中去除磷酸盐。好氧颗粒污泥的形状系数基本稳定在0.45，纵横比一般在0.79左右，表面和内部生物相极其丰富，主要是形态各异的球菌、杆菌等。但是不同的培养条件对好氧颗粒污泥微生物群落有一定的影响。说的有点抽象，贴心的我为你们准备了一段视频，相信大家可以从中更直观的看到Nereda工艺是如何工作的。1. 泥水分离性能好，不易发生污泥膨胀，在反应器中能形成较高的污泥浓度，从而提高了反应器的容积负荷和抗负荷冲击能力。2. 污水处理过程仅需一个周期，因此无需单独的水箱，泵和二次过滤，从而节省了时间，金钱和占地面积。3. 能够同时进水合出水，集不同性质的微生物（好氧、兼氧和厌氧微生物）于一体，具有同步硝化反硝化(SND)功能。简单地说，Nereda的特点就是出色的沉降性能，因此不需要像传统SBR一样的单独的耗时倾析相。此外，所有生物处理过程均同时在颗粒中进行，仅需一个罐即可。说白了，好氧颗粒污泥其实就是把生物池和二沉池做的事情合并到一起了，同时又做到了比传统活性污泥稳定的效果。听起来确实像画出来的那块饼的样子，应该会适用于处理高浓度有机废水、高含盐度废水或者一些排污不稳定的工业废水。下面我们就来看看Nereda在实际应用中的效果吧。Epe污水厂于2011年底开始运营，是荷兰第一家处理市政废水的Nereda工厂。该工厂以每小时1500 吨/h的速度（相当于6万人口当量）处理市政下水道系统产生的排放的废水，其中大约有15％的污水来自屠宰场。处理后的水被排放到一条小溪中并流入湖泊中，这意味着排放水必须符合欧洲的游泳水标准——总氮浓度降小于5mg/L，磷酸盐浓度小于0.3 mg/L。埃佩污水厂满足荷兰关于出水水质、污泥处理、化学药剂使用以及能耗等方面的所有标准。包括砂滤和污泥处理系统在内，该厂已经成为荷兰全国能耗最低的市政污水厂，并完全满足荷兰总氮小于5mg/L，总磷小于0.3mg/L的出水浓度限值。该厂证明Nereda工艺能降低25%的投资和运行费用，有更强的抗冲击负荷。在pH达到10的条件下(短期工业污水混入)，也能稳定运行。该厂的水质见下表。除了常见的进、出水指标，埃佩污水厂在脱氮除磷的稳定性方面也是出类拔萃的。下表为2012年度1-5月埃佩污水厂的日氨氮、硝酸盐和温度结果。废水温度范围在14 - 16℃之间，氨氮和硝酸盐含量均在设计范围内。随着废水温度的升高，氨氮浓度低于1mg/L，硝酸盐浓度低于5mg/L。下表显示了经过砂滤和未经砂滤的出水的磷酸盐水平(未经过滤的出水直接来自Nereda溢流。埃佩的污泥会在附近的一个大型污水处理厂进行厌氧消化和脱水，脱水后的污泥在一个集中设施中焚烧。好氧颗粒污泥的脱水性能优于传统活性污泥，污泥产量及水厂运行参数见下表（包括进水负荷、工厂流量、化学使用量和固体颗粒）。污水厂运营参数和污泥处理效果(2012年1月- 12月)据RoyalHaskoningDHV称，估计Nereda工艺的成本比传统的基于化学的处理方法低25％至30％。与传统的活性污泥系统相比，Nereda设施的能耗也减少了约30％。埃佩污水厂基于传统活性污泥法的原工艺能耗可达每天3500kWh，而使用Nereda工艺后，每日的能耗已经降低到2000-2500kWh。简而言之，这意味着与其他方法相比，该方法可使用更小的占地面积来处理更高容量的水。实际上，与传统的废水处理厂相比，它占用的空间减少了约75％。好氧颗粒污泥（Nereda）工艺是由荷兰代尔夫特Mark van Loosdrecht教授提出的，它具有比传统活性污泥更好的絮凝效果，能有效节省污水处理时间和占地面积。从埃佩污水厂的处理效果来看，Nereda工艺能更有效清洁废水，显著降低能耗。其实不光是荷兰，近几年Nereda可谓是遍地开花，目前世界上已有66座Nereda污水厂。中国虽然在技术研发上落后欧美，但目前也开始建造Nereda污水厂了。2019年，中建一局所属三公司建设的亚洲第一座Nereda好氧颗粒污泥污水处理厂——龙游县城南工业污水处理厂正式启动试运行。然而，Nereda工艺真的适合中国吗？中国目前污水处理的主流还是在锲而不舍追随主流厌氧氨氧化技术，这又是为什么呢？Nereda最大的优势是减少工厂占地面积，从而减少建设成本，但这一点在不缺少土地面积的中国好像并没有那么重要。而Nereda 工艺启动阶段相对较长(从埃佩水处理厂的调试期间可以观察到这一点)也是不可忽视的一个缺点，这意味着短期效应没有那么高。反观厌氧氨氧化污水处理工艺，厌氧氨氧化菌能够利用氨作为他们的能源，这就不需要再用昂贵的甲醇。并且该反应不需要氧气，所以厌氧氨氧化工艺会消耗更少的电量。该工艺不仅不产生二氧化碳，反而还会消耗它，所以该工艺是非常环保的。总之，与传统的工艺相比，厌氧氨氧化工艺会减少90%的运行费并节省50%的空间面积。也就是说，Nereda能达到的厌氧氨氧化同样都能达到，还更节省碳源。（厌氧氨氧化也分为很多不同的工艺，比如OLAND、CANON、DEMON工艺等，如果水友们感兴趣的话可以点赞或留言，我后期可以出个厌氧氨氧化
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