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    王凱軍:國內外提標改造米高梅開戶研究與好氧顆粒污泥米高梅開戶發展(下)

    美高梅官網_美高梅國際賭場_澳門米高梅官方網站開戶  來源:JIEI創新實驗室  作者:王凱軍  2019/8/14 8:57:07  我要投稿  
    所屬頻道: 水處理  關鍵詞:好氧顆粒污泥 污水處理米高梅開戶 王凱軍

    美高梅官網_美高梅國際賭場_澳門米高梅官方網站開戶訊:編者按:上周我們推出了清華大學環境學院王凱軍教授的《從好氧顆粒污泥發展看科研的基因與終極目標是什么?(上) 》一文后,其中觀點引起了很多業內讀者的反響和反思。

    在下篇中,王凱軍教授進一步揭示了為什么我國采用同樣的米高梅開戶,效果卻比國外差一個等級?為什么在荷蘭已經成功將好氧顆粒污泥推向生產性應用多年后,世界上大多數國家,尤其是我國卻仍然沒有從理論研究的圈子里走出來?王凱軍教授分享了其課題組對荷蘭好氧顆粒污泥理論的驗證性研究,系統驗證了好氧顆粒污泥米高梅開戶的發展與米高梅開戶關鍵。其對于水解階段的應用顯示如何消化吸收再創新的方式,也讓我們忍不住思考:科研的基因和終極目標究竟是什么?

    (本文根據其發言整理,未經本人審閱)

    污水處理米高梅開戶發展趨勢

    前文提到污水處理米高梅開戶發展一直是以米高梅官網為導向,隨著環境米高梅官網的不斷出現,米高梅開戶不斷疊加,污水處理米高梅開戶流程也在不斷增加,使得系統日益復雜,處理成本日益增加,系統的安全性便隨之降低。在我國一個典型的例子是污水處理要求達到一級A標準和Ⅳ類水標準,其中Ⅳ類水標準要通過過濾或曝氣生物濾池才可達到。這也使得我國的污水處理工藝米高梅開戶路線深受詬病。

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    與污水處理工藝糖葫蘆串式線性發展模式不同,國外好氧顆粒污泥的米高梅開戶則提供了一個工藝更加集成,更加綜合的發展方向。新型反應器由于是顆粒污泥,其污泥量大于10g/L,污泥濃度甚至能達到15g/L,生物量大,可以同時解決有機物、氮、磷去除米高梅官網,出水水質良好。此外,系統高效,不用二沉池,占地面積小。

    從污水處理系統的發展來看,今后仍會不斷推出新的要求。但是,污水處理米高梅開戶能否不以簡單疊加的方式發展?為什么在荷蘭好氧顆粒污泥可以得到迅速推廣?下面是一個典型的歐洲污水處理工藝案例。

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    歐洲目前采用傳統的活性污泥工藝可以達到總氮10mg/L以下,總磷1mg /L以下。如果沒有新的米高梅開戶,我國用活性污泥工藝要達到京標A、京標B或天津標準、合肥標準,需要加膜工藝(MBE或UF)或曝氣生物濾池和過濾。其中差距我認為主要與我國的整體管理水平有關。以后在歐洲一些人口密集地區將會執行更加嚴格的標準,其中總氮要達到2.2mg/L,總磷要達到0.1mg/L。大家可以思考,歐洲會采用什么工藝,我國采用什么工藝可以達到這個標準?

    2015年,在荷蘭鹿特丹建成了一個大型污水處理廠,然而該廠被荷蘭人認為自2015年建成之后就落后了。原因何在?因為采用好氧顆粒污泥米高梅開戶以后,二沉池可以全部取消,整體可節省土地70%,節省能耗30%。所以,除了簡單的米高梅開戶疊加方式,我們需要進一步思考米高梅開戶本身的發展米高梅官網。

    好氧顆粒污泥培養理論

    這里重申一下好氧顆粒污泥的“豐盛-饑餓”理論:首先,采用升流式厭氧進水(特點一、二),發展厭氧的聚磷菌使緩慢成長的細菌形成一個核心(特點三)。其中,厭氧是豐盛階段,有很多食物,好氧是饑餓階段;其次是快速沉淀的淘汰方式(特點四),有利于好氧顆粒污泥的成長。以上這四點就是Mark好氧顆粒污泥理論的核心。

    這里要說明的是,我們的實驗是在5、6年前進行的,實驗完成后沒有發布,我們認為荷蘭既然已經成功開發出生產性的好氧顆粒污泥工藝,大家通過文獻和米高梅開戶交流已經可以充分了解了這一重大進展。

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    然而,從最近幾年國內對這一領域的研究成果看,大家似乎并沒有真正掌握好氧顆粒污泥的精髓。仍然采用快速進水策略、好氧剪切力為主導的好氧顆粒污泥理論指導實驗,這也是至今國內沒有解決應用米高梅官網的原因之一。

    對荷蘭好氧顆粒污泥理論的驗證性研究

    為了驗證Mark的好氧顆粒污泥理論,我們課題組在五、六年前做了幾組實驗。

    1.第一組實驗:對比國內外三種培養方式

    通過完全曝氣快速進水、存在完全混合狀態的缺氧階段后+曝氣以及Mark的方式——升流式厭氧進水+曝氣,三種好氧顆粒污泥的培養模式進行對比,分別觀察結果。

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    通過完全曝氣的方式形成了顆粒污泥,顆粒污泥蓬松且越長越大,進一步運行很容易解體;缺氧區+曝氣的方式也形成了相對好的顆粒污泥;而采用Mark的方式則形成了非常完美、漂亮的顆粒污泥。R1中顆粒污泥粒徑分布呈兩極分化,顆粒表面覆蓋大量的絲狀菌,核心呈深褐色,后期形成了超大顆粒污泥后解體。R2中顆粒污泥粒徑集中在1.5-2.0mm,表面光滑致密,呈淡黃色球狀。R3中好氧顆粒污泥呈淡黃色球狀,表面光滑致密,平均粒徑達到3.0-4.0mm。

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    2.第二組實驗:乙酸和葡萄糖兩種基質對好氧顆粒污泥的影響

    基于荷蘭的培養方式,我們分別以乙酸和葡萄糖為基質,驗證不同基質種類對好氧顆粒污泥的影響。根據Mark的豐盛-饑餓理論,在厭氧階段需要在系統中選擇緩慢生長的微生物,其利用聚磷菌和聚糖菌,并快速將水中的揮發性有機酸(VFA)形成PHB或GAO。在好氧階段利用復雜有機物——PHB的異氧微生物生長速率較慢,從而形成了顆粒污泥的核心,這是好氧顆粒污泥的形成最為關鍵的一步。以乙酸和葡萄糖兩種作為基質時,仍然采用了傳統培養模式與Mark提出的方式進行了進一步對比。可以得出結論:

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    基質種類對好氧顆粒污泥的影響

    (1)采用同樣的乙酸基質,傳統顆粒污泥培養方式與Mark提出的培養方式的比較實驗可以清楚地看出,Mark提出的培養方式(R2,圖b和e)形成的好氧顆粒污泥性質是最為理想的,顆粒污泥形狀規則,主要為球菌和短桿菌;

    (2)采用乙酸基質的反應器(R1,圖a和d),傳統培養方式培養出的顆粒污泥呈不規則形狀,顆粒污泥結構較為松散,主要是絲狀菌占優勢;

    (3)在以葡萄糖為基質的反應器中(R3,圖c和f):雖然顆粒污泥生長比較規則,但是表面和內部仍然有大量的絲狀菌生長。

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    3、第三組實驗:帶有預酸化處理的好氧顆粒污泥新工藝

    在好氧顆粒污泥培養階段證明揮發酸是非常重要的,實驗均采用葡萄糖作為基質。其中對照實驗不進行預處理直接培養顆粒污泥,另外一個實驗用一個反應器(R1)把葡萄糖先進行酸化,產生揮發性脂肪酸,促進好氧顆粒污泥生長。酸化采用升流式的水解池,然后接好氧顆粒污泥培養反應器(R2)。可以說,該實驗是在融會貫通的基礎上的一個創新性研究,形成了一個新的好氧顆粒污泥的培養和反應工藝。

    (1)水解酸化反應器可以使50%以上的葡萄糖基質變成有機酸;

    (2)對比發現水解后的顆粒污泥形成非常快,顆粒污泥尺寸較大。不水解的顆粒污泥則與小米粒一樣大小。

    (3)以葡萄糖為基質的微生物生長速率比較快,產率甚至可以達到10%。而揮發酸為主體的微生物生長速率則要慢很多(只有3%多一點)。因此,形成了緩慢生長的核心,也就形成了顆粒污泥生長好的方式。

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    這一系列實驗充分驗證了Mark的“豐盛-饑餓”好氧顆粒污泥的形成理論,同樣也表明在對好氧顆粒污泥進行的大量研究中,我們很多研究者面對真理視而不見,我國乃至全世界范圍的大多數研究仍然以發表文章為導向,而不是以澳門米高梅官方網站開戶應用為導向,這是一個科研誤區,誤人誤己誤國。


    原標題:JIEI | 王凱軍:從好氧顆粒污泥發展看科研的基因和終極目標是什么?(下)

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