如何在传统A2O工艺里种出好氧颗粒污泥？

近有不少读者私信小编，好奇为啥频繁撰写和好氧颗粒污泥有关的文章。小编只能说，因为这是时下的一个热点。

好氧颗粒污泥自成立体分层的微生物群落，包含聚磷菌(PAOs)、氨氧化菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)、反硝化异养菌甚至还有厌氧氨氧化菌(anammox)。它的分层结构使得颗粒污泥通过底物扩散传质作用形成好氧层、缺氧层以及厌氧层，实现COD以及氮磷的去除。好氧颗粒大大改善了污泥的沉降性能，不需要生物絮凝来进行泥水分离。

虽然优点众多，但由于RoyalHaskoningDHV公司(RHDHV)为该工艺技术申请了并取名Nereda®，因此目前该工艺的工程案例主要还是以RHDHV的工程案例为主。

但你是否知道，除了荷兰的Nereda®，业内也有其他可以培养好氧颗粒污泥的技术团队，而且有着和Nereda®不一样的卖点——他们称在传统的活性污泥工艺系统里就种出污泥颗粒。去年9月，来自瑞士的一个工程团队，在他们国家的著名水业刊物《Aqua & Gas》上，分享了相关案例。在本期微信专栏，小编就做一下搬运工，看看运行数据效果如何。

该项目位于在瑞士首都苏黎世和列支敦士登国首都Vaduz之间的瑞士小城Bilten，污水厂的名字是Glarnerland。该污水厂建于1970年初，处理能力为70000人口当量(PE),日处理量约23000m³。

2015年，Glarnerland污水厂面临提标改造的挑战，不仅处理能力要从70000 PE提升到105000 PE，而且要满足更高出水标准(微污染物的去除)。当时的Glarnerland污水厂本身就面临污泥沉降性能差的问题，如果选择扩建，费用起码要1000万瑞士法郎(约7000万人民币)。此时，他们发现可能有一个更便宜的选择。

项目亮点

早在2006年，DEMON厌氧氨氧化工艺的发明人Bernhard Wett博士就给Glarnerland污水厂搭建了一套侧流DEMON系统，处理污泥脱水后的高氨氮废水。脱氮率超过90%。也许由于这让人信服的数据，该厂给了Wett博士一条主流处理线(共四条平行线)进行主流厌氧氨氧化的试验。毕竟如果这能成功，将大大降低运行成本。

可惜的是，当时的侧流DEMON富集的anammox菌不足以支撑主流的需求，但数据显示污泥的沉降性能得到改善。为此，他们“作了点小弊”，使用了一种结构和沉降性能和anammox菌颗粒污泥相同的人工载体材料，以加快颗粒污泥的形成。他们还给这种塑料填料取名Mimics®。可惜的是他们没有公开这种人造颗粒的照片，只有下边使用前后的污泥对比图。

能在16年前就想到用这样的方法培养颗粒，小编自己是很佩服的。除了Glarnerland污水厂，Wett博士的旋流分离器还在奥地利的Strass污水厂大展身手。他也为这种筛选技术取了个厉害的名字，叫inDENSE™。而实际为Glarnerland污水厂承担项目的EssDe则给这项技术取名S::Select®。

虽然眨眼看去，S::Select®和Nereda®工艺的造粒原理不同，前者使用了旋流分离器，后者则利用了SBR反应池的进水/出水-反应-静置的循环周期特性，但实际都是利用了重力筛选出能够“留下来”的颗粒污泥。

中试

在可行性得到初步验证之后，Glarnerland污水厂请来了Eawag对S::Select®进行放大中试，并进一步了解Mimics®的性能。

结果显示，使用S::Select®的主流处理线的硝化效果更好。他们认为原因是硝化菌生长速率较慢，颗粒污泥有效延长了SRT，从而给与NOB菌更充足的时间完成硝化。

由于项目团队初认为载体的使用是关键所在，所以Eawag也对Mimics®进行了考察。结果显示没有在出水样品中检出Mimics®，但会有部分Mimics®通过旋流分离器进入剩余污泥中(约10%，这些污泥会送去焚烧)。但他们也发现，在2015年夏天启动完成后，即使再没有添加新的填料，污泥沉降性能依然得以保持。

工程化

初使用的间歇曝气法，通过氨氮传感器决定曝气开关。

Glarnerland污水厂为四条平行处理线都分别安装旋流分离器。

二沉池排出的污泥通过一个泵送进旋流分离器，而且进入旋流分离器前还会先经过一个筛网，作用是防止旋流分离器的堵塞。在旋流分离器中，沉降性能好的污泥颗粒回流到生物反应器，轻质难沉降的污泥会在被甩出，然后收集到地下式的存储罐中。每两条平行线共用一个存储罐，这些污泥会运去进行浓缩。

五年半的运行

这次改造历时五年半。初三年，项目团队仅在其中一条线做中试，然后再加入一条。直到2019年夏天，四条线才全都配上了旋流分离器系统。

下图是Glarnerland污水厂在2012-2020年间的SVI变化情况。可以看出，使用旋流分离器后，污泥沉降性能大大改善，从原来的>400mL/g降至
来源：JIEI创新实验室

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