工程实例国产好氧颗粒污泥工程见闻

近日，北京建筑大学几名青年教师与博士生前往河南南阳淅川，以国内研发的工程示范项目——好氧颗粒污泥（ AGS ）污水处理工艺为实例，进行了为期 3 天的现场工程实践能力实习培养。这一好氧颗粒污泥示范工程是北京首创股份有限公司、北京建筑大学与荷兰代尔夫特大学共同成立的中—荷未来污水处理技术研发中心合作的成果，在小试、中试基础上升级为工程应用示范项目，选址于南水北调中线取水源头——丹江水源保护地。

示范工程设置于淅川处理规模为 1000 m ³ /d 的一乡镇污水处理厂，原设计工艺为 4 组 CAST 池（图 1 ）。 AGS 示范工程改造选用 1 组 CAST 池，其中 2/3 体积被用作 AGS 反应池（图 1 绿色区域），设计处理水量为 500 m ³ /d 。剩余 500 m ³ /d 仍由原 3 组 CAST 池处理（图 1 红色区域）。这一示范工程改造开工于疫情期间的 2020 年 3 月，克服疫情、材料、施工、设备等重重困难，于 2020 年 9 月通水并于同年 10 月正式开始颗粒污泥培养与运行。尽管冬季进水温度低（最低 10.5 ^o C ）、进水 COD 浓度低（平均 175 mg/L ）、颗粒化速度缓慢，但经几个月运行后目前颗粒成型良好、稳定，在不投加药剂情况下已完全达到一级 A 标准。

图 1  新旧工艺现场对比（绿色为改造后的 AGS 工艺；红色为原 CAST 工艺）

现场肉眼观察 AGS 颗粒化程度明显（ > 30% ， 颗粒污泥形状见 图2 ），停曝 30 min 后泥水界面（ MLSS=6600 mg/L ， VSS/SS=0.68  ）已降至 1.0 m 以下，而与之对应的 CAST 池停曝 30 min 后泥水界面（ MLSS=4580 mg/L ， VSS/SS=0.38 ） 仅降约 0.3 m 。现场 AGS 池与 CAST 池停曝动态沉降过程可见以下视频，沉降结果示于图3 。

图 2   颗粒污泥形状

图 3 AGS 污泥（左）与 CAST 污泥（右） 5 min 与 30 min 沉降比（ SV ）

（ AGS ： MLSS=6600 mg/L ， VSS/SS=0.68 ；

  CAST ： MLSS ＝ 4580 mg/L ， VSS/SS=0.38 ）

这一 AGS 示范工程已全面实现智能、自控管理，包括自动充水比调节、进出水水质自动监测、水质参数即时获取并进行运行参数调整、自反馈式精准曝气等等，甚至可以通过手机远程操控。为此，污水处理厂现任厂长感慨道：我们 5 个人用 3 个 CAST 池都干不过人家（ AGS ） 1 个人 1 个池。

图 4 智慧化管理监测仪表（左）与中控室（右）

节能降耗、甚至实现碳中和运行目标是当今污水处理的主题。好氧颗粒污泥技术解决了传统反应器平面占地大、投资高、能耗高之缺陷，已被称为下一代污水处理技术。相较于传统活性污泥工艺，颗粒污泥工艺因其密实的颗粒化形态可聚集很高的污泥浓度，在相同处理规模和负荷条件下，至少可节约占地 50% （综合流程占地），使运行成本降低约 35% ，显然是优选的低碳污水处理工艺。

目前，好氧颗粒污泥工艺在全球已有大大小小约 70 多个工程应用案例，但在我国的应用也就只有进口技术 1 例。尽管我国对 AGS 趋之若鹜长达 20 年之久，但“卡脖子”的秘籍要领长期不得其解。此例好氧颗粒污泥工程示范初步结果显示，我国首个自主研发的生活污水好氧颗粒污泥技术已获成功，我们已完全掌握了制约工程化的核心技术。

资料收集、整理： 袁土贵；时琛； 郝丽婷；李季