生物除磷究竟有多劃算？終于有人算清楚了

水處理網(wǎng)訊:2016年4月，美國國家清潔水組織協(xié)會(NACWA)聯(lián)合美國水環(huán)境聯(lián)合會(WEF)和美國環(huán)保署(EPA)等多個組織，成立了名為“Utility of the Future Today”的項目，鼓勵各地水務(wù)局在水回用、水流域治理、污泥回用、能量回收以及原材料回收等方面開展相關(guān)項目。同年8月NACWA公布了該項目首批獲認證的水務(wù)局名單。

美國未來水資源回收局logo | 圖源：NACWA

在今年10月舉行的WEFTEC大會上，又有39個水務(wù)局進入名單，其中包括了位于科羅拉多州的丹佛城市污水處理局(MWR)。他們因在磷回收方面的卓越工作而獲得提名。更難得的是，它把生物除磷的成本好好算了一遍。

生物除磷究竟要多少錢？我們馬上來看個究竟。

丹佛水務(wù)局新舊logo對比 | 圖源：metrowaterrecovery.com

世界最大的磷回收工廠

丹佛水務(wù)局目前負責(zé)兩個污水處理廠的運營，包括了Robert W. Hite Treatment Facility(簡稱RWHTF污水廠)和New Northern Treatment Plant(簡稱新北處理廠)，前者始于1966年，處理能力約83萬m³/天，后者建于2016年，處理能力為11萬m³/天。

RWHTF污水廠鳥瞰圖 | 圖源：metrowaterrecovery.com

2015年，當(dāng)?shù)氐奈鬯畯S出水總磷標(biāo)準(zhǔn)從此前的7mg/L降至3mg/L，并且預(yù)計在2018年進一步降到1mg/L。

丹佛污水廠總氮總磷出水標(biāo)準(zhǔn)變化 | 圖源:http://westcas.org/

丹佛水務(wù)局為此準(zhǔn)備了三個方案：

1、生物除磷

2、生物除磷+三級過濾

3、生物除磷+過濾+絮凝沉淀

早在2012年，他們就完成了生物除磷的中試。實際數(shù)據(jù)顯示，強化生物脫氮除磷(EBPR)的除磷率達90%，能將出水的磷濃度降至低于1mg/L。但若想將除磷率提升至99%(0.1mg/L的水平)，需要付出更大的成本，安裝三級過濾處理和絮凝沉淀等工藝。建于目前當(dāng)?shù)刂恍鑸?zhí)行出水總磷1mg/L的標(biāo)準(zhǔn)，0.1mg/L的標(biāo)準(zhǔn)可能到2037年才執(zhí)行，因此生物除磷已經(jīng)能滿足要求。

磷回收

除了生物除磷，丹佛水務(wù)局還為該污水廠引進了磷回收的技術(shù)。

2020年10月，這套設(shè)備正式投產(chǎn)運行。據(jù)丹佛水務(wù)局官網(wǎng)介紹，聯(lián)同生物除磷技術(shù)，污水廠排入南普拉特河的總磷濃度已經(jīng)低于0.5mg/L。

MagPrex磷回收設(shè)備 | 圖源：centrisys-cnp.com

這個反應(yīng)器叫MagPrex，熟悉磷回收的朋友，應(yīng)該已經(jīng)猜到它的背后其實就是德國AirPrex的工藝技術(shù)。在以前的微信推送里我們就介紹過，AirPrex最大的賣點是在回收磷的同時，防止鳥糞石在管道、泵和其他設(shè)備的積聚造成的堵塞問題。

磷回收是一石二鳥的技術(shù)方案 | 圖源：YouTube截圖

磷回收技術(shù)的實施也減少了聚合物的消耗。

據(jù)介紹，他們自稱這是目前全世界最大的磷回收案例。更喜人的是，污水廠成功為這些鳥糞石找到了買家——2021年8月26日，污水廠將首批約23噸的 鳥糞石轉(zhuǎn)交給了當(dāng)?shù)匾患医蠥1 Organics的堆肥生產(chǎn)商，這是污水廠的里程碑事件，象征著磷回收技術(shù)可以為污水廠開源創(chuàng)收。

MagPrex得到的磷肥產(chǎn)品 | 圖源：YouTube截圖

污水回收工廠標(biāo)桿

除了磷回收，RWHTF污水廠早在2013年就開始對AnitaMOX側(cè)流厭氧氨氧化技術(shù)進行中試測試。

側(cè)流厭氧氨氧化中試設(shè)備及結(jié)果 | 圖源：MWRD

如今這套設(shè)備也已投產(chǎn)運行，每年能為污水廠減排200萬磅的氨氮。

污水廠的側(cè)流厭氧氨氧化的具體位置 | 圖源：wwdmag

早在2009年，他們就將污水廠的污泥加工成為生物固體，取名METROGRO。如今他們把這些污泥用在距離丹佛市區(qū)100公里外的METROGRO農(nóng)場，面積達5萬英畝，用來種植冬小麥、高粱-蘇丹草和玉米等作物，并放養(yǎng)牧綿羊和牛，那里還有一些野生動物，例如包括土狼、鹿、羚羊、田鼠、公牛蛇、響尾蛇、鷹、鴿子等。

METROGRO農(nóng)場實景 | 圖源：metrowaterrecovery

他們甚至在2019年就開始研究好氧顆粒污泥工藝的改造可能性，初步研究成果也已發(fā)表在2021年7月的國際水協(xié)會(IWA)的期刊《Water Science & Technology》上，感興趣的朋友可以訪問以下網(wǎng)址查閱詳情:

https://iwaponline.com/wst/article/84/2/302/79246/Inducing-granulation-within-a-full-scale-activated

洛基山的水童話

1961年5月15日對丹佛來說是具有歷史意義的一天，13 個城市的公民領(lǐng)袖簽署協(xié)議決定修建丹佛的大都會污水廠。下圖的黑白圖片就是1964年RWHTF污水廠施工前的樣貌。

誰能想到60年后，這座污水廠不僅沒有衰敗，還不斷迸發(fā)新的生機，集各種最前沿的污水處理技術(shù)于一體，成為美國乃至全球污水廠的經(jīng)典案例。希望有朝一日，小編能去到現(xiàn)場眼見為實。

如果非要為這個洛基山旁的水處理故事弄一個矯情的結(jié)尾，小編覺得唯一匹配的BGM就是約翰·丹佛(他不是來自丹佛)的《高高洛基山》(Rocky Mountain High)。正如歌詞寫道：“He left yesterday behind him, you might say he was born again. You might say he found a key for every door。” 丹佛的污水廠把昨天拋在身后，不斷擁抱新的技術(shù)充換新生，它找到了一把通往未來可持續(xù)發(fā)展康莊大道的鑰匙。

原標(biāo)題:生物除磷究竟有多劃算？終于有人算清楚了