耦合流化床和电容去离子实现污水处理高效达标与低碳化运行
罗定坤1
仝培培1
李志华1
任天龙2
杨成建1
王晓昌1
1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安 710055;西安市环境工程装备智能化技术重点实验室,陕西西安 710055;西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室,陕西西安 7100552.西安创业水务有限公司,陕西西安 710086
摘要：目前,污水厂多采用生物处理工艺降解去除污染物,降解过程既消耗能源又不利于资源回收,并产生温室气体.为此,本研究开发了一种全物化的造粒流化床-流动电极电容去离子(FPB-FCDI)耦合工艺.该工艺将污染物从污水中分离而不是将其降解,不仅可以获得良好的出水水质,降低污水处理过程中的碳排放量,还可以将分离后的高浓度污染物用于碳氮资源回收.实验结果表明,FPB系统中化学需氧量(COD)和总磷(TP)的去除率分别达到了 70.71％和84.64％,FCDI系统中氨氮(NH4+-N)去除率高达98.50％.FPB-FCDI耦合工艺系统出水的COD、TP、NH4+-N浓度分别为(13.43±1.24)(0.16±0.03)(0.29±0.08)mg/L,达到地表Ⅳ类水质标准.此外,由于FPB系统去除了大部分粒径在0.45～6.00μm的非溶解态或胶体态COD,降低了此类COD对后续FCDI系统的潜在影响,从而使FCDI系统的脱氮电流效率从15.33％升至17.33％,比能耗从11.65(kW·h)/kg降低至10.31(kW·h)/kg,充分发挥出FPB-FCDI耦合工艺的协同作用.同时,FPB-FCDI耦合工艺能够减少温室气体产生,回收潜在资源,使处理过程低碳化,工艺运行过程中产生的能耗折算碳排放量为0.42 kg CO2/m3,是传统生物处理过程的53.83％,若利用厌氧消化回收FPB系统分离碳源产生的电能,还可以进一步减少0.19 kg CO2/m3碳排放量.FPB-FCDI耦合工艺的运行成本为0.42元/m3,仅为传统生活污水处理工艺运行成本的1/4～1/2.本研究探索了一种低碳、高效的污水处理新技术,该技术将为下一代绿色、低碳污水处理工艺的开发提供一种新思路.
关键词：造粒流化床流动电极电容去离子市政污水协同作用低碳
分类号：X703(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(52070149)陕西省重点研发计划资助项目(2023-YBNY-269)陕西省国际科技合作重点资助项目(2024GH-ZDXM-04)
论文发表日期：2025-02-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 173-180 )
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