还原西安四污厌氧氨氧化诞生的真相3

《还原西安“四污”厌氧氨氧化诞生的真相！》写在前面2012年，西安第四污水处理厂一期改造工程完成，该工程采用浦华环保FBC工艺，到现在稳定运行了近6年之久。在次改造工程应用过程中形成了较为稳定的主流部分厌氧氨氧化，该发现属于世界污水处理史上重大的发现，将会带来享誉中外声誉及不可估量的经济价值，所以也引起了很多个人与机构对该技术的争夺！西安“四污”厌氧氨氧化诞生的真相西安四污FBC工艺厌氧氨氧化的发现，让环保圈引起了轰动，随之而来的也是对该技术的质疑及争夺！因对此事件关注，本公众号发表了一篇《红菌之争》（后被某争议方举报被删）在环保圈广泛传播，从而时时关注事件的发展，通过双方的声明，复原一下主流部分厌氧氨氧化在西安四污诞生的真相：一、在厌氧缺氧池投加悬浮填料到底是谁先提出的？根据浦华环保的声明，厌氧缺氧投加悬浮填料工艺是由其首次提出并坚持付诸实践，为浦华环保原创工艺FBC工艺包技术集成了生物载体、流化系统、分离及安保系统、亚硝酸盐制备系统深度脱氮除磷系统、设备自控系统等，“厌氧缺氧投加填料”是FBC工艺包的组成部分之一。浦华环保在投标阶段未与任何专家学者讨论或索取相关技术方案，而是经多次调研、考察、研究和论证，根据工程具体情况在投标文件中提供了FBC工艺包的详细图纸、计算书、设备与材料的具体型号等(P40)，明确了在厌氧和缺氧区投加悬浮填料形成MBBR和水力停留时间等重要技术参数，最终于2012年10月10日通过评标专家的评审顺利中标。中标当月签订合同，厌氧缺氧池土建改造工程开工建设，依据投标文件和合同约定的设备和材料(含厌氧缺氧专用填料、推进器)于2012年内陆续到场，并与土建施工同步进行设备安装调试。(文中提到的所有时间节点皆有相关文件、施工日志、影像资料等为证)。截至2012年12月31日，厌氧、缺氧池填料区生物池主体结构全部施工完毕，第一代往返式填料分离拦截装置已安装就位，实现通水运行，填料逐步投加，以厌缺氧区投加填料为核心的技术方案落地成为既定事实。填料在反应区的流化状态良好，但出水区填料拦截分离装置岀现的堵塞问题影响了工程的正常运行，从2013年初起需解决的问题仅为出水区填料的拦截与分离，这是机械和水力问题，而非水处理工艺问题。综上，从工程进度而言，2012年12月31日，以厌缺氧区投加填料为核心的技术方案落地成为既定事实。首次到访时间为2013年初的任何第三方(个人或团队)均不可能首先提出并坚持在厌氧和缺氧池投加填料并提供技术改造方案！而彭永臻院士的声明中说于2012年末、2013年1月和5月，先后3次受邀到该厂做技术支持。首先提出并坚持建议在厌氧和缺氧池投加填料、调整厌氧/缺氧/好氧池的水力停留时间等技术改造方案，并基本得到各方面的认可。如果按时间点算的话，彭院士的首次提出在厌氧及缺氧池投加填料的说话就不成立了，这也是在《红菌之争》中很多同行留言中质疑的！二、厌氧氨氧化成果归功于填料厂商？根据彭院士的声明中称该工程成果完成单位中，还应当有研发该新型悬浮生物填料的单位，该主要成果也应当归属于：提供填料和MBBR技术的单位！而浦华环保声明中，详细介绍了新型厌氧缺氧悬浮生物填料的开发过程，由浦华环保首次独立研发并委托加工在本项目生物载体系统研发伊始，市场上尚未有适合本工艺的厌氧缺氧填料，浦华环保充分考虑了填料的亲水性能、流态化、比表面积、挂膜速度、能耗、池形等因素，通过对好氧填料添加专门的细菌生长促进成分、抗老化剂、亲水性材料等，经过多次试验和技术配方调整，研发出挂膜速度快、微生物附着能力强、易于流化的厌氧缺氧填料，并委托某厂家以浦华环保提供的技术参数加工供货，并非网上盛传的南方某厂商。所以“该主要成果也应当归属于南方某厂商”的说法严重缺乏事实根据！并且浦华环保还着重说明了厌氧缺氧池投加悬浮填料的分离装置的开发过程，工程改造运营初期通过近半个月对厌缺氧区已投加的填料流态的持续观测，发现第一代拦截分离装置运行效果很差，基本告失败。2013年1月13日将第一代共计12台往返式填料分离装置部分替换为第二代回转式填料拦截分离裝置(共计6台)；2013年1月20日第三代平板式填料拦截分离装置成功投入运行，并开始大批量投加填料。一、二代共18台不锈钢拦截分离装置共造成经济损失几百万元，皆由浦华环保承担。究其根本，只因市政污水厌氧缺氧区投加悬浮填料为浦华环保首次提出并在国内付诸实践，无可借鉴先例。在2013年初，邀请了国内外有关专家学者前往现场试图帮助解决出水区填料拦截分离问题，但均无功而返。在流化系统研发方面，通过水力模型计算、分层能量流场的控制、不同密度填料的组合、搅拌机功率及位置的选择等，实现了全池均匀流化使生物反应器的效率得到充分发挥，并申请了《一种厌氧、缺氧MBBR反应池》(专利号ZL201410509327)的发明专利;在填料分离系统研发方面，我们经过两代填料分离装置的失败，历经挫折和磨难，在人力、物力、财力上投入巨大，终于成功研发出了第三代填料分离装置，并申请了《一种填料分隔装置》〈专利号ZL2014205561960)的实用新型专利等。如果有厂家能够提供厌氧缺氧池的MBBR填料，那么该厂商相应的填料拦截分离技术也是成熟的，至少是能用的，在邀请了国内外有关专家学者前往现场试图帮助解决出水区填料拦截分离问题均无功而返，说明根本不存在能够提供这方面填料的厂商，只是是该厂商的填料还没有到应用的地步！这也侧面说明了谁说的是真的！三、西安四污的厌氧氨氧化现象到底是什么原理？根据彭院士的说明中，在西安第四污水处理厂改造成功，经过近一年的运行后，发现厌氧和缺氧区填料生物膜呈现微红色，很快意识到这很可能是Anammox菌的富集。彭院士第一时间先后安排其的团队对该厂进行了长达4年的跟踪调研（近两年来每月定期取样），最终通过多方面的检测与验证（活性测试、分子生物学检测、高通量测序、物料守恒计算、初步模型确立），发现了这一重要的基于厌氧缺氧MBBR的短程反硝化+部分Anammox的自养脱氮过程。而浦华环保在声明中称，西安四污改造工程最初设计思路是在厌氧、缺氧区投加填料提高生物量，强化脱氮除磷效果，确保一级A达标。工程实施完成后于2013年9月左右发现填料变红，浦华环保敏锐地意识到该现象应为厌氧氨氧化现象。为此，浦华环保邀请清华大学相关团队到现场进行测试并持续研究，取得的科学结论也验证了浦华环保的技术判断。根据相关研究成果，浦华环保与清华大学、西安市污水处理有限责任公司于2016年11月16日进行了成果鉴定，鉴定材料中明确提出了厌氧氨氧化的作用(厌氧氨氧化脱氮贡献率15.09%)和机理。我们研究发现西安第四污水处理厂厌氧氨氧化现象中亚硝态氮主要由短程硝化(NH4+→NO2ˉ)产生。通过控制溶解氧使好氧区末端存在一定量的亚硝酸盐积累，并回流至缺氧区；同时通过条件控制使氨氮在厌缺氧区局部微氧条件下转变成了亚硝酸盐，在填料上富集的厌氧氨氧化菌作用下发生厌氧氦氧化反应。这是在相对于传统AAO回流比较低的情况下实现的，也是真正节能的主流厌氧氨氧化原理。国内某些观点认为“在缺氧池中，又不存在好氧条件及其短程硝化(NH4至NO2)来产生NO2-，因此，只能以污水中的有机物作为电子供体，通过短程反硝化将回流污泥和内回流硝化液中的NO3还原为NO2”，这与西安四污工程厌氧缺氧区通过曝气产生局部微氧从而发生短程硝化的环境条件相背离，两者产生NO2的方法、机理不同。因此，基于短程反硝化提供亚硝酸盐的生物自养脱氮方法，不适于解释西安四污工程主流厌氧氨氧化现象的发生。到底是什么原理，只能是清华与北工大的学术之争了，笔者也没资格去评论五、厌氧氨氧化作用仅为FBC工艺高效脱氮除磷作用的一部分FBC技术是一种基于厌氧缺氧流态化生物载体的污水处理工艺，具有脱氮除磷效率高、投资省、占地小、运行成本低的优点。通过特定工况条件的控制，任何世代周期长的微生物和专性微生物都会在系统中附着生长并富集，FBC技术高效脱氮除了厌氧氨氧化作用外还有水解酸化、短程硝化、短程反硝化及传统反硝化等各种现象参与，从而提高了系统脱氮除磷效率。可参见浦华环保申请的《基于厌氧缺氧流态化生物载体的污水处理方法及系统》(专利号ZL2016214680823)实用新型专利。六、FBC技术成果源于工程实践而非实验室研究！在2012年之前，国内外厌氧氨氧化研究中均还未曾出现通过在厌氧缺氧区投加悬浮填料来富集厌氧氨氧化细菌的方法。厌氧氨氧化细菌代时长，对环境条件要求高，嗜高温，以往的研究也都选择在30-35摄氏度条件下完成。换言之，工程伊始，在中低温条件下，未有相关理论方法可供借鉴。工程走在研究的前面，不是用什么厌氧氨氧化理论和专利指导出来，超出了一般人的常识。科学上的重大发现都是偶然发现的，发现后才进行深入的研究。本工程出现厌氧氨氧化后才引起了学术界的关注和深入研究。西安四污改造工程完工时间在先，技术成果产出时间在后，浦华环保总结工程实践经验，产生及衍生的相关论文、专利、科研成果相继发表，与其他学者后来的厌氧氨氧化相关专利技术原理不同、本质不同不存在媒介传播的“专利之争、原理之争、红菌之争”等问题。