好氧颗粒污泥(Aerobic Granular Sludge)是通过微生物自凝聚作用形成的颗粒状活性污泥。与普通活性污泥相比,它具有不易发生污泥膨胀、抗冲击能力强、能承受高有机负荷,集不同性质的微生物(好氧、兼氧和厌氧微生物)于一体等特点,近年的研究成果表明AGS能用于处理高浓度有机废水、高含盐度废水及许多工业废水。1991年Mishima等早发现了AGS,并次报道了利用连续流好氧式污泥床反应器(Aerobic Upflow Sludge Blanket,AUSB)培养出AGS。人们从这一研究成果开始了对AGS颗粒化的研究历程。而国内学者对AGS的研究始于1995年,相对滞后于国外的研究。
纳米膜堆肥发酵作为一种新式发酵设备进入到大众视线,由于采用了高科技膜材,借用其单向透过性,使得水蒸气了可透过膜材而臭气分子无法通过,使得畜禽粪污可以直接露天进行发酵。通过分子膜好氧发酵技术,使得风机交换供氧、有效控制微生物活性、控制堆体内氨气挥发,阻隔畜禽粪污臭味扩散,降低物料含水率,缩短堆肥周期。
纳米膜高温好氧堆肥发酵技术不仅应用在养殖场的粪污处理中,也可在有机肥厂的生产中起到关键作用。随着畜禽粪污资源化利用整县推进、农业面源污染防治工作的持续推进,农业农村部等六部门联合印发的《“十四五”全国农业绿色发展规划》。规划进一步明确了4方面11项定量指标,提出秸秆、粪污、农膜利用率分别达到86%以上、80%和85%;是“三加强、一打造”,即加强农业资源保护利用,加强农业面源污染防治,加强农业生态保护修复,打造绿色低碳农业产业链。未来,纳米膜高温好氧堆肥发酵技术将在面源污染、绿色发展中起到重要作用。
纳米膜也叫e-PTFE分子膜。发酵过程中产生的水蒸气和二氧化碳能够从膜的微孔结构扩散出去,而臭气分子如氨气,则溶于膜内层水气,然后滴落回堆体,被进一步分解,既减少了臭气的排放,又提高了堆肥的氮含量。外界雨雪无法渗入膜内,因此可以实现露天运行,减少投资。
与厌氧颗粒污泥相比,好氧颗粒污泥的形成周期较短,约为30 d。在耗能方面,好氧颗粒污泥可在常温条件下进行培养,同时在污水浓度方面局限性小,对高浓度工业废水和城市生活污水的处理均有良好效果。污泥在好氧条件下进行培养,颗粒的分层结构形成好氧、缺氧和厌氧区域,其结构特征可以实现一定程度的脱氮除磷效果。
好氧颗粒污泥具有同时脱氮除磷、去除有机污染物、去除重金属等作用,且去除效果良好。在城市污水和工业废水处理中已经有相关应用。
由于颗粒污泥的结构特征,溶解氧在污泥的不同部位存在差别。因为颗粒污泥外部生存的活性细胞层消耗了大部分氧,所以颗粒污泥核心处没有氧。污水中脱氮所需要的好氧条件和缺氧条件都能够在颗粒污泥内实现。因此,好氧颗粒污泥能够实现良好的生物脱氮效果,从而用于实际的污水脱氮。