水处理

十年磨一菌!澳洲养出吃污水的超级菌?

2021-05-26 10:59:39 JIEI创新实验室 作者:瓦村农夫

一座位于澳大利亚昆士兰州的污水处理厂,最近受到了澳洲各大媒体的关注,因为它声称自己花了十年时间,养出了一种可以吃污水的超级细菌,还说这种细菌能为水务公司每年节省约50万澳币的运营费用。

究竟是什么细菌有这样的“超能力”?

作者:瓦村农夫

十年磨一菌

Urban Utilities成立于2010年,是澳大利亚昆士兰州的水务公司,服务人口约150万。澳洲第三大城市布里斯班的污水处理业务也由它负责。

下图的一男一女都是Urban Utilities的员工。这个小型反应器里装着的就是现在在澳洲名声大噪的超级细菌。

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上图的女士叫Michelle Cull,她是Urban Utilities的发言人。她在接受媒体时说:“这些细菌没有超人的X射线或者神力,但对于污水它们有惊人的胃口。”

好了,小编就不再卖关子——这个超级细菌就是厌氧氨氧化菌(anammox) 。显然,超级细菌不是小编瞎编的,是澳洲媒体统一口径给它起的绰号,估计也是为了方便公众传播。

从零开始

用厌氧氨氧化菌处理污水早不是新鲜事。

既然这是旧闻,为何澳洲媒体把它当新闻来报道呢?

小编私下猜测有两大原因:首先,这是澳洲在本土培养驯化出来的anammox菌;其次,这是一次从零开始、科学养菌的探索——Urban Utilities花了5年时间才积累到可投产的水平。

Michelle Cull女士表示,在试验刚启动的时候,公司的厌氧氨氧化菌储备只够装一个果酱瓶。“但现在我们的厌氧氨氧化菌的量足以填满10多个后院泳池。”她说。

这个项目至今已进行了10年。之所以要这么长时间,是因为澳洲法律在生物安全有明文规定,禁止细菌的进口,因此当地的专家团队需要自己动手,创造合适的环境来培养细菌。

Michelle Cull女士说:“养菌应该算是这个项目最大的挑战了。因为厌氧氨氧化菌的生长速度很慢,我们真的得像带小孩那样养育它们。”该项目团队专门搭建了一个“厌氧氨氧化菌农场”来培养菌种。“我们花了好多力气维持温度的稳定,很高兴最终看到它们从农场运到污水处理厂。”她说。

人口增长的需求

Cull女士说的污水厂叫Luggage Point 污水厂,它是昆士兰州最大的污水厂。污水厂的经理Peter Donaghy说他们之所以要引入厌氧氨氧化菌,是因为布里斯班的人口在不断增长。

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他们预计到2041年,污水厂的处理当量要从2019年的750000PE增加到900000PE。“城市人口的增长意味着产生更多的废水,也意味着要处理更多的氮磷。厌氧氨氧化菌的脱氮能力非常出色,它使我们厂的处理能力提高了10%。”Peter Donaghy先生说。

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生物膜载体

那他们究竟是怎样从零种菌的呢?

秘密就在这位帅哥手持的烧杯里。

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这些圆片是塑料做的,密布的网格给厌氧氨氧化菌提供了停留和生长的空间,也就是我们常说的生物膜载体。

厌氧氨氧化菌的时代周期远长于硝化菌。有了载体的帮忙,启动时间能从过去的18个月缩至3-4个月。

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他们选择Veolia公司的Anita™MOX工艺,用移动膜生物反应器(MBBR)培养厌氧氨氧化菌。

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2020年七月,他们在组织了一场线上研讨会,分享了Anita™MOX工艺的原理和案例。据他们的统计,从2010年在瑞典马尔默Sjolunda污水厂开始,他们的侧流厌氧氨氧化工艺案例至今已累计达28个,其中规模最大是美国丹佛的Denver Metro污水厂,处理能力达4000 kg-N/天。

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逐步升级

他们先从500L 的规模开始种菌,然后增大到12m³,再接着增至50m³ (2019年10月),最终达到工程应用的规模。

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他们的侧流厌氧氨氧化反应器的体积为954m³,处理能力为1083m³/天,每天能去除氨氮850kg。

因为减少了曝气量和化学品的使用,他们估算和传统方法相比,能耗能减少60%,每年能为此节省50万澳币。

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上边提到的那个50m³反应器,如今他们称它为Biofarm。这是澳大利亚首个也是目前唯一一个培养厌氧氨氧化菌的“农场”。现在他们计划用它给澳洲的其他污水厂提供anammox接种服务。

Donaghy经理说:“我们Urban Utilities的其他污水厂很快也可以用上这些菌了。如果澳洲其他高公司的污水厂想用上Anammox工艺,我们也可以为其供菌。”

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非洲经济女学家Dambisa Moyo说过:“种一棵树最好的时间是十年前,其次是现在。” 澳洲水务公司用十年时间种出自己的红菌的故事,对世界其他国家的水业同行而言,这是一个很大的激励去培养他们自己的“超级细菌”。事不宜迟,因为下一次最好的机会永远是现在。


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