近日，一項(xiàng)名為“SADeN®活性自持深度脫氮“的新技術(shù)引發(fā)業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。它是一種無需外加有機(jī)碳源，即可實(shí)現(xiàn)水中硝態(tài)氮深度去除的新型生物脫氮系統(tǒng)，脫氮效率高、運(yùn)行成本低、應(yīng)用范圍廣，能夠解決上述的“卡脖子”問題
碳源“投不起”已成為我國(guó)污水處理廠總氮達(dá)標(biāo)的主要瓶頸之一。近日，一項(xiàng)名為“SADeN®活性自持深度脫氮“的新技術(shù)引發(fā)業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。它是一種無需外加有機(jī)碳源，即可實(shí)現(xiàn)水中硝態(tài)氮深度去除的新型生物脫氮系統(tǒng)，脫氮效率高、運(yùn)行成本低、應(yīng)用范圍廣，能夠解決上述的“卡脖子”問題。據(jù)了解，該技術(shù)目前已經(jīng)有不少的工程應(yīng)用，覆蓋市政污水、工業(yè)污水、水環(huán)境治理、農(nóng)村污水等多個(gè)領(lǐng)域，污水處理總量已超過30萬噸/天。
▼中央生態(tài)環(huán)保督察通報(bào)多起典型案例
在督察組通報(bào)的案例中，很多污水處理廠的進(jìn)水COD濃度都低于100毫克/升，個(gè)別甚至達(dá)到15毫克/升，不用處理就達(dá)到一級(jí)A了。進(jìn)水COD濃度過低，C/N比不足，一方面會(huì)加重污水廠的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，另一方面還會(huì)破壞污泥活性，影響污水生物處理系統(tǒng)運(yùn)行效能，致使脫氮效果欠佳。而脫氮，恰恰是污水處理廠最核心的任務(wù)之一。近幾年國(guó)家大力治理黑臭水體，總氮指標(biāo)也是日益加嚴(yán)，一級(jí)A要求達(dá)到15mg/L，準(zhǔn)四類則要求小于10mg/L。怎么辦？為了實(shí)現(xiàn)總氮達(dá)標(biāo)，污水處理廠往往不得不投加外部碳源，以彌補(bǔ)進(jìn)水碳源的不足。但是，過度依賴外部碳源投加，也會(huì)帶來新的問題。一方面運(yùn)營(yíng)成本大幅提高，尤其是在今年水處理藥劑大幅漲價(jià)的情況下；另一方面還會(huì)導(dǎo)致污泥產(chǎn)量大增，給后續(xù)對(duì)污泥處置增加困難。此外，碳源投加還存在COD穿透的風(fēng)險(xiǎn)，有可能影響水質(zhì)達(dá)標(biāo)。總之，碳源“投不起”問題已經(jīng)成為污水處理廠運(yùn)行的一大痛點(diǎn)，亟待得到解決。那么，有沒有一種辦法，能夠不依賴外部碳源投加，直接實(shí)現(xiàn)脫氮呢？
新技術(shù)榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)11月3日，2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在人民大會(huì)堂隆重舉行，一個(gè)名叫“污水深度生物脫氮技術(shù)及應(yīng)用”的項(xiàng)目（編號(hào)2020-F-304-2-01）榮獲了國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
▼國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)證書
據(jù)了解，該項(xiàng)目由哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、中持水務(wù)股份有限公司、信開水環(huán)境投資有限公司共同完成，主要完成人為：王愛杰、彭永臻、程浩毅、梁斌、邵凱、侯鋒。公開資料顯示，該研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然基金、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)等項(xiàng)目支持下，歷經(jīng)十余年攻關(guān)，提出了水處理微生物呼吸代謝調(diào)控新原理，創(chuàng)建了優(yōu)化生物脫氮路徑、加速呼吸代謝進(jìn)程和強(qiáng)化微生物代謝偶聯(lián)等新方法，發(fā)明了控碳脫氮、解構(gòu)脫氮和自養(yǎng)脫氮新材料、新技術(shù)和新工藝，突破了低成本深度脫氮的技術(shù)瓶頸和工程難題。
該項(xiàng)目的主要發(fā)明點(diǎn)包括：1、控碳脫氮：發(fā)明了基于碳載電子流向調(diào)控的污水碳源優(yōu)化分配高效脫氮技術(shù)。2、解構(gòu)脫氮：發(fā)明了基于電子轉(zhuǎn)移速率調(diào)控加速含氮有機(jī)物解構(gòu)氨化的新技術(shù)。3、減碳脫氮：發(fā)明了基于反硝化電子供給方式調(diào)控的外部碳源精確投加和活性自持自養(yǎng)反硝化技術(shù)。其中，“污水深度生物脫氮技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是“SADeN®活性自持深度脫氮”技術(shù)（又稱“珊氮®技術(shù)”）。
2019年，中持股份與中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心聯(lián)合成立北京中持碧澤環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司（下稱“中持碧澤”），匹配啟動(dòng)資金，加大技術(shù)投入，開始技術(shù)攻關(guān)。到2019年12月22日，“SADeN®活性自持深度脫氮”技術(shù)順利通過了中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)“環(huán)?？萍汲晒b定會(huì)”的審定，得到了專家和評(píng)委的一致認(rèn)可。
“無需外加有機(jī)碳源，即可實(shí)現(xiàn)深度脫氮”“SADeN®活性自持深度脫氮”技術(shù)，最大的特點(diǎn)就是無需外加有機(jī)碳源，即可實(shí)現(xiàn)水中硝態(tài)氮深度去除。據(jù)了解，它是一種基于復(fù)合功能性生物載體（ThiocreF®）驅(qū)動(dòng)反硝化反應(yīng)的污水脫氮技術(shù)，由于反硝化過程依靠載體自身提供電子激活，無需依賴外部碳源投加，因此具有活性自持的特征，避免了常規(guī)污水深度脫氮技術(shù)存在碳源穿透風(fēng)險(xiǎn)的問題。1、復(fù)合功能性生物載體原材料相對(duì)廉價(jià)，使得“珊氮®技術(shù)”較常規(guī)異養(yǎng)反硝化深度脫氮技術(shù)成本大幅度降低；2、“珊氮®技術(shù)”是自養(yǎng)反硝化主導(dǎo)的污水生物脫氮技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)極低的污泥產(chǎn)率；3、“珊氮®技術(shù)”可以同步實(shí)現(xiàn)深度除磷。中持碧澤總經(jīng)理李蓉蓉介紹說，該技術(shù)從反應(yīng)機(jī)理上顛覆了傳統(tǒng)的脫氮方式，通過利用無機(jī)碳（CO2、HCO3-、CO32-）作為碳源，自養(yǎng)反硝化菌能夠以復(fù)合活性生物載體作為硝酸鹽氮還原的電子供體，完成微生物新陳代謝，將受硝氮污染水體中的NO3--N 還原為N2。
而通過對(duì)復(fù)合活性生物載體中硫、鐵及其他活性組分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，則能促使附著其上的功能微生物形成代謝偶聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)高生物持有量、長(zhǎng)距離電子傳遞，進(jìn)而獲得高負(fù)荷脫氮能力，徹底擺脫對(duì)碳的依賴。▼SADeN®技術(shù)8大核心優(yōu)勢(shì)
▼SADeN®自養(yǎng)反硝化脫氮生物系統(tǒng)構(gòu)成
目前，“珊氮®技術(shù)”已經(jīng)形成載體，工藝、菌劑三大類產(chǎn)品。針對(duì)差異化水質(zhì)處理需求，“珊氮®技術(shù)”則發(fā)展出標(biāo)準(zhǔn)型（ThiocreF®-G）、堿度強(qiáng)化型（ThiocreF®-A）、除磷強(qiáng)化型（ThiocreF®-P）等系列化硫基復(fù)合功能性生物載體產(chǎn)品。而針對(duì)市政/園區(qū)污水、分散源污水、工業(yè)廢水和污染水體等不同環(huán)境對(duì)象的深度脫氮需求，“珊氮®技術(shù)”還發(fā)展出濾池型（SADeN®-FT）、填充床型（SADeN®-PB）、流化床型（SADeN®-FB）、人工濕地型（SADeN®-CW）等多構(gòu)型珊氮®工藝。投入市場(chǎng)兩年以間，該技術(shù)的相關(guān)業(yè)績(jī)已經(jīng)覆蓋了市政污水、工業(yè)污水、水環(huán)境治理、農(nóng)村污水等多個(gè)領(lǐng)域，污水處理總量已超過30萬噸/天。例如，在河北寧晉，由中持建設(shè)并運(yùn)營(yíng)的寧晉經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠采用“珊氮®技術(shù)”對(duì)原有異養(yǎng)反硝化濾池進(jìn)行改造，化解了碳源穿透風(fēng)險(xiǎn)，更好地適應(yīng)了出水COD≤30mg/L的新排放標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)完成了規(guī)模化工程示范。珊氮®濾池運(yùn)行以來，該廠出水總氮濃度穩(wěn)定低于10mg/L，運(yùn)行成本較異養(yǎng)反硝化濾池降低40%以上。據(jù)了解，這也是目前已知國(guó)際上規(guī)模最大的自養(yǎng)深度脫氮技術(shù)應(yīng)用工程，將有力保障下游水體斷面持續(xù)達(dá)標(biāo)，支撐區(qū)域水環(huán)境問題的解決。▼寧晉經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠提標(biāo)改造項(xiàng)目
此外，在最近剛剛建成投運(yùn)的宜興城市污水資源概念廠，“珊氮®技術(shù)”也有應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)總氮內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)小于3mg/L的“極限去除”。在白洋淀城中村污水深度脫氮示范項(xiàng)目中，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)總氮從15mg/L降低到5mg/L，是目前標(biāo)準(zhǔn)最高的農(nóng)村污水項(xiàng)目。
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