近日，一項名為“SADeN®活性自持深度脫氮“的新技術引發(fā)業(yè)內廣泛關注。它是一種無需外加有機碳源，即可實現水中硝態(tài)氮深度去除的新型生物脫氮系統(tǒng)，脫氮效率高、運行成本低、應用范圍廣，能夠解決上述的“卡脖子”問題
碳源“投不起”已成為我國污水處理廠總氮達標的主要瓶頸之一。近日，一項名為“SADeN®活性自持深度脫氮“的新技術引發(fā)業(yè)內廣泛關注。它是一種無需外加有機碳源，即可實現水中硝態(tài)氮深度去除的新型生物脫氮系統(tǒng)，脫氮效率高、運行成本低、應用范圍廣，能夠解決上述的“卡脖子”問題。據了解，該技術目前已經有不少的工程應用，覆蓋市政污水、工業(yè)污水、水環(huán)境治理、農村污水等多個領域，污水處理總量已超過30萬噸/天。
▼中央生態(tài)環(huán)保督察通報多起典型案例
在督察組通報的案例中，很多污水處理廠的進水COD濃度都低于100毫克/升，個別甚至達到15毫克/升，不用處理就達到一級A了。進水COD濃度過低，C/N比不足，一方面會加重污水廠的運行負擔，另一方面還會破壞污泥活性，影響污水生物處理系統(tǒng)運行效能，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之一。近幾年國家大力治理黑臭水體，總氮指標也是日益加嚴，一級A要求達到15mg/L，準四類則要求小于10mg/L。怎么辦？為了實現總氮達標，污水處理廠往往不得不投加外部碳源，以彌補進水碳源的不足。但是，過度依賴外部碳源投加，也會帶來新的問題。一方面運營成本大幅提高，尤其是在今年水處理藥劑大幅漲價的情況下；另一方面還會導致污泥產量大增，給后續(xù)對污泥處置增加困難。此外，碳源投加還存在COD穿透的風險，有可能影響水質達標。總之，碳源“投不起”問題已經成為污水處理廠運行的一大痛點，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，直接實現脫氮呢？
11月3日，2020年度國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重舉行，一個名叫“污水深度生物脫氮技術及應用”的項目（編號2020-F-304-2-01）榮獲了國家技術發(fā)明獎二等獎。
據了解，該項目由哈爾濱工業(yè)大學、北京工業(yè)大學、中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心、中持水務股份有限公司、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，該研究團隊在國家自然基金、國家高技術研究發(fā)展計劃、國家水體污染控制與治理科技重大專項等項目支持下，歷經十余年攻關，提出了水處理微生物呼吸代謝調控新原理，創(chuàng)建了優(yōu)化生物脫氮路徑、加速呼吸代謝進程和強化微生物代謝偶聯等新方法，發(fā)明了控碳脫氮、解構脫氮和自養(yǎng)脫氮新材料、新技術和新工藝，突破了低成本深度脫氮的技術瓶頸和工程難題。
1、控碳脫氮：發(fā)明了基于碳載電子流向調控的污水碳源優(yōu)化分配高效脫氮技術。2、解構脫氮：發(fā)明了基于電子轉移速率調控加速含氮有機物解構氨化的新技術。3、減碳脫氮：發(fā)明了基于反硝化電子供給方式調控的外部碳源精確投加和活性自持自養(yǎng)反硝化技術。其中，“污水深度生物脫氮技術及應用”項目的一個關鍵技術就是“SADeN®活性自持深度脫氮”技術（又稱“珊氮®技術”）。
2019年，中持股份與中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心聯合成立北京中持碧澤環(huán)境技術有限責任公司（下稱“中持碧澤”），匹配啟動資金，加大技術投入，開始技術攻關。到2019年12月22日，“SADeN®活性自持深度脫氮”技術順利通過了中國環(huán)境科學學會“環(huán)保科技成果鑒定會”的審定，得到了專家和評委的一致認可。
“SADeN®活性自持深度脫氮”技術，最大的特點就是無需外加有機碳源，即可實現水中硝態(tài)氮深度去除。據了解，它是一種基于復合功能性生物載體（ThiocreF®）驅動反硝化反應的污水脫氮技術，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)污水深度脫氮技術存在碳源穿透風險的問題。1、復合功能性生物載體原材料相對廉價，使得“珊氮®技術”較常規(guī)異養(yǎng)反硝化深度脫氮技術成本大幅度降低；2、“珊氮®技術”是自養(yǎng)反硝化主導的污水生物脫氮技術，能夠實現極低的污泥產率；中持碧澤總經理李蓉蓉介紹說，該技術從反應機理上顛覆了傳統(tǒng)的脫氮方式，通過利用無機碳（CO2、HCO3-、CO32-）作為碳源，自養(yǎng)反硝化菌能夠以復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。
而通過對復合活性生物載體中硫、鐵及其他活性組分進行優(yōu)化設計，則能促使附著其上的功能微生物形成代謝偶聯網絡，實現高生物持有量、長距離電子傳遞，進而獲得高負荷脫氮能力，徹底擺脫對碳的依賴。
▼SADeN®自養(yǎng)反硝化脫氮生物系統(tǒng)構成
目前，“珊氮®技術”已經形成載體，工藝、菌劑三大類產品。針對差異化水質處理需求，“珊氮®技術”則發(fā)展出標準型（ThiocreF®-G）、堿度強化型（ThiocreF®-A）、除磷強化型（ThiocreF®-P）等系列化硫基復合功能性生物載體產品。而針對市政/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)境對象的深度脫氮需求，“珊氮®技術”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）等多構型珊氮®工藝。投入市場兩年以間，該技術的相關業(yè)績已經覆蓋了市政污水、工業(yè)污水、水環(huán)境治理、農村污水等多個領域，污水處理總量已超過30萬噸/天。例如，在河北寧晉，由中持建設并運營的寧晉經濟開發(fā)區(qū)污水處理廠采用“珊氮®技術”對原有異養(yǎng)反硝化濾池進行改造，化解了碳源穿透風險，更好地適應了出水COD≤30mg/L的新排放標準，已經完成了規(guī)?；こ淌痉?。珊氮®濾池運行以來，該廠出水總氮濃度穩(wěn)定低于10mg/L，運行成本較異養(yǎng)反硝化濾池降低40%以上。據了解，這也是目前已知國際上規(guī)模最大的自養(yǎng)深度脫氮技術應用工程，將有力保障下游水體斷面持續(xù)達標，支撐區(qū)域水環(huán)境問題的解決。▼寧晉經濟開發(fā)區(qū)污水處理廠提標改造項目
此外，在最近剛剛建成投運的宜興城市污水資源概念廠，“珊氮®技術”也有應用，可以實現總氮內控標準小于3mg/L的“極限去除”。在白洋淀城中村污水深度脫氮示范項目中，該技術能夠實現總氮從15mg/L降低到5mg/L，是目前標準最高的農村污水項目。
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