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國際領先!極限脫氮技術通過鑒定

發布時間:2020-01-03 14:59

01  成果鑒定會概況

2019年12月22日,由中國環境科學學會組織的“活性自持深度脫氮技術及示范工程”成果鑒定會在河北省寧晉縣召開。



“活性自持深度脫氮技術及示范工程”由中國科學院生態環境研究中心(“中科院生態環境研究中心”)和中持水務股份有限公司(“中持股份”)共同完成,旨在解決當前污水處理廠碳氮比不足的情況下低成本深度控氮的難題。



中科院生態環境研究中心和中持股份領導、核心研發團隊和示范工程實施團隊的成員代表參加了此次會議。會上,生態環境研究中心研究員王愛杰向鑒定委員會專家組進行了詳細的成果匯報,隨后中持股份總經理邵凱就技術應用依托工程——寧晉經濟開發區污水處理廠作了介紹。



隨后,專家組赴污水廠對“日處理水量4萬噸活性自持深度脫氮生物濾池(SADeN?-FT)示范工程”進行了現場評估,項目組成員——中科院生態環境研究中心副研究員程浩毅就示范工程的建設和運行情況進行了匯報。
最終,經過項目資料審閱、質詢、討論,鑒定委員會專家一致認為“該項成果為污水深度脫氮提供了經濟、高效的技術途徑,具有廣闊的前景及應用推廣價值,成果整體達到國際領先水平”。



此外,為了加速此項科研成果的應用推廣,本次鑒定會還邀請到河北省生態環境廳副巡視員孫學軍、中國環境保護產業協會副秘書長黃濱輝、長江生態環保集團有限公司副總經理李巍、北控水務集團有限公司執行總裁李力,中國節能環保裝備股份有限公司董事長朱彤等特邀嘉賓蒞臨。



通過對成果匯報的聆聽和對實地應用情況的感知,嘉賓們積極表示未來將從不同角度支持該項目更大規模推廣應用。


02  研發應用背景:革命!擺脫碳源依賴,實現污水低成本深度脫氮


氮素污染,是誘發水體富營養化和水體黑臭的重要原因。當前,污水處理廠為實現氮達標,往往投加大量外部碳源,一方面,是由于部分污水處理廠進水碳源不足,客觀上需要補充碳源;另一方面,則是用于消耗大量通過內回流帶入缺氧區的溶解氧,以提高反硝化速率,彌補反硝化時間和反硝化菌群數量的不足。
然而長期以來,常規污水深度脫氮技術強烈依賴外部碳源投加,導致污水處理廠運營成本的大幅提升、碳源“投不起”和碳源存在穿透風險影響水質達標等現實情況,已成為我國城鎮污水處理廠和工業園區污水處理系統進一步提標和總氮減排的“卡脖子”問題,亟待解決。



基于此背景,中科院生態環境研究中心研究員王愛杰技術團隊與中持股份達成合作,依托于各自技術骨干和研發優勢,自主研發出具有高脫氮負荷與低運行成本特征的非依賴碳源型深度脫氮技術(SADeN?),突破了超凈排放需求下污水低成本深度脫氮的工程難題,在寧晉經濟開發區污水處理廠完成了大規模工程示范。


03  自帶光芒:活性自持深度脫氮技術(SADeN?)


活性自持深度脫氮技術(Self-active denitrification, 又稱SADeN?技術或刪氮?技術)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,避免了常規污水深度脫氮技術存在碳源穿透風險的問題。
通過對載體功能性組分的優化設計和載體構型的優化,使得該項技術具有高負荷脫氮性能?!皠h氮?技術”的主要優勢包括:
①復合功能性生物載體原材料相對廉價,使得“刪氮?技術”較常規異養反硝化深度脫氮技術成本大幅度降低;
②“刪氮?技術”是自養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;
③“刪氮?技術“可以同步實現深度除磷。



目前,刪氮?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,發展出標準型(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;針對市政/園區污水、分散源污水、工業廢水和污染水體等不同環境對象的深度脫氮需求,發展出濾池型(SADeN?-FT)、填充床型(SADeN?-PB)、流化床型(SADeN?-FB)、人工濕地型(SADeN?-CW)等多構型刪氮?工藝,為技術應用提供了系統化支撐。2019年,該項技術入選《北京市水污染防治技術目錄(2019版)》(共21項)


系列化硫基復合功能性生物載體(ThiocreF?)


04  新技術的率先垂范:寧晉經濟開發區污水處理廠



由中持建設并運營的寧晉經濟開發區污水處理廠規??刂泼娣e12.59平方公里,建成區面積5.4平方公里,處理規模為4萬噸/天。



2019年,為了降低污水廠總氮達標對外部碳源投加的依賴度、提升污水深度脫氮效果,該污水處理廠采用“刪氮?技術”對原有異養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,完成了規?;こ淌痉?。



刪氮?濾池運行以來,出水總氮濃度穩定低于10mg/L,運行成本較異養反硝化濾池降低40%以上。值得關注的是,這也是目前已知國際上規模最大的自養深度脫氮技術應用工程,預期將有力保障下游水體斷面持續達標,支撐區域水環境問題的解決。
據悉,這項示范工程已成為寧晉縣的水污染防治重點工程之一,新技術在提標中的引入和實踐,將為當地下一階段的治污工作提供更科學的技術保障,起到更好的工程示范推廣作用。


05  結語



“自主創新的動力源自于需求,面向國家需求,研發‘中國標簽’技術,與產業界協同促進技術的落地生根,為行業發展提供‘中國方案’?!?在項目完成單位致感謝辭中,王愛杰研究員這樣說道。

而中持股份董事長許國棟則表示:“我們將以鑒定會作為新的期待,持續推進刪氮?技術的深度研發。同時,我們也會用互聯網時代的快速迭代精神迅速推廣,在前進當中不斷追求技術的進步完善?!?/section>



這也是中持始終忠于技術領先和技術創新的動力本源和方向。


基于技術商業模式的前沿創新,同時依托內外部資源的有機鏈接和聚合借力,中持將持續深耕區域的綜合環境服務,在發掘業務深度、延展服務維度的點滴探索中積蓄更強大的勢能,并通過一個又一個的項目實踐,樹立起嶄新的行業標桿。




中國科學院生態環境研究中心研究員

國家杰出青年科學基金獲得者

長江學者獎勵計劃特聘教授

國家“萬人計劃”領軍人才入選者

國際水協會會士

中國發明協會會士

國際水協會厭氧專家委員會主席


擔任高濃度廢水處理技術國家工程實驗室副主任,中國科學院環境生物技術重點實驗室主任,中國科學院環境微生物技術聯合實驗室主任。兼任國際水協會廢水資源化專家委員會常務理事,國際水協會中國厭氧分會副主席,美國俄克拉荷馬大學兼職教授,中國環境科學學會國際交流合作工作委員會委員,中國生態學會微生物生態專業委員會副主任,Environmental Research期刊主編,Environmental Science & Ecotechnology期刊執行主編,BMC Microbiology副主編,《環境工程》副主編等。

長期從事水污染控制理論與技術研究,發展了水處理微生物過程優化調控理論,圍繞著水中特征污染物和常規污染物協同去除與深度削減,自主研發了系列生物過程主導的核心技術和優化集成工藝系統,實現了大規模工程化應用和污水資源的再生利用。第一作者或通訊作者發表SCI收錄論文200余篇,申請和授權發明專利80余項。以第一完成人獲國家科技進步二等獎1項和省部級技術發明一等獎2項。



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