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国际领先!极限脱氮技术通过鉴定

发布时间:2020-01-03 14:59

01  成果鉴定会概况

2019年12月22日,由中国环境科学学会组织的“活性自持深度脱氮技术及示范工程”成果鉴定会在河北省宁晋县召开。



“活性自持深度脱氮技术及示范工程”由中国科学院生态环境研究中心(“中科院生态环境研究中心”)和中持水务股份有限公司(“中持股份”)共同完成,旨在解决当前污水处理厂碳氮比不足的情况下低成本深度控氮的难题。



中科院生态环境研究中心和中持股份领导、核心研发团队和示范工程实施团队的成员代表参加了此次会议。会上,生态环境研究中心研究员王爱杰向鉴定委员会专家组进行了详细的成果汇报,随后中持股份总经理邵凯就技术应用依托工程——宁晋经济开发区污水处理厂作了介绍。



随后,专家组赴污水厂对“日处理水量4万吨活性自持深度脱氮生物滤池(SADeN®-FT)示范工程”进行了现场评估,项目组成员——中科院生态环境研究中心副研究员程浩毅就示范工程的建设和运行情况进行了汇报。
最终,经过项目资料审阅、质询、讨论,鉴定委员会专家一致认为“该项成果为污水深度脱氮提供了经济、高效的技术途径,具有广阔的前景及应用推广价值,成果整体达到国际领先水平”。



此外,为了加速此项科研成果的应用推广,本次鉴定会还邀请到河北省生态环境厅副巡视员孙学军、中国环境保护产业协会副秘书长黄滨辉、长江生态环保集团有限公司副总经理李巍、北控水务集团有限公司执行总裁李力,中国节能环保装备股份有限公司董事长朱彤等特邀嘉宾莅临。



通过对成果汇报的聆听和对实地应用情况的感知,嘉宾们积极表示未来将从不同角度支持该项目更大规模推广应用。


02  研发应用背景:革命!摆脱碳源依赖,实现污水低成本深度脱氮


氮素污染,是诱发水体富营养化和水体黑臭的重要原因。当前,污水处理厂为实现氮达标,往往投加大量外部碳源,一方面,是由于部分污水处理厂进水碳源不足,客观上需要补充碳源;另一方面,则是用于消耗大量通过内回流带入缺氧区的溶解氧,以提高反硝化速率,弥补反硝化时间和反硝化菌群数量的不足。
然而长期以来,常规污水深度脱氮技术强烈依赖外部碳源投加,导致污水处理厂运营成本的大幅提升、碳源“投不起”和碳源存在穿透风险影响水质达标等现实情况,已成为我国城镇污水处理厂和工业园区污水处理系统进一步提标和总氮减排的“卡脖子”问题,亟待解决。



基于此背景,中科院生态环境研究中心研究员王爱杰技术团队与中持股份达成合作,依托于各自技术骨干和研发优势,自主研发出具有高脱氮负荷与低运行成本特征的非依赖碳源型深度脱氮技术(SADeN®),突破了超净排放需求下污水低成本深度脱氮的工程难题,在宁晋经济开发区污水处理厂完成了大规模工程示范。


03  自带光芒:活性自持深度脱氮技术(SADeN®)


活性自持深度脱氮技术(Self-active denitrification, 又称SADeN®技术或删氮®技术)是一种基于复合功能性生物载体(ThiocreF®)驱动反硝化反应的污水脱氮技术,由于反硝化过程依靠载体自身提供电子激活,无需依赖外部碳源投加,因此具有活性自持的特征,避免了常规污水深度脱氮技术存在碳源穿透风险的问题。
通过对载体功能性组分的优化设计和载体构型的优化,使得该项技术具有高负荷脱氮性能。“删氮®技术”的主要优势包括:
①复合功能性生物载体原材料相对廉价,使得“删氮®技术”较常规异养反硝化深度脱氮技术成本大幅度降低;
②“删氮®技术”是自养反硝化主导的污水生物脱氮技术,能够实现极低的污泥产率;
③“删氮®技术“可以同步实现深度除磷。



目前,删氮®技术已经形成载体,工艺、菌剂三大类产品。针对差异化水质处理需求,发展出标准型(ThiocreF®-G)、碱度强化型(ThiocreF®-A)、除磷强化型(ThiocreF®-P)等系列化硫基复合功能性生物载体产品;针对市政/园区污水、分散源污水、工业废水和污染水体等不同环境对象的深度脱氮需求,发展出滤池型(SADeN®-FT)、填充床型(SADeN®-PB)、流化床型(SADeN®-FB)、人工湿地型(SADeN®-CW)等多构型删氮®工艺,为技术应用提供了系统化支撑。2019年,该项技术入选《北京市水污染防治技术目录(2019版)》(共21项)


系列化硫基复合功能性生物载体(ThiocreF®)


04  新技术的率先垂范:宁晋经济开发区污水处理厂



由中持建设并运营的宁晋经济开发区污水处理厂规模控制面积12.59平方公里,建成区面积5.4平方公里,处理规模为4万吨/天。



2019年,为了降低污水厂总氮达标对外部碳源投加的依赖度、提升污水深度脱氮效果,该污水处理厂采用“删氮®技术”对原有异养反硝化滤池进行改造,化解了碳源穿透风险,更好地适应了出水COD≤30mg/L的新排放标准,完成了规模化工程示范。



删氮®滤池运行以来,出水总氮浓度稳定低于10mg/L,运行成本较异养反硝化滤池降低40%以上。值得关注的是,这也是目前已知国际上规模最大的自养深度脱氮技术应用工程,预期将有力保障下游水体断面持续达标,支撑区域水环境问题的解决。
据悉,这项示范工程已成为宁晋县的水污染防治重点工程之一,新技术在提标中的引入和实践,将为当地下一阶段的治污工作提供更科学的技术保障,起到更好的工程示范推广作用。


05  结语



“自主创新的动力源自于需求,面向国家需求,研发‘中国标签’技术,与产业界协同促进技术的落地生根,为行业发展提供‘中国方案’。” 在项目完成单位致感谢辞中,王爱杰研究员这样说道。

而中持股份董事长许国栋则表示:“我们将以鉴定会作为新的期待,持续推进删氮®技术的深度研发。同时,我们也会用互联网时代的快速迭代精神迅速推广,在前进当中不断追求技术的进步完善。”



这也是中持始终忠于技术领先和技术创新的动力本源和方向。


基于技术商业模式的前沿创新,同时依托内外部资源的有机链接和聚合借力,中持将持续深耕区域的综合环境服务,在发掘业务深度、延展服务维度的点滴探索中积蓄更强大的势能,并通过一个又一个的项目实践,树立起崭新的行业标杆。




中国科学院生态环境研究中心研究员

国家杰出青年科学基金获得者

长江学者奖励计划特聘教授

国家“万人计划”领军人才入选者

国际水协会会士

中国发明协会会士

国际水协会厌氧专家委员会主席


担任高浓度废水处理技术国家工程实验室副主任,中国科学院环境生物技术重点实验室主任,中国科学院环境微生物技术联合实验室主任。兼任国际水协会废水资源化专家委员会常务理事,国际水协会中国厌氧分会副主席,美国俄克拉荷马大学兼职教授,中国环境科学学会国际交流合作工作委员会委员,中国生态学会微生物生态专业委员会副主任,Environmental Research期刊主编,Environmental Science & Ecotechnology期刊执行主编,BMC Microbiology副主编,《环境工程》副主编等。

长期从事水污染控制理论与技术研究,发展了水处理微生物过程优化调控理论,围绕着水中特征污染物和常规污染物协同去除与深度削减,自主研发了系列生物过程主导的核心技术和优化集成工艺系统,实现了大规模工程化应用和污水资源的再生利用。第一作者或通讯作者发表SCI收录论文200余篇,申请和授权发明专利80余项。以第一完成人获国家科技进步二等奖1项和省部级技术发明一等奖2项。



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