PiSADN污水高效低成本深度脫氮技術

資源與環境

PiSADN污水高效低成本深度脫氮技術是國內外首次提出的污水高效低成本深度脫氮解決方案

一、項目分類

關鍵核心技術突破

二、成果簡介

到2020年底，全國大部分新建污水處理廠和敏感區域污水處理廠均已經提標到一級A標準。由于我國的城市污水C/N比普遍偏低，難以滿足脫氮要求。當前污水處理廠主要采用投加有機碳源的方式強化反硝化脫氮，為此大大增加了成本。為解決此問題，近年來學術界、工業界致力于尋找化學碳源以外的替代性電子供體以實現低成本的污水脫氮，其中，硫自養反硝化技術是重點關注對象。

基于S0的自養反硝化工藝（SADN）是一種新興的低成本污水脫氮技術。但S0的溶解度低導致它的生物可利用性差，因而限制了SADN的速率而阻礙工藝的推廣應用。本技術研究創新發現，揭示了SADN中加入少量有機碳除促進SADN反應速率的機理，并豐富了有機物投加條件下的多種不同硫形態電子供體或有機物電子供體的反硝化路徑。此外，進一步研究發現通過在SADN體系自發形成多硫化物（Sn2-），其生物可利用性遠高于S0。Sn2-一旦產生，可迅速被硫氧化反硝化菌利用，實現污水中硝氮的快速還原。這一通過多硫化物介導并加速硫自養反硝化的技術，稱為PiSADN反應過程（Polysulfide-involved SADN），是國內外首次提出的污水高效低成本深度脫氮解決方案。

目前本技術已經申請了1個國家發明專利，已發表2篇SCI學術論文，其中一篇發表在環境領域頂級期刊Water Research上，因此，本技術具有先進性和獨占性。

本技術是為解決污水的深度脫氮難題而提出，應用場景廣泛，適用于多種污水的深度脫氮。如城市污水的二級處理、工業廢水的深度脫氮、農業廢水的總氮去除等。目前已完成技術的小試及中試研究，在小試研究中實現了高達95%以上的硝氮去除率，出水硝酸鹽濃度低于1.8 mg N/L，脫氮速率高達1.46 kg/m3-d；在中試研究中實現了高達0.98 kg/m3-d的脫氮速率，充分驗證了該技術的高效性，已經具備開展大試研究的條件。

在中試研究中實現了高達0.98 kg/m3-d的脫氮速率，已經具備開展大試研究的條件。

本技術可直接嵌入常規污水處理流程的好氧池之后，即污水經過污水處理廠的常規生化處理工藝后，可直接進入多硫化物介導的硫自養反硝化工藝進行深度脫氮后再進行沉淀、消毒、排出。本技術與現有污水處理設施、設備適應性高，障礙小，應用前景廣闊。相比城市污水脫氮常規異養反硝化工藝所需的高昂的有機碳源成本（約為0.238元/m³），PiSADN工藝所需的S0成本僅約為0.024元/m³，每立方米污水能節約電子供體成本0.214元，一個日處理能力為10萬立方米的中型污水處理廠每天可節省藥劑運行成本約2.14萬元。綜上，本技術具有廣闊的應用前景和經濟效益，可為城市污水總氮達標難、達標貴難題提供一種高效、低成本的解決方案。

發明專利

申請號：202210059847.1

通過中試

達到國內領先水平

獨立研究