PiSADN污水高效低成本深度脱氮技术

PiSADN污水高效低成本深度脱氮技术是国内外首次提出的污水高效低成本深度脱氮解决方案

一、项目分类

关键核心技术突破

二、成果简介

到2020年底，全国大部分新建污水处理厂和敏感区域污水处理厂均已经提标到一级A标准。由于我国的城市污水C/N比普遍偏低，难以满足脱氮要求。当前污水处理厂主要采用投加有机碳源的方式强化反硝化脱氮，为此大大增加了成本。为解决此问题，近年来学术界、工业界致力于寻找化学碳源以外的替代性电子供体以实现低成本的污水脱氮，其中，硫自养反硝化技术是重点关注对象。

基于S0的自养反硝化工艺（SADN）是一种新兴的低成本污水脱氮技术。但S0的溶解度低导致它的生物可利用性差，因而限制了SADN的速率而阻碍工艺的推广应用。本技术研究创新发现，揭示了SADN中加入少量有机碳除促进SADN反应速率的机理，并丰富了有机物投加条件下的多种不同硫形态电子供体或有机物电子供体的反硝化路径。此外，进一步研究发现通过在SADN体系自发形成多硫化物（Sn2-），其生物可利用性远高于S0。Sn2-一旦产生，可迅速被硫氧化反硝化菌利用，实现污水中硝氮的快速还原。这一通过多硫化物介导并加速硫自养反硝化的技术，称为PiSADN反应过程（Polysulfide-involved SADN），是国内外首次提出的污水高效低成本深度脱氮解决方案。

目前本技术已经申请了1个国家发明专利，已发表2篇SCI学术论文，其中一篇发表在环境领域顶级期刊Water Research上，因此，本技术具有先进性和独占性。

本技术是为解决污水的深度脱氮难题而提出，应用场景广泛，适用于多种污水的深度脱氮。如城市污水的二级处理、工业废水的深度脱氮、农业废水的总氮去除等。目前已完成技术的小试及中试研究，在小试研究中实现了高达95%以上的硝氮去除率，出水硝酸盐浓度低于1.8 mg N/L，脱氮速率高达1.46 kg/m3-d；在中试研究中实现了高达0.98 kg/m3-d的脱氮速率，充分验证了该技术的高效性，已经具备开展大试研究的条件。

在中试研究中实现了高达0.98 kg/m3-d的脱氮速率，已经具备开展大试研究的条件。

本技术可直接嵌入常规污水处理流程的好氧池之后，即污水经过污水处理厂的常规生化处理工艺后，可直接进入多硫化物介导的硫自养反硝化工艺进行深度脱氮后再进行沉淀、消毒、排出。本技术与现有污水处理设施、设备适应性高，障碍小，应用前景广阔。相比城市污水脱氮常规异养反硝化工艺所需的高昂的有机碳源成本（约为0.238元/m³），PiSADN工艺所需的S0成本仅约为0.024元/m³，每立方米污水能节约电子供体成本0.214元，一个日处理能力为10万立方米的中型污水处理厂每天可节省药剂运行成本约2.14万元。综上，本技术具有广阔的应用前景和经济效益，可为城市污水总氮达标难、达标贵难题提供一种高效、低成本的解决方案。