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水污染治理領域
01.技術名稱
城市污水短程反硝化耦合部分厭氧氨氧化深度脫氮技術
02.適用范圍
城鎮污水處理廠新建或升級改造。
03.技術內容
技術原理
城鎮污水首先進入生化池的厭氧區，厭氧區生物膜和污泥中的反硝化菌進行短程反硝化，將回流污泥中的硝態氮還原為亞硝態氮，生物膜上的厭氧氨氧化菌將亞硝態氮和氨氮轉化為氮氣；污水再進入缺氧區，生物膜和污泥中的反硝化菌進行短程反硝化，將回流硝化液中的硝態氮還原為亞硝態氮，而后生物膜中的厭氧氨氧化菌將亞硝態氮和氨氮轉化為氮氣；最后污水進入好氧區，氨氧化菌與亞硝酸鹽氧化菌將污水中剩余的氨氮氧化為硝態氮，最終實現城鎮污水短程反硝化耦合厭氧氨氧化脫氮。生化池中裝填了懸浮填料，填充率為15%～20%。
圖1 短程反硝化耦合部分厭氧氨氧化技術工作原理
主要創新點
(1)發現并實現短程反硝化為厭氧氨氧化提供基質亞硝態氮的新途徑與新思路，突破了主流城鎮污水厭氧氨氧化基質難以穩定獲取和厭氧氨氧化脫氮貢獻率低的技術瓶頸。
(2)提出短程反硝化耦合部分厭氧氨氧化實現城鎮污水深度脫氮技術，并已工程化應用。
(3)可在常溫下大規模原位富集厭氧氨氧化菌，徹底擺脫菌群需要定期接種的限制，自養脫氮效果穩定。
(4)在生化池中投加懸浮填料實現厭氧氨氧化菌等功能菌群高度富集，提高了脫氮效率和生化池自養脫氮比例，從而減少好氧區曝氣量，減少剩余污泥產量和二氧化碳等溫室氣體排放。
04.污染治理或環境修復效果
以山東省青島市城陽城區污水處理廠和江蘇省宜興市屺亭污水處理廠為例，與傳統硝化/反硝化脫氮工藝相比，該技術可節省約30%曝氣能耗，無需外加碳源，僅通過對原水中碳源的有效利用，出水總氮可削減至10mg/L以下。生化反應過程中減少二氧化碳和氧化亞氮等溫室氣體排放，從而可以減少污水處理過程碳排放。
05.技術示范情況
短程反硝化耦合部分厭氧氨氧化深度脫氮技術應用于青島市城陽城區污水處理廠升級改造工程(5萬m3/d)和宜興市屺亭污水處理廠升級改造工程(5萬m3/d)，均取得了較好的效果。以屺亭污水處理廠為例，主要設計參數：HRT22 h(其中厭氧區HRT為5.5h，好氧區HRT為8h，缺氧區HRT為8.5h)， MLSS 6800mg/L，最大回流比200%。運行至今，該廠出水指標穩定達到COD<40mg/L，總氮<8mg/L，氨氮<0.5mg/L。該技術實現了對原水中碳源的充分利用，噸水處理費僅0.30～0.40元，節能降耗效果顯著。生產出的高品質再生水可用于河道補水、循環冷卻、市政綠化等，取得了良好的社會、經濟和環境效益。
06.投資估算
屺亭污水處理廠改造項目，新增填料費1800萬元，總投資3000萬元。
07.投資回收期
屺亭污水處理廠改造項目，設備投資回收期8.2年(不含建設期)。
08. 技術成果轉化推廣前景
該技術可實現污水處理廠深度脫氮，并節省藥劑投加量和電耗。污水處理廠可不停產改造，在污水處理領域具有較好的市場潛力。
