珊氮®技術(shù) 深度脫氮新突破
珊氮®技術(shù)是利用無機(jī)電子供體替代有機(jī)碳源作為反硝化脫氮驅(qū)動(dòng)力污水處理技術(shù)。該技術(shù)不僅擺脫了對(duì)碳源的依賴性，對(duì)水中溶解態(tài)二氧化碳也具有吸收作用，是真正意義的零碳耗深度脫氮技術(shù)。也就是說，無需外加有機(jī)碳源即可實(shí)現(xiàn)水中硝態(tài)氮深度去除，不僅效率高、成本低，而且實(shí)現(xiàn)了高標(biāo)準(zhǔn)脫氮和低碳減排過程的協(xié)同，可為“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)。該技術(shù)作為“污水深度生物脫氮技術(shù)及應(yīng)用”的核心技術(shù)之一，榮獲2020年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
不是所有硫自養(yǎng)都叫珊氮®，中持碧澤珊氮®技術(shù)的產(chǎn)品化之路
2022年11月9日，“2022(第十四屆)上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇”順利召開。北京中持碧澤環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司總經(jīng)理李蓉蓉發(fā)表了題為“從‘硫自養(yǎng)’到‘珊氮®’的技術(shù)產(chǎn)品之路”的演講。她表示，面對(duì)本土污水治理需求的不斷升級(jí)，越來越多企業(yè)的價(jià)值取向開始從“求量”向“重質(zhì)”轉(zhuǎn)變，也讓以技術(shù)產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)的競(jìng)合創(chuàng)新，成為行業(yè)升級(jí)的必然趨勢(shì)。為此，她分享了中持碧澤三年多來以“珊氮®”為切入進(jìn)行污水深度脫氮的系統(tǒng)性探索，以及在技術(shù)創(chuàng)新和頂層設(shè)計(jì)方面取得的階段性成果。
李蓉蓉
01從0到1，不是所有的“硫自養(yǎng)”都叫“珊氮®”
近些年，面對(duì)總氮的達(dá)標(biāo)與提標(biāo)，采用最多的是以有機(jī)碳源作為電子供體驅(qū)動(dòng)的異養(yǎng)反硝化工藝，由于低碳氮比的水質(zhì)特征以及總氮和COD的同時(shí)提標(biāo)，使得該工藝在使用過程中也會(huì)有不少痛點(diǎn)：碳源投加量大造成運(yùn)行成本上升，精準(zhǔn)投加困難，碳源容易穿透，造成COD再次超標(biāo)。實(shí)際上，以硫作為電子供體驅(qū)動(dòng)的自養(yǎng)反硝化工藝也是去除總氮的一個(gè)選擇，這種工藝也就是我們常說的“硫自養(yǎng)”。相比于異養(yǎng)工藝來說，“硫自養(yǎng)”無需外加碳源，零碳排，無需頻繁投加藥劑，能夠降低30-50%的運(yùn)行費(fèi)用，減少70%的能耗和污泥產(chǎn)量�？梢钥闯觯�“硫自養(yǎng)”是低碳時(shí)代低成本脫氮的一個(gè)優(yōu)選工藝。
“硫自養(yǎng)”是一個(gè)工藝原理，而“珊氮®”是基于這個(gè)原理發(fā)展出來的一個(gè)技術(shù)產(chǎn)品。珊氮®是硫自養(yǎng)的一種形式，但不是所有的硫自養(yǎng)都叫珊氮®。
李蓉蓉介紹道：“‘珊氮®’是運(yùn)用我國(guó)科學(xué)家王愛杰研究員首次提出的硫-鐵協(xié)同驅(qū)動(dòng)反硝化增效原理、攜團(tuán)隊(duì)與中持股份合作開發(fā)出的一項(xiàng)具有工程化意義的創(chuàng)新型技術(shù)產(chǎn)品。2019年，‘珊氮®’技術(shù)經(jīng)五位院士一致鑒定為國(guó)際領(lǐng)先水平，并建立全球首例大規(guī)模示范項(xiàng)目，同期，中持碧澤成立；2020年，“珊氮”技術(shù)作為重要組成部分榮獲2020年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。”
與其他硫自養(yǎng)工藝相比，“珊氮”技術(shù)突破了在材料上的局限性，其創(chuàng)新之一主要表現(xiàn)在ThiocreF®復(fù)合活性生物載體的應(yīng)用上。作為一種可替代有機(jī)碳源的功能型填料，ThiocreF®不僅具有承載微生物的功能，還可實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷脫氮，突破了單質(zhì)硫工藝穩(wěn)定性差、微生物易失活、脫氮效率低、使用受管控等規(guī)�；瘧�(yīng)用瓶頸。
中持碧澤還將研發(fā)出的復(fù)合載體與單質(zhì)硫載體、復(fù)配堿度供體中的微生物分布進(jìn)行對(duì)比，通過觀察與對(duì)比得知，復(fù)合載體在單位面積細(xì)菌數(shù)及單位體積細(xì)菌數(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩種載體，實(shí)現(xiàn)微生物空間分布均勻化，消除非活性區(qū)域。中持碧澤研發(fā)的復(fù)合載體采用扁圓狀構(gòu)型載體，在相同過篩粒徑條件下，能夠提供更大空間比表面積，從而提升脫氮負(fù)荷。
不僅如此，“珊氮”技術(shù)不僅僅能夠脫氮，還有去除SS的功能。經(jīng)研究與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，“珊氮”技術(shù)結(jié)構(gòu)完全可以滿足《水處理用濾料》標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)參數(shù)要求。中持碧澤將“珊氮”技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行了工藝化生產(chǎn)，目前年產(chǎn)能5萬噸，能滿足250萬噸/天污水處理規(guī)模使用，為客戶提供長(zhǎng)效、穩(wěn)定的貨物供應(yīng)保障。
02從1到N，“珊氮®”的產(chǎn)品化之路
“珊氮®”如何從技術(shù)走向產(chǎn)品？中持碧澤針對(duì)不同水質(zhì)研發(fā)出不同型號(hào)的產(chǎn)品，“N”種ThiocreF®型號(hào)適用不同場(chǎng)景。
“‘珊氮®’對(duì)于低堿度污水、城市污水處理廠典型二級(jí)出水水質(zhì)、用于需同步脫氮除磷的污水、高硝氮廢水的流化床脫氮工藝等，甚至對(duì)不同高難度行業(yè)的廢水，也有定制性的產(chǎn)品可以提供。”李蓉蓉介紹道。
不僅如此，珊氮®工藝系統(tǒng)還可在市政污水處理廠改造/新建、工業(yè)園區(qū)污水處理廠改造/新建、人工濕地預(yù)處理段及農(nóng)村污水（一體化設(shè)備）四種場(chǎng)景下應(yīng)用。
珊氮®自養(yǎng)反硝化脫氮濾池(SADeN®-FT) 是“珊氮®”工藝應(yīng)用最為成熟的技術(shù)產(chǎn)品，濾池不僅可實(shí)現(xiàn)碳源的零添加，總氮的去除率更是高達(dá)98%以上，具備極限脫氮的能力的同時(shí)對(duì)SS也能很好地同步去除，并可對(duì)磷進(jìn)行部分去除。具體各功能單元如下：
高負(fù)荷脫氮：達(dá)到單質(zhì)硫的1.5倍，最高可達(dá)0.8kgN/(m³·d)；
極限脫氮功能：宜興項(xiàng)目出水硝態(tài)氮穩(wěn)定達(dá)到2mg/L以下；
高效過濾功能：進(jìn)水SS<30mg/L的情況下出水SS<10mg/L；
部分除磷功能：復(fù)配的Fe2+離子通過吸附、絡(luò)合等反應(yīng)實(shí)現(xiàn)高效除磷。
然而，光依靠技術(shù)的單線突破，仍難以對(duì)處理成效的持續(xù)優(yōu)化給予有力支撐，這對(duì)于工程化應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)、亟需大量實(shí)際數(shù)據(jù)支撐的“珊氮®”工藝來說，尤為如此。
中持碧澤通過對(duì)已有運(yùn)行項(xiàng)目三年累積數(shù)據(jù)的連續(xù)分析，針對(duì)性總結(jié)出適用于“珊氮®”濾池的運(yùn)行工藝和調(diào)控方式，并配套完成了“珊氮®”智能控制系統(tǒng)的開發(fā)，為珊氮®技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和智慧化又邁進(jìn)了歷史性的一步。
針對(duì)自養(yǎng)反硝化濾池的專業(yè)化控制系統(tǒng)，中持碧澤通過用智能在線儀器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，使用珊氮自控系統(tǒng)進(jìn)行整體工藝調(diào)控，以及使用珊氮APP、珊氮云對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行累計(jì)，不斷對(duì)工藝進(jìn)行提升、升級(jí)。其驅(qū)氮和反洗的參數(shù)設(shè)定都是依照珊氮運(yùn)行的特征去設(shè)定和調(diào)整的，同時(shí)針對(duì)停運(yùn)、沖擊、低溫等不利條件，通過投加珊氮強(qiáng)化劑進(jìn)行短期效果強(qiáng)化，以確保提升濾池的耐沖擊性、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
與此同時(shí)，專業(yè)的技術(shù)人員通過對(duì)“珊氮云”上數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期跟蹤，及時(shí)對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)優(yōu)化，以保障項(xiàng)目的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，而客戶也能通過app隨時(shí)查看濾池運(yùn)行情況，進(jìn)行補(bǔ)料管理。這是中持碧澤對(duì)客戶量身定制的獨(dú)門絕技，貼身周到的持續(xù)護(hù)航，傾情投入的永久承諾。
03以客戶為本，“珊氮®”的商業(yè)化之路
貼近客戶需求開展技術(shù)創(chuàng)新，創(chuàng)造符合時(shí)代發(fā)展的環(huán)境價(jià)值，始終是中持布局專業(yè)前沿、打磨服務(wù)品質(zhì)的緣起與落點(diǎn)。在各項(xiàng)目的建設(shè)中，中持碧澤為客戶提供了從前期方案、到中期建設(shè)、再到后期監(jiān)管在內(nèi)的全流程化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了全面的效果保障。
目前，“珊氮®” 智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于13個(gè)項(xiàng)目，涉及工業(yè)、市政、農(nóng)村治污和水環(huán)境綜合治理等領(lǐng)域，污水處理總量超40萬噸/天，年碳減排8682噸。“雖然總處理規(guī)模不是很大，但對(duì)于‘硫自養(yǎng)’技術(shù)來說，卻是較為豐富的工程化經(jīng)驗(yàn)，整個(gè)工藝也得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。”李蓉蓉介紹道。
李蓉蓉對(duì)寧晉污水處理廠提標(biāo)改造項(xiàng)目、宜興城市污水資源概念廠項(xiàng)目、六安鳳凰橋藍(lán)色水質(zhì)凈化廠項(xiàng)目、白洋淀城中村污水深度脫氮示范項(xiàng)目四個(gè)典型案例進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
中持碧澤承接的寧晉污水處理廠提標(biāo)改造項(xiàng)目是全球首座大規(guī)模非碳源依賴深度脫氮技術(shù)示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目的項(xiàng)目規(guī)模為40000t/d，其中93%為工業(yè)源水，中持碧澤將原有工藝“多級(jí)AO+二沉池+深床濾池+高效沉淀池”中的深床濾池改造為珊氮®濾池，達(dá)到COD/TN約2-3的脫氮效果，最終使污水達(dá)到準(zhǔn)Ⅳ類（TN<15 mg/L）排放標(biāo)準(zhǔn)。通過采用珊氮®濾池集成工藝，年綜合運(yùn)行費(fèi)減少145萬元，年減少碳源1073t，年節(jié)約能源11.7 萬 kW·h，年減少污泥734t。2019年12月22日，曲久輝、楊志峰、朱利中、吳豐昌、任洪強(qiáng)五位院士一致鑒定為國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)及示范工程。
宜興城市污水資源概念廠項(xiàng)目是概念廠“初衷版”深度脫氮首選技術(shù)，從2021年9月起實(shí)施，項(xiàng)目規(guī)模為20000t/d ，實(shí)行執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為太湖流域一、二級(jí)保護(hù)區(qū)限值/概念廠內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，通過應(yīng)用“多模式生化處理＋珊氮® 濾池＋高級(jí)氧化單元”，最終達(dá)到TN的出水指標(biāo)不超過3mg/L的效果。同時(shí)，年綜合運(yùn)行費(fèi)減少186萬元，年減少碳源840t，年節(jié)約能源11.6 萬 kW·h，年減少污泥730t。
今年5月，中持碧澤與三峽集團(tuán)合作建設(shè)的三峽集團(tuán)首個(gè)新型污水處理廠——六安鳳凰橋藍(lán)色水質(zhì)凈化廠項(xiàng)目，項(xiàng)目規(guī)模為30000 t/d，通過將“珊氮®”濾池與“改良巴頓甫+二沉池+接觸氧化”相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)出水TN≤5mg/L。出水TN實(shí)現(xiàn)低于《巢湖流域排放標(biāo)準(zhǔn) （DB34/2710-2016）》（TN≤ 10 mg/L）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)2倍的優(yōu)異成績(jī)。同時(shí)，年綜合運(yùn)行費(fèi)減少207萬元，年減少碳源947t，年節(jié)約能源15.3萬 kW·h，年減少污泥770t。
白洋淀城中村污水深度脫氮示范項(xiàng)目是目前標(biāo)準(zhǔn)最高的農(nóng)村污水項(xiàng)目，中持碧澤承接段項(xiàng)目規(guī)模為200t/d ，應(yīng)用“A3/O+MBBR+ 珊氮® 濾池(SADeN®-FT)+人工濕地”工藝，使進(jìn)水總氮≤15mg/L的水質(zhì)，經(jīng)處理后出水達(dá)到總氮≤5mg/L。該項(xiàng)目再進(jìn)入深度脫氮工藝段，最終出水達(dá)到總氮≤5mg/L。
高質(zhì)量發(fā)展即為打破邊界，定義未來。面對(duì)本土污水治理需求的不斷升級(jí)，越來越多企業(yè)的價(jià)值取向開始從“求量”向“重質(zhì)”轉(zhuǎn)變，也讓以技術(shù)產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)的競(jìng)合創(chuàng)新，成為行業(yè)升級(jí)的必然趨勢(shì)。
作為一家聚焦污水深度脫氮技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的企業(yè)，中持碧澤的使命也同樣落筆于此。下一階段，中持碧澤仍將以低碳化、社會(huì)化的治理共識(shí)為方向，以智慧化、精細(xì)化的技術(shù)創(chuàng)新為抓手，推動(dòng)“珊氮®”技術(shù)的差異化創(chuàng)新和產(chǎn)品化落地，構(gòu)建起符合客戶高品質(zhì)運(yùn)營(yíng)需求的技術(shù)產(chǎn)品體系，實(shí)現(xiàn)高站位的價(jià)值創(chuàng)造。
硬科技|中持亮相青島國(guó)際水大會(huì)_同花順圈子
近日，2023（第十八屆）青島國(guó)際水大會(huì)舉辦，來自50多個(gè)國(guó)家的2600余位水處理行業(yè)領(lǐng)袖、專家及資深人士參會(huì)，聚焦“水——生命之源 發(fā)展之基”主題，共謀應(yīng)對(duì)全球水資源危機(jī)下的環(huán)保產(chǎn)業(yè)商機(jī)及技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。北京中持碧澤環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司總經(jīng)理李蓉蓉和溫華環(huán)境科技（北京）有限公司總經(jīng)理華英豪攜中持兩項(xiàng)硬科技——“珊氮 ”和“BioSand S生物吸附多效澄清技術(shù)”亮相大會(huì)，并進(jìn)行主題演講。
《CSO溢流污水處理新技術(shù)—BioSand S生物吸附多效澄清技術(shù)》
華英豪 溫華環(huán)境科技（北京）有限公司總經(jīng)理
（關(guān)于華總和溫華環(huán)境的故事，請(qǐng)您點(diǎn)擊鏈接——創(chuàng)業(yè)朋友圈之華英豪：創(chuàng)業(yè)是偶然事件，為了老去時(shí)不后悔）
溢流污染成為城市水環(huán)境治理難題
華英豪首先對(duì)技術(shù)開發(fā)背景做了介紹，他提到“我國(guó)城市水環(huán)境治理正從點(diǎn)源控制到面源控制轉(zhuǎn)變，而雨季溢流污染一直是其痛點(diǎn)所在。”
雨季溢流污水污染物成分復(fù)雜、波動(dòng)性大，且具有突發(fā)性、間歇性和隨機(jī)性、初期效應(yīng)明顯等特點(diǎn)，相應(yīng)地，處理技術(shù)就要滿足能夠快速啟動(dòng)、快速處理，同時(shí)要抗沖擊能力強(qiáng)、去除效率高、易操作等要求。
多效澄清系列產(chǎn)品已廣受市場(chǎng)好評(píng)
“溫華深耕于溢流污水處理領(lǐng)域，以目標(biāo)污染物的高效去除為出發(fā)點(diǎn)，以傳統(tǒng)高效沉淀為基礎(chǔ)、投加礦砂為載體，聯(lián)合清華大學(xué)開發(fā)了溢流污染控制系列技術(shù)——ClaWon多效澄清技術(shù)、BioSand S生物吸附多效澄清技術(shù)、BioMag生物磁分離技術(shù)、納米原位擴(kuò)容技術(shù)。實(shí)現(xiàn)高效沉淀技術(shù)的產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化和多場(chǎng)景化的應(yīng)用開發(fā)。”接下來，他對(duì)多效澄清技術(shù)和生物吸附多效澄清技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
生物吸附多效澄清技術(shù)，是活性污泥吸附耦合多效澄清形成的針對(duì)雨季溢流污水的快速生化處理技術(shù)，在20-40min內(nèi)除可去除絕大部分顆粒性和膠體類污染物以外，還可將溶解性的BOD的去除率提高到80%以上，非常適合雨季合流制污水水質(zhì)水量變化大、污染物削減要求高的需求。他說，“該技術(shù)‘在應(yīng)對(duì)污水處理廠雨季水量增大，強(qiáng)化污染負(fù)荷削減方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平’。目前該技術(shù)也已在六安某污水處理廠溢流污水處理項(xiàng)目、河南某污水處理廠溢流污染處理項(xiàng)目等多個(gè)項(xiàng)目中成功應(yīng)用。”
未來著力打造溢流污染綜合解決方案
最后，華英豪提到“目前，我們的產(chǎn)品應(yīng)用仍是在污水廠對(duì)溢流污染的處理環(huán)節(jié)居多，未來，一方面我們將在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上優(yōu)化迭代，另一方面也將布局開發(fā)滿足全流程處理需求的技術(shù)，如我們聯(lián)合清華大學(xué)共同開發(fā)的可實(shí)現(xiàn)更高效快速分離的生物磁混凝技術(shù)、不增加占地投資的納米原位擴(kuò)容技術(shù)，目前都已產(chǎn)品化。通過積累溢流污染污水處理廠內(nèi)協(xié)同處理、廠外就地處理的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，逐步打造溢流污染控制的綜合解決方案。”
《從“硫自養(yǎng)”到“珊氮 ”的技術(shù)產(chǎn)品之路》
李蓉蓉 北京中持碧澤環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司總經(jīng)理
在當(dāng)前人們對(duì)水環(huán)境質(zhì)量要求日益提高的情況下，總N已成為影響水環(huán)境質(zhì)量的突出短板，影響斷面考核以及污水廠提標(biāo)的制約因素。
“‘SADeN 活性自持深度脫氮技術(shù)’（又稱為‘珊氮 技術(shù)’），是由中科院生態(tài)環(huán)境研究中心、中持水務(wù)股份有限公司、北京中持碧澤環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司共同研發(fā)并于2019年完成了大規(guī)模工程示范的新型生物脫氮系統(tǒng)，無需外加碳源，運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行能耗、污泥處置費(fèi)用都大幅度降低，可實(shí)現(xiàn)水中硝態(tài)氮深度去除。”李蓉蓉說道。
這是珊氮 技術(shù)第二次亮相青島國(guó)際水大會(huì)（更多珊氮 技術(shù)信息請(qǐng)點(diǎn)擊鏈接——深度脫氮利器 | SADeN 亮相青島國(guó)際水大會(huì)），一年來，不斷打磨產(chǎn)品、迭代創(chuàng)新，開發(fā)了珊氮 濾池及珊氮 濾池-珊氮 智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化及智能控制，為客戶提供全方位效果保障；不斷推動(dòng)珊氮 技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用，取得了多個(gè)工程案例的成功應(yīng)用，包括宜興城市污水資源概念廠（TN≤3 mg/L）、六安鳳凰橋藍(lán)色水質(zhì)凈化廠項(xiàng)目（TN ≤ 10 mg/L）等，助力污水廠提標(biāo)改造、總N達(dá)標(biāo)。“未來將繼續(xù)不斷推廣應(yīng)用、拓展商業(yè)化規(guī)模，助力水質(zhì)提高、實(shí)現(xiàn)碳減排。”
演講結(jié)束后，李蓉蓉、華英豪分別和各與會(huì)人員進(jìn)行了技術(shù)切磋與探討，推動(dòng)中持硬科技發(fā)展前行。
