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，面對本土污水治理需求的不斷升級，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)的競合創(chuàng)新，成為行業(yè)升級的必然趨勢。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?，“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年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)?！?/span>

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)模化應(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)行對比，通過觀察與對比得知，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？中持碧澤針對不同水質(zhì)研發(fā)出不同型號的產(chǎn)品，“N”種ThiocreF?型號適用不同場景。

“‘珊氮?’對于低堿度污水、城市污水處理廠典型二級出水水質(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，甚至對不同高難度行業(yè)的廢水，也有定制性的產(chǎn)品可以提供?！崩钊厝亟榻B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SS也能很好地同步去除，并可對磷進(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，仍難以對處理成效的持續(xù)優(yōu)化給予有力支撐，這對于工程化應(yīng)用時(shí)間不長、亟需大量實(shí)際數(shù)據(jù)支撐的“珊氮?”工藝來說，尤為如此。

中持碧澤通過對已有運(yùn)行項(xiàng)目三年累積數(shù)據(jù)的連續(xù)分析，針對性總結(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、珊氮云對數(shù)據(jù)進(jìn)行累計(jì)，不斷對工藝進(jìn)行提升、升級。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)長期穩(wěn)定運(yùn)行。

與此同時(shí)，專業(yè)的技術(shù)人員通過對“珊氮云”上數(shù)據(jù)的長期跟蹤，及時(shí)對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測優(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?！半m然總處理規(guī)模不是很大，但對于‘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)工藝也得到市場的廣泛認(rèn)可?！崩钊厝亟榻B道。

李蓉蓉對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。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。面對本土污水治理需求的不斷升級，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)的競合創(chuàng)新，成為行業(yè)升級的必然趨勢。

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。

編輯：李丹