污水低碳生物脱氮研究

为了实现城市污水中氮和磷的同步去除，本研究基于厌氧氨氧化技术开发了一种内源短程反硝化厌氧氨氧化（EPDA）纯生物膜系统。实现了厌氧氨氧化菌的高效持留，同时实现了氮和磷的深度去除。在处理低碳氮比（COD/TN为2.36）模拟废水时，出水TN和磷分别为7.77 ± 0.33 mg/L 和0.35 ± 0.10 mg/L。物料衡算发现，EPDA生物膜系统中76 ± 7%的TN是由厌氧氨氧化反应去除的。微生物群落结构分析发现，厌氧氨氧化菌能够与反硝化聚糖菌和反硝化聚磷菌和谐共处，并且厌氧氨氧化菌占据了EPDA生物膜填料内层，而反硝化聚糖菌和反硝化聚磷菌则分布在外层。最后，基于EPDA生物膜系统提出了一种具有低碳低能耗特征的深度脱氮除磷新工艺，与传统的硝化反硝化工艺相比，该新工艺能够节省50%的曝气量和79%有机碳源。

图3 内源短程反硝化厌氧氨氧化（EPDA）生物膜填料中碳、氮、磷转化示意图（源自论文：Synergistic simultaneous endogenous partial denitrification/anammox (EPDA) and denitrifying dephosphatation for advanced nitrogen and phosphorus removal in a complete biofilm system，中科院一区TOP）

在上述实验室研究成果的基础上，目前已在海口长流污水厂建立技术中试示范基地，正在验证上述技术处理实际污水的减污降碳效果。采用的装置为A2O反应器（图4），反应器总反应体积为22.4m3；分为7格，每格3.1-3.3m3（厌氧区水位高，最后好氧区水位降低了15cm）；二沉池容积 4m3。进水流量为3.1-3.3m3/h；HRT为7h，厌氧1h，缺氧2h；好氧4h。

图 4 热带地区低碳污水处理中试装置

与2023年2月2日与北控水务合作举办了中试基地揭牌仪式（图46），海南省科技厅、海南省水务厅、海口市水务局、海口科工信局、海口市生态环境局、海口水务集团、北京市市政工程设计研究总院海南分院、中国市政工程中南设计研究总院有限公司海南分院、上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司海南分公司、海南省水务集团、青岛理工大学等单位领导出席，并对中试进行了交流指导，为未来中试技术研究示范提供了支撑。该活动得到了海南省电视台新闻频道（http://www.hnntv.cn/video/News/jrxwh/2023-02-02/897206.html）、海南日报（https://res.hndaily.cn/file/news/20230202/cid_101_365862.html）、南海网等新闻媒体的报道。

图 5 中试基地揭牌仪式