园区污水处理厂超净脱氮探索与实践潘顺龙18013303881南京工业大学南京工大开元环保科技有限公司2023年03月海南团队概况南京工大开元环保科技有限公司由南京工业大学水处理中心改制而成，紧密依托南京工业大学的学科和人才优势，专一致力于化工园区和企业的安全环保风险管控。在不断地实践和探索中，公司已服务二十余家化工园区和上百家化工企业，主要业务范围为智慧园区平台建设和运维、化工三废治理、环保咨询、循环水处理、新能源，集自主研发、创新设计、生产销售、工程总承包及运营管理为一体，具有很强的安全环保问题综合解决能力。省级工程技术中心（2022）国家级专精特新小巨人企业（2022）南京市瞪羚企业（2022）国标编写单位-化工园区开发建设导则（2022）石化联合会绿色园区推荐技术-深度脱氮（2021）石化联合会智能环保研发中心（2021）重点服务园区背景排污口之困—TN•出水TN浓度限制10mg/L以下，部分省份已要求达到准IV类水排放标准。日益严格的地方排放标准•《地表水环境质量标椎》(GB3838-2002)中IV类水的TN要求为1.5mg/L。水环境容量有限，考核断面增加•污水厂来水种类与流量逐步上升污水收集率的不断提高超净脱氮的必要性——工程水转化为生态水技术原理目前集中式污水厂污水经二级生化处理后，其一级A达标排放水中仍含有较高含量的TN，远远超过地表Ⅳ类水体水质标准。对总氮的去除已成为污水处理工艺改进中的重难点，而生物反硝化因其高效与低成本的特点被广泛应用于深度脱氮。生物反硝化一般分为异养反硝化与自养反硝化。异养反硝化异养反硝化是指反硝化细菌以有机物作为碳源和电子供体提供能量，使硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气的过程。优点：异养反硝化细菌生长速率较快，能高效完成脱氮过程。缺点：1、若碳源不足会导致亚硝酸盐或氨氮积累；2、若碳源投加过量会导致出水COD过高。技术原理-自养反硝化自养反硝化与异养反硝化的区别在于过程中电子供体的不同，自养反硝化以氢、单质硫、硫化物、铁或铁离子、氨氮等还原性物质作为电子供体。在水污染治理领域，利用硫自养反硝化处理污水的研究愈发深入。国内外近20年来关于自养反硝化的研究表明，自养反硝化菌在处理地下水、地表水硝酸盐氮污染，污水深度脱氮方面有广泛的应用前景。硫基脱氮系统的脱氮途径技术原理-生物系统构成生物载体：通过优化设计的生物载体具有高生物持有量、长程电子传递能力，能保证高负荷生物脱氮。载体中多活性组分均匀分布菌种：优异的菌种能提高系统的抗冲击负荷能力，强化功能微生物的互作关系，丰富生物脱氮代谢途径，从而提升脱氮过程中。工艺流程图及现场实物图升流式反应床出水反冲出水反冲洗气进水反冲洗水适合总氮负荷高去除TN≥20mg/L后续有过滤降流式反应床适合总氮负荷低去除TN≤20mg/L同步去除SS脱氮复合滤料实物图脱氮技术相关专利序号名称专利号1一种城市生活污水用脱氮装置及其脱氮方法CN115520956A2一种能够深度脱氮的材料及其制备方法CN115536100A技术原理-优势与亮点技术特点：使得整体工艺抗冲击能力好，能够实现高效稳定脱氮定向筛选自养型反硝化菌，有效解决外加碳源及污泥总量的问题根据来水C/N比不同，调节不同工段处理程度，充分利用废水中已有COD碳源无需外加碳源，采用自养型反硝化微生物，避免出水COD超标适用范围广泛，进水TN范围20~200mg/L反应速率快，复合滤料促使形成多相脱氮除磷反应热区总氮去除率高，高达95%以上，可用于极限脱氮处理自养型硫源填料脱氮负荷高，生化尾端高于0.6kg/m3d自养型反应装置选择多样化，有高效池型、流化床塔型，较广的源头适应性运行维护简单，无碳源加药系统，反洗频率低（一周/次）研发团队实力雄厚，是拥有多年技术研发和持续创新的博士团队技术优势项目案例应用案例1省际毗邻区南谯片区专业污水处理厂项目地点：安徽省滁州市设计方案：自养反硝化进水水量：2万吨/天进水水质：电子工业园区工业废水（特征污染物多:有机/无机/F-、重金属、TN等）；最终出水水质：TN稳定小于2.5mg/L—断面考核要求。应用案例2中石化南京化工研究院有限公司甲醇合成催化剂废水提标改造项目项目地点：中石化南京化工研究院有限公司综合废水站；建设规模：2400m3/d；改造方案：高效ADFB厌氧脱硝流化床（利旧改造）+两级AO+二沉池+曝气生物滤池（一座作为过滤使用，另一座投加自养反硝化滤料）；进水水质：COD＜50mg/L，TDS＜10000mg/L，TN：1500-1800mg/L；出水水质：未改造前出水水质TN为200mg/L上下，改造成功后出水TN稳定小于15mg/L。应用案例3镇海污水处理厂一期、二期尾水处理项目项目地点：镇海后海塘片，海天路与威海路交叉口；建设规模：60000m3/d；改造方案：A2/O工艺+二沉池+自养反硝化；二沉池出水水质：COD:21-53mg/L，氨氮:0.4-1.1mg/L，TN:6.9-13.4mg/L；最终出水水质：TN稳定小于1.5mg/L。成本：总氮从20mg/L到1.5mg/L的吨水投资费用约700元；运行费用可维持在0.08元-0.25元/吨不等自养反硝化装置示意图项目案例应用案例4宁波华清工业污水处理厂提标项目项目地点：宁波镇海区改造方案：自养反硝化；进水水质：COD:94-103mg/L，氨氮:0.9mg/L，TN:25-35mg/L；最终出水水质：TN稳定小于15mg/L。特点：生化尾水TN超标。三方监测项目案例应用案例5江苏海伦石化有限公司二期循环水处理项目项目地点：无锡江阴；建设规模：2000m3/d；改造方案：自养反硝化；进水水质：COD:15-40mg/L，氨氮:0.1-1.1mg/L，TN:8-10mg/L；最终出水水质：TN稳定小于1mg/L。特点：在冬季低温条件稳定脱除水中TN并降低至1mg/L以下数据分享12/112/212/312/412/512/612/712/812/912/1012/1112/1212/1312/1412/151/51/61/7--0246810129.78.899.89.59.39.19.298.59.98.87.97.410.910.59.611.210.19.27.10.81.11.11.51.212.11.60.91110.110.210.810.49.36.91.10.90.80.70.70.80.50.510.90.4调整后总氮浓度mg/L日期进水一级出水二级出水达标值1.5mg/L调整前468101214161820温度温度℃脱氮项目案例序号项目名称备注1中石化南京化工研究院有限公司甲醇合成催化剂废水提标改造BOT项目投运中2陕西陕化煤化工集团有限公司中水装置外排浓水总氮提标改造特许经营（BOT）项目投运中3省际毗邻区南谯片区专业污水处理厂、净化湿地及配套市政工程EPCO总承包项目在建中4贺利氏贵金属废水脱氮项目调试中5扬子石化近零排放中试中试完成6宁波镇海污水厂四类水提标中试中试完成7宁波岚山净化水厂双模浓水达标脱氮中试中试完成8三房巷集团海伦石化循环水地标三类水排放提标中试完成社会价值与经济价值减少由于TN超标造成的各类社会和环境问题的发生。维持着整个生态系统的氮素平衡。环境容量饱和，硫自养反硝化技术作为前瞻性的极限脱氮技术，在处理地表水时表现出显著的优势。为地表水的脱氮、除藻等基础工程和地表水环境突发应急事件的处理奠定基础。社会价值经济价值深度脱氮工艺构筑物少，建设成本低；反硝化反应在前段，硝化反应在后段，以原水中的有机污染物作为碳源，减少了碳源的投放，减少了成本；同时，反硝化反应更彻底。同时设备兼具运行维护简单，反洗频率低,适用各种反应器，改造简单，仅需更换滤料的特点，大大缩减了运维费用；