基于固相碳源的反硝化生物脱氮新技术

3.1 固相碳源开发进展

已开发出一系列新型固体碳源，多达40余种。固体碳源类型包括颗粒态型和无纺布仿真水草型。

3.2 基于固相碳源的生物填充床反应器研究

通过序批实验对所开发的多系列固相碳源进行脱氮性能评价，筛选出适宜的固体碳源。在此基础上，开展适宜固体碳源针对低有机污染水、较高TN等水质特征的生物填充床固相反硝化生物脱氮的工艺参数研究。

技术创新点： - 所开发出一种全新的固相反硝化技术工艺，适宜于低有机污染、高氮素排水的污染控制。研究成果是对传统反硝化工艺的进一步提高与创新，能为我国富营养化的氮素污染控制开辟新途径。 - 固相碳源的研发成果，为低污染水地表水环境的原位、易位高效脱氮以及为污水处理厂达到一级A标准的排水（TN≤15mg/L）的深度脱氮技术的工程应用（TN达到地表水Ⅳ类目标）提供了理论依据。

潜在的技术应用范围： - 开发的颗粒固相碳源可直接应用于污水处理厂深度脱氮技术单元。 - 可将固相碳源开发为适宜于地表水环境（湖泊、水库、城市景观水环境等）原位、易位净化技术的脱氮生物载体，如颗粒碳源、无纺布仿生水草。 - 以固相碳源作为模块化组合填料，可应用于多种生态型的水处理技术工艺，如多级土壤渗滤系统、人工湿地、生物滤床等，强化其脱氮的能力，并实现真正意义上的生态型景观化的地表水环境易位处理技术。

3.3 基于固相碳源的多级土壤渗滤系统研究

• SML、PL层填料筛选
• 净化机理-强化脱氮除磷研究
• MSL空间结构、工艺参数优化
• 微生物群落结构功能解析

3.4 基于固相碳源的廊道式生物滤床研究

MSL系统存在问题： - 如何长效保证基于“砖砌”式内部空间结构形成的“好氧-厌氧”环境，维持吸附、矿化、硝化、反硝化、高效固磷等过程的顺利进行？ - 如何保证多级土壤渗滤系统下层或沿水流方向反硝化脱氮的碳源不足导致脱氮效率不高的问题？

MSL系统技术改进策略： - 通过引入新型固相碳源强化固相反硝化生物脱氮的功能。 - 通过多介质材料优化组合强化除磷的作用。 - 突破低污染水的强化脱氮除磷技术，开发改良型多级土壤处理系统生态型景观化的低污染水强化脱氮除磷的技术工艺。

基于固相碳源O/A两级MSL系统处理受污染河水 - 生物滤床技术针对低有机污染、较高氮污染河水，需要在脱氮、防堵塞等方面进行技术改进。

3.5 基于固相碳源的工程化应用研究

隐含在新运粮河的“河长林”绿地内，位于昆安公路与积善路之间，紧邻新运粮河，占地面积5736m²，其中技术示范水处理设施占地约1000 m²，水处理规模总量约为2000 m³/d。

微曝气BAF-MSL（碳源A）工艺：200-400 m³/d 微曝气BAF-MSL（碳源B）工艺：400-800 m³/d 微曝气BAF-廊道式生物滤床工艺：400-800 m³/d

设计原水水质 - COD：20～60/40 mg/L - TN：15-25/20 mg/L - NH4+-N：4-10/8.0 mg/L - TP：0.2-0.8/0.5 mg/L

单元工艺参数 - BAF单元：气水比3-5:1; HRT 0.5-1h - MSL单元：2 m³/m².d - 生物滤床：HRT 0.5-1h

工程化应用-净化效果 - BAF+MSL工艺净化效果数据统计分析如右图所示，平均去除率分别为： - COD>35% - TN>85% - TP>50%

• “BAF+廊道式生物滤床”净化效果数据统计分析如右图所示，平均去除率分别为：
  • COD>30%
  • TN>85%
  • TP>50%

–3.1 固相碳源开发进展 已开发出一系列新型固体碳源，多达40余种。 固体碳源类型：颗粒态型、无纺布仿真水草型。 –3.2 基于固相碳源的生物填充床反应器研究 通过序批实验对所开发的多系列固相碳源进行脱氮性能评价，筛选出适宜的固体碳源。在此基础上开展适宜固体碳源针对低有机污染水、较高TN等水质特征的生物填充床固相反硝化生物脱氮的工艺参数研究。 技术创新点： 所开发出一种全新的固相反硝化技术工艺适宜于低有机污染、高氮素排水的污染控制，研究成果是对传统反硝化工艺的进一步提高与创新，能为我国富营养化的氮素污染控制开辟新途径。 固相碳源的研发成果，为低污染水地表水环境的原位、易位高效脱氮以及为污水处理厂达到一级A标准的排水（TN≤15mg/L）的深度脱氮技术的工程应用（TN达到地表水Ⅳ类目标）提供了理论依据。 潜在的技术应用范围： 开发的颗粒固相碳源可直接应用于污水处理厂深度脱氮技术单元； 可将固相碳源开发为适宜于地表水环境（湖泊、水库、城市景观水环境等）原位、易位净化技术的脱氮生物载体，如颗粒碳源 、无纺布仿生水草； 以固相碳源作为模块化组合填料，可应用于多种生态型的水处理技术工艺，如多级土壤渗滤系统、人工湿地、生物滤床等强化其脱氮的能力，并实现真正意义上的生态型景观化的地表水环境易位处理技术。 –3.3 基于固相碳源的多级土壤渗滤系统研究 SML、PL层填料筛选 净化机理-强化脱氮除磷研究 MSL空间结构、工艺参数优化 微生物群落结构功能解析 –3.4 基于固相碳源的廊道式生物滤床研究 MSL系统存在问题：如何长效保证基于“砖砌”式内部空间结构形成的“好氧-厌氧”环境，维持吸附、矿化、硝化、反硝化、高效固磷等过程的顺利进行？如何保证多级土壤渗滤系统下层或沿水流方向反硝化脱氮的碳源不足导致脱氮效率不高的问题？ MSL系统技术改进策略：通过引入新型固相碳源强化固相反硝化生物脱氮的功能，通过多介质材料优化组合强化除磷的作用，突破低污染水的强化脱氮除磷技术，开发改良型多级土壤处理系统生态型景观化的低污染水强化脱氮除磷的技术工艺。 基于固相碳源O/A两级MSL系统处理受污染河水 生物滤床技术针对低有机污染、较高氮污染河水，需要在脱氮、防堵塞等方面进行技术改进。 –3.5 基于固相碳源的工程化应用研究 隐含在新运粮河的“河长林”绿地内，位于昆安公路与积善路之间，紧邻新运粮河，占地面积5736m2，其中技术示范水处理设施占地约1000 m2，水处理规模总量约为2000 m3/d。 微曝气BAF-MSL（碳源A）工艺： 200-400 m3/d 微曝气BAF-MSL（碳源B）工艺： 400-800 m3/d 微曝气BAF-廊道式生物滤床工艺：400-800 m3/d 设计原水水质 COD： 20～60/40 mg/L TN：15-25/20mg/L NH4+-N：4-10/8.0 mg/L TP:0.2-0.8/0.5 mg/L 单元工艺参数 BAF单元：气水比3-5:1;HRT0.5-1h MSL单元： 2m3/m2.d 生物滤床：HRT0.5-1h 工程化应用-净化效果 BAF+MSL工艺净化效果数据统计分析如右图所示，平均去除率分别为： COD>35%； TN>85%； TP>50% “BAF+廊道式生物滤床” 净化效果数据统计分析如右图所示，平均去除率分别为： COD>30%； TN>85%； TP>50%