生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和各行各業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心動(dòng)力。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣生態(tài)環(huán)境科技創(chuàng)新成果，及時(shí)發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實(shí)用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快人工智能、新材料、生物技術(shù)等高科技的融合賦能，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
 

　　生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)
 

　　2024-J-7
 

　　高氨氮工業(yè)廢水厭氧氨氧化高效脫氮與穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)
 

　　申報(bào)單位
 

　　杭州師范大學(xué)、浙江沃樂(lè)科技股份有限公司、浙江工業(yè)大學(xué)
 

　　推薦單位
 

　　浙江省環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)
 

　　適用范圍
 

　　本項(xiàng)目技術(shù)適用于光伏能源、芯片半導(dǎo)體、PCB面板、合成生物、污泥消化、垃圾填埋、食品加工、石油化工、醫(yī)藥化工、金屬冶煉和畜禽養(yǎng)殖等行業(yè)的各類高氨氮廢水的生物處理，最高耐受進(jìn)水NH4+-N濃度可達(dá) 5500mg/L，可解決厭氧氨氧化工藝菌源缺乏、活性差、污泥保藏、復(fù)壯和擴(kuò)培困難以及穩(wěn)定運(yùn)行難等問(wèn)題。
 

　　工藝路線
 

　　本技術(shù)工藝步驟如下：
 

　　1.污泥擴(kuò)培：采用外源胞外聚合物作為厭氧氨氧化顆粒污泥的保藏保護(hù)劑，探明高品質(zhì)顆粒污泥的最佳保藏溫度、保護(hù)劑和激活方式；根據(jù)厭氧氨氧化反應(yīng)運(yùn)行過(guò)程中底物變化情況，正、反向切換厭氧氨氧化功能，獲得高品質(zhì)顆粒污泥的保藏、復(fù)壯與功能菌群可逆化的擴(kuò)培方法，以經(jīng)濟(jì)實(shí)用方式實(shí)現(xiàn)顆粒物性最優(yōu)保留、生物活性快速恢復(fù)與顆粒污泥原位增產(chǎn)。
 

　　2.強(qiáng)化污泥抗逆性：根據(jù)厭氧氨氧化系統(tǒng)在低溫、高鹽、氟離子以及重金屬脅迫下的響應(yīng)機(jī)制與抗性特征，以二甲基亞砜和海藻糖作為保護(hù)劑來(lái)提高厭氧氨氧化顆粒污泥低溫的耐受能力，以乙二胺四乙酸(EDTA)淋洗減弱金屬平衡系數(shù)，添加具有光活性和生物相容性的硒摻雜碳量子點(diǎn)，解決了光抑制問(wèn)題，克服了實(shí)際工況和復(fù)雜水質(zhì)條件下厭氧氨氧化脫氮技術(shù)不穩(wěn)定、恢復(fù)慢的應(yīng)用瓶頸。
 

　　3.污泥活性快速監(jiān)測(cè)：獲取厭氧氨氧化污泥菌群在光照、低溫、抗生素、重金屬等逆境脅迫下代謝產(chǎn)物的各類光譜指紋數(shù)據(jù)，組合分子光譜、分子對(duì)接與動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)建立逆境脅迫下顆粒污泥反應(yīng)器性能監(jiān)測(cè)和診斷方法，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)波動(dòng)時(shí)性能響應(yīng)的精確預(yù)警和多因子聯(lián)合抑制的智能調(diào)控，保障厭氧氨氧化工程化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。
 

　　技術(shù)特點(diǎn)
 

　　1.厭氧氨氧化污泥的保藏、復(fù)壯和擴(kuò)培：新型保護(hù)劑的開(kāi)發(fā)，能夠在長(zhǎng)達(dá) 50 天時(shí)間內(nèi)仍保存顆粒污泥完整性和新陳代謝潛力；結(jié)合梯度基質(zhì)提升技術(shù)，可使 4℃保藏后顆粒污泥的比厭氧氨氧化活性在 8 天后恢復(fù)，系統(tǒng)脫氮性能在 4 天后恢復(fù)；功能微生物反向轉(zhuǎn)化的能力，保藏污泥體積與保護(hù)劑的體積之比為1:0.5——2，保護(hù)劑投加量少，無(wú)需頻繁替換保護(hù)劑，節(jié)約成本和能源。
 

　　2.厭氧氨氧化污泥抗逆性的系統(tǒng)強(qiáng)化：二甲亞砜和海藻糖為保護(hù)劑的污泥耐冷，在不改變微生物菌群結(jié)構(gòu)和功能微生物相對(duì)豐度的前提下，于低溫下維持高厭氧氨氧化活性、基于 EDTA 清洗和生物強(qiáng)化的污泥耐毒，具有處理效果較優(yōu)秀、低經(jīng)濟(jì)成本、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)；基于碳量子點(diǎn)保護(hù)的污泥耐光等抗逆性的強(qiáng)化方法，克服了實(shí)際工況和復(fù)雜水質(zhì)條件下厭氧氨氧化脫氮技術(shù)不穩(wěn)定、恢復(fù)慢的應(yīng)用瓶頸。
 

　　3.厭氧氨氧化顆粒污泥活性在線監(jiān)測(cè)與反應(yīng)器預(yù)警：本技術(shù)耦合多種逆境下微生物代謝產(chǎn)物的熒光、紅外等光譜指紋，能夠?qū)崟r(shí)反饋脫氮裝置內(nèi)污泥代謝活性；能定量出水蛋白類熒光組分與污泥活性間的關(guān)系，能夠?qū)Ψ磻?yīng)器的性能惡化做出預(yù)警，靈敏度高，解決傳統(tǒng)污水生物處理過(guò)程無(wú)法即時(shí)反饋系統(tǒng)中微生物的活性和代謝狀態(tài)的問(wèn)題。
 

　　應(yīng)用效果
 

　　1.研發(fā)的污泥保藏方法可將顆粒污泥的比厭氧氨氧化活性維持在33.4%，氮負(fù)荷梯度提升的活性復(fù)壯方法可將系統(tǒng)的脫氮效率穩(wěn)定提升至90.6%，污泥擴(kuò)培方法可實(shí)現(xiàn)菌群功能在硫自養(yǎng)和厭氧氨氧化間的可逆高效轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的厭氧氨氧化活性達(dá)1.6 kg N m-3·d-1，解決了菌源短缺、工程化裝置啟動(dòng)慢等難題。
 

　　2. 研發(fā)的脈沖式馴化技術(shù)和生物強(qiáng)化技術(shù)，可使厭氧氨氧化裝置在低溫脅迫、高鹽脅迫、F-脅迫、重金屬脅迫及土霉素脅迫時(shí)，均能達(dá)到良好的脫氮速率，有效實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化污泥抗逆性的系統(tǒng)增強(qiáng)，解決了厭氧氨氧化系統(tǒng)菌群活性差、穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)難題。
 

　　3.研發(fā)的三維熒光光譜分析技術(shù)應(yīng)用于厭氧氨氧化顆粒污泥活性監(jiān)測(cè)，可靈敏捕捉污泥在抑制物脅迫下其代謝產(chǎn)物類型和相對(duì)含量的變化特征，解決了逆境脅迫下顆粒污泥反應(yīng)器運(yùn)行狀態(tài)判定滯后的難題。
 

　　應(yīng)用案例
 

　　江蘇潤(rùn)陽(yáng)世紀(jì)光伏科技有限公司8GW高效PERC太陽(yáng)能電池生產(chǎn)項(xiàng)目廢水工程
 

　　合肥大恒智慧能源科技有限公司5GW TOPCON高效太陽(yáng)能電池片項(xiàng)目工程
 

　　申報(bào)單位聯(lián)系信息
 

　　單位名稱：浙江沃樂(lè)科技有限公司
 

　　單位地址：杭州市余杭區(qū)倉(cāng)前街道倉(cāng)興街397號(hào)18幢5層
 

　　聯(lián)系人：汪庭薇
 

　　原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 | 高氨氮工業(yè)廢水厭氧氨氧化高效脫氮與穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)