為促進行業交流進步，便于行業同儕互學互促，推動中國環境產業轉型升級。E20環境產業圈層特推出《水務行業優秀案例匯編》，匯集了近150例案例，涉及村鎮污水治理、工業廢水治理、工業園區廢水治理、水環境治理、市政污水管網、再生水回用、污泥處理處置等領域。

項目名稱：青銅峽污水處理廠硫自養反硝化脫氮濾池工程項目

推薦單位：北京沃爾德斯水務科技有限公司

參與環節：工藝包形式設備材料供應、安裝及調試試運行   

項目所在地：寧夏回族自治區吳忠市青銅峽市

項目概況

青銅峽市第一污水處理廠設計規模30000 m3/d，現狀工藝流程為粗格柵/提升泵房-細格柵-沉砂池-厭氧池-氧化溝-二沉池-接觸消毒池，該污水廠進水BOD5/TN低，脫氮效率低，出水總氮不能穩定達標。現提標改造原有氧化溝為MBBR工藝，增加硫自養型反硝化深床濾池深度脫氮工藝，出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級A標準，出水總氮≤10mg/L，運行中無需投加碳源，脫氮成本低于0.02元/g N，運行穩定，實現了低碳氮比污水提質增效。

示范意義

近期，國家發改委、生態環境部、住建部聯合發布了《環境基礎設施建設水平提升行動(2023-2025年)》，旨在推動污水處理與減污降碳的協同增效，并樹立綠色低碳的污水處理標桿。相較于傳統的異養脫氮技術，硫自養反硝化技術以其無需額外碳源、低生物質產量、原料經濟易得、性質穩定以及低廉的水處理成本等優勢，更契合當前低碳環保的發展需求。青銅峽市，作為黃河干流寧夏段的關鍵城市，其生活污水的高標準排放對黃河流域的水環境治理至關重要。然而，隨著城市的發展，青銅峽市第一污水處理廠的進水水量和水質均發生了變化，現有的運行狀況已無法滿足城市發展的需求，并制約了城市的進一步壯大。因此，對該污水處理廠進行提標改造，采用硫自養反硝化工藝進行技術升級，確保出水水質穩定達標，對于實現節能減排、經濟運行、推進減污降碳協同增效以及達成環境保護目標具有至關重要的意義。

項目亮點介紹

（1）實施效果

項目采用新型硫自養反硝化濾池工藝對污水處理廠進行提標改造，具有出水水質好、無需外投加碳源、運行成本低的技術優勢。對青銅峽市收集的的生活污水進行處理，出水優于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級A標準，出水總氮小于10mg/L，實現低碳氮比污水提質增效。自養脫氮技術反硝化脫氮無需投加碳源，創新性將自養型反硝化填料鑲嵌在濾池工藝中，培養自養型微生物膜反硝化脫氮，項目平均藥劑運行費用約0.2元/噸（△TN=11.12mg/L），相比于異養反硝化濾池節省約37.5%，且并無N2O溫室氣體積累。同時安全可靠，無污染物溢出，低污泥產量。首要解決了低碳氮比污水的綠色脫氮的難題。

（2）社會效益

城市基礎設施的運行能力提高，為改善城市環境衛生和人民生活條件，減少疾病，奠定良好基礎。利于促進和提高縣域經濟發展速度。通過污水處理設施改造工程本身及其帶動的相關產業發展，促進城市相關產業的發展。

（3）生態效益

青銅峽市污水處理廠提標改造工程有利于污水處理廠的運行總的節能降耗，同時將極大地改善了周圍水體環境，對治理水污染，保護當地流域水質和生態平衡具有十分重要的作用。

項目技術工藝/裝備簡介

（1）技術工藝/裝備名稱

硫自養反硝化脫氮濾池工藝/氮曲·0碳源硫自養濾池.

（2）工藝/裝備原理

構建濾池硫自養反硝化系統，通過采用深度處理工藝濾池的形式，以硫基自養型濾料材料為掛膜填料，構建濾池工藝，形成去除總氮、懸浮物、總磷的工藝，特別針對于有總氮去除要求的情況。首要解決低碳氮比污水的綠色脫氮的難題。依據原理為某些無機化能營養型、光能營養型的硫氧化細菌，如Thiobacilla denitrificans和Thiomicrospira denitrificans，可在缺氧或厭氧條件下利用還原態硫（S2-，S0，SO32-，S4O62-，S2O32-等，不同硫化物的反硝化能力由強至弱分別為S2O32->FeS>FeS2>S）作為電子供體，通過還原態硫獲取能量，同時以硝酸鹽作為電子受體，將其還原為氮氣，完成自養反硝化的過程。

55S0+50NO3-+38H2O+20CO2+4NH4+→25N2+55SO42-+4C5H7O2N+64H+

1.11S0+1.06NO3-+0.785H2O+0.3CO2→0.5N2+1.11SO42-+0.06C5H7O2N+1.16H+

工程應用中將單質硫及有效成分合成為自養脫氮載體新材料，及硫自養型濾料，依托微生物古細菌培養方式，創新性將自養微生物培養馴化為主要優勢菌群，利用載體有效成分進行生長繁殖，同時去除硝酸鹽氮，去除總氮，兼顧去除總磷。濾池過濾形式去除懸浮物。

自養濾池與傳統異養反硝化濾池在工藝應用、運行維護、工藝穩定性、運維成本等方面進行對比，可以明顯看出自養反硝化濾池表現出明顯的技術優勢，針對應用合成材料以實現碳源替代或削減的傳統異養反硝化工藝改良過程中，基于硫自養反硝化合成材料構建硫自養反硝化體系，去除水體中硝酸鹽污染的工藝發展前景廣闊。

（3）工藝/裝備特點

技術基于古細菌+自養脫氮載體新材料，創新性將自養微生物培養馴化為主要優勢菌群，利用載體有效成分進行生長繁殖，同時去除硝酸鹽氮。同時利用納米礦物與微生物交互作用，提高氧化還原過程中電子傳遞效率，提高了生物量及微生物活性，提高了反硝化速率，提高了抗負荷能力，運行效果穩定。

硫自養反硝化濾池能極限脫氮，出水可與地表水接軌，綠色低碳；經處理后的出水，COD指標比進水只會降低，不會升高。

脫氮成本低，開啟“零”碳源投加時代，無需投加碳源，可節省約30~70%的脫氮費用，不受進水水質影響。

硫自養型濾材為合成材料，主要成為單質硫，并補充部分能提供堿度的物質、微生物所需的微量元素等，生產過程原材料可控，無重金屬、有機物等釋出，保障了過濾后對出水用水的安全，建設費用低，占地面積小。

硫自養反硝化濾池脫氮產泥率僅為0.04-0.13kgVSS/kgN，反洗周期為7d以上（傳統異養濾池污泥產量0.4-0.9kgVSS/kgN，反洗周期為2d），反沖洗廢水的減量排放可減少對二級生化系統的水量沖擊，同時給污泥脫水系統帶來的壓力較小。

自養濾池的布水布氣系統濾磚承托層配套新型承托板來替代傳統卵石承托層，濾池結構深度降低半米左右，適應更多的低濾料層濾池的自養需求改造。

（4）應用工業領域

主要應用于市政污水處理、工業廢水處理、黑臭水治理、地表水凈化等場景，解決污水水質差，總氮出水不達標問題。

（5）工藝/裝備流程圖

（6）項目部分案列照片

編輯：黃延麗