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　　生态环境保护实用技术
 

　　2024-J-7
 

　　高氨氮工业废水厌氧氨氧化高效脱氮与稳定运行关键技术
 

　　申报单位
 

　　杭州师范大学、浙江沃乐科技股份有限公司、浙江工业大学
 

　　推荐单位
 

　　浙江省环保产业协会
 

　　适用范围
 

　　本项目技术适用于光伏能源、芯片半导体、PCB面板、合成生物、污泥消化、垃圾填埋、食品加工、石油化工、医药化工、金属冶炼和畜禽养殖等行业的各类高氨氮废水的生物处理，最高耐受进水NH4+-N浓度可达 5500mg/L，可解决厌氧氨氧化工艺菌源缺乏、活性差、污泥保藏、复壮和扩培困难以及稳定运行难等问题。
 

　　工艺路线
 

　　本技术工艺步骤如下：
 

　　1.污泥扩培：采用外源胞外聚合物作为厌氧氨氧化颗粒污泥的保藏保护剂，探明高品质颗粒污泥的最佳保藏温度、保护剂和激活方式；根据厌氧氨氧化反应运行过程中底物变化情况，正、反向切换厌氧氨氧化功能，获得高品质颗粒污泥的保藏、复壮与功能菌群可逆化的扩培方法，以经济实用方式实现颗粒物性最优保留、生物活性快速恢复与颗粒污泥原位增产。
 

　　2.强化污泥抗逆性：根据厌氧氨氧化系统在低温、高盐、氟离子以及重金属胁迫下的响应机制与抗性特征，以二甲基亚砜和海藻糖作为保护剂来提高厌氧氨氧化颗粒污泥低温的耐受能力，以乙二胺四乙酸(EDTA)淋洗减弱金属平衡系数，添加具有光活性和生物相容性的硒掺杂碳量子点，解决了光抑制问题，克服了实际工况和复杂水质条件下厌氧氨氧化脱氮技术不稳定、恢复慢的应用瓶颈。
 

　　3.污泥活性快速监测：获取厌氧氨氧化污泥菌群在光照、低温、抗生素、重金属等逆境胁迫下代谢产物的各类光谱指纹数据，组合分子光谱、分子对接与动力学模拟技术建立逆境胁迫下颗粒污泥反应器性能监测和诊断方法，实现水质波动时性能响应的精确预警和多因子联合抑制的智能调控，保障厌氧氨氧化工程化装置的稳定运行。
 

　　技术特点
 

　　1.厌氧氨氧化污泥的保藏、复壮和扩培：新型保护剂的开发，能够在长达 50 天时间内仍保存颗粒污泥完整性和新陈代谢潜力；结合梯度基质提升技术，可使 4℃保藏后颗粒污泥的比厌氧氨氧化活性在 8 天后恢复，系统脱氮性能在 4 天后恢复；功能微生物反向转化的能力，保藏污泥体积与保护剂的体积之比为1:0.5——2，保护剂投加量少，无需频繁替换保护剂，节约成本和能源。
 

　　2.厌氧氨氧化污泥抗逆性的系统强化：二甲亚砜和海藻糖为保护剂的污泥耐冷，在不改变微生物菌群结构和功能微生物相对丰度的前提下，于低温下维持高厌氧氨氧化活性、基于 EDTA 清洗和生物强化的污泥耐毒，具有处理效果较优秀、低经济成本、操作便捷等优点；基于碳量子点保护的污泥耐光等抗逆性的强化方法，克服了实际工况和复杂水质条件下厌氧氨氧化脱氮技术不稳定、恢复慢的应用瓶颈。
 

　　3.厌氧氨氧化颗粒污泥活性在线监测与反应器预警：本技术耦合多种逆境下微生物代谢产物的荧光、红外等光谱指纹，能够实时反馈脱氮装置内污泥代谢活性；能定量出水蛋白类荧光组分与污泥活性间的关系，能够对反应器的性能恶化做出预警，灵敏度高，解决传统污水生物处理过程无法即时反馈系统中微生物的活性和代谢状态的问题。
 

　　应用效果
 

　　1.研发的污泥保藏方法可将颗粒污泥的比厌氧氨氧化活性维持在33.4%，氮负荷梯度提升的活性复壮方法可将系统的脱氮效率稳定提升至90.6%，污泥扩培方法可实现菌群功能在硫自养和厌氧氨氧化间的可逆高效转换，转换后的厌氧氨氧化活性达1.6 kg N m-3·d-1，解决了菌源短缺、工程化装置启动慢等难题。
 

　　2. 研发的脉冲式驯化技术和生物强化技术，可使厌氧氨氧化装置在低温胁迫、高盐胁迫、F-胁迫、重金属胁迫及土霉素胁迫时，均能达到良好的脱氮速率，有效实现厌氧氨氧化污泥抗逆性的系统增强，解决了厌氧氨氧化系统菌群活性差、稳定运行的技术难题。
 

　　3.研发的三维荧光光谱分析技术应用于厌氧氨氧化颗粒污泥活性监测，可灵敏捕捉污泥在抑制物胁迫下其代谢产物类型和相对含量的变化特征，解决了逆境胁迫下颗粒污泥反应器运行状态判定滞后的难题。
 

　　应用案例
 

　　江苏润阳世纪光伏科技有限公司8GW高效PERC太阳能电池生产项目废水工程
 

　　合肥大恒智慧能源科技有限公司5GW TOPCON高效太阳能电池片项目工程
 

　　申报单位联系信息
 

　　单位名称：浙江沃乐科技有限公司
 

　　单位地址：杭州市余杭区仓前街道仓兴街397号18幢5层
 

　　联系人：汪庭薇
 

　　原标题：环保新质生产力 | 高氨氮工业废水厌氧氨氧化高效脱氮与稳定运行关键技术