国际首座城市污水厌氧氨氧化工程项目实现长期稳定运行城市污水处理将推动应用

近日，由北京排水集团建设的国际首座城市污水厌氧氨氧化项目通过技术成果鉴定，成为国际上率先建成并成功运行的一座典型城市污水厌氧氨氧化工程项目，研究成果达到国际领先水平。市排水集团表示，下一步将逐步推动“红菌”技术在污水处理领域的应用。

“红菌”技术可节约电耗、减少排放

近日,记者在方庄污水厂看到,生化池中的污水“咕嘟咕嘟”冒着泡。池子两边每隔一段距离就布置一个可提升载体模块。工作人员摇动摇柄，渐渐从水中升起或方形或球形的生物载体，其表面可见有红色菌体附着，“这就是污水脱氮的主角——厌氧氨氧化菌，由于其聚集体呈现红色，我们叫它‘红菌’。”北排厌氧氨氧化技术带头人张树军解释。

张树军介绍，氮素超标的含氮废水排入水体中，会导致水体黑臭、水华、赤潮等环境污染，因此脱氮是水污染防治的重点和难点。传统的生物脱氮工艺需要多种菌接力棒似的参与，反应途径很长；而厌氧氨氧化技术，不仅能够将脱氮途径大大缩短，而且无需投加碳源，理论上曝气电耗可节约60%，同步减少温室气体的排放，是目前为止最高效、最节能、最环保的污水脱氮技术，也是污水处理领域实现“双碳”目标的高科技利器。

自主研究成果达国际领先水平

张树军团队对于“红菌”的研究已经历了17年“长跑”。2006年，北京排水集团把“红菌”技术作为1号研发课题。然而当时国内只有少数科学家在进行相关小试和机理研究，基础研发和工程化的难度极大。

没有菌种，没有技术，没有配套设备，想要独立研发“红菌”脱氮技术，需要从零开始。“‘红菌’本身很难富集培养,当时想向别的单位借‘种’，人家也只是让我们看看，压根舍不得,真是‘一粒难求’。”为尽快掌握“红菌”培养方法，张树军在简陋的铁皮房里开始了连续测量，并根据试验结果不断改造培养器、优化培养条件。终于，在第三年的农历大年初四，他惊喜地发现培养器里缓慢冒着气泡，“红菌”富集第一步成功了。

从2009年起，北京排水集团加快研发脚步，实现了一系列突破:在国内率先突破“红菌”工程化培养瓶颈，同时首次实现“红菌”工业化培养，建成全球最大的菌种基地，打造出纯中国制造的RENOCAR公式红菌脱氮技术，获得“华夏建设科技进步一等奖”，技术成果达到国际领先水平。

这之后，北京排水集团开始尝试在垃圾渗滤液、工业废水等多种复杂高氨氮废水中进行“红菌”技术的推广应用，并取得了成功,实现了污水“红菌”脱氮的产业化跨越。

方庄项目实现长期稳定运行

与高氨氮废水相比，城市污水中的氨氮含量并没有那么高，实现稳定的短程硝化、“红菌”富集培养及冬季低温活性维持更难，如何在更为大量的城市污水处理中运用“红菌”脱氮，成为了北京排水集团新的课题。于是，2017年，当国内外在城市污水“红菌”脱氮方面的研究仍处于实验室阶段，未见工程案例报道之际，北排在方庄污水厂建设了城市污水“红菌”实际工程项目。“城市污水短程硝化稳定维持”、“低基质厌氧氨氧化菌的持留与富集”及“冬季低温下功能菌活性维持”等国际公认的技术难题一一被攻克。

经过三个冬季低温期考验，目前方庄的项目实现了长期稳定运行，出水总氮平均值远低于北京市地方标准的要求。同时，与传统生物处理工艺相比较，无需外加碳源，曝气能耗降低40%以上，剩余污泥产量降低50%以上，温室气体减排40%以上。北京市重大科技项目验收后评价其为:“国际上率先建成并成功运行的一座典型的城市污水厌氧氨氧化示范工程，研究成果达到国际领先水平。”

北京排水集团表示，城市污水“红菌”技术为我国大规模的城镇污水处理厂提供了全新的升级换代技术，具有极大的市场应用前景，开启了污水处理新纪元，下一步，将逐步推动该技术在污水处理领域的应用。