青島能源所廢水可持續(xù)脫氮取得新進展

2024-10-11 08:47:22來源：中國科學院青島生物能源與過程研究所關(guān)鍵詞：氫營養(yǎng)反硝化技術(shù)閱讀量：2291

導讀：采用氫作為電子供體的氫營養(yǎng)反硝化技術(shù)，為污水處理提供了更清潔、更高效的替代方案。

　　【儀器網(wǎng) 科技成果】隨著人類活動和工業(yè)生產(chǎn)的增加，污水處理廠面臨日益嚴峻的氮排放處理挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的厭氧-缺氧-好氧(AAO)工藝雖然常見，但存在高能耗和高污染物排放的問題。相比之下，采用氫作為電子供體的氫營養(yǎng)反硝化技術(shù)，為污水處理提供了更清潔、更高效的替代方案。但是目前關(guān)于氫自養(yǎng)反硝化工藝的產(chǎn)業(yè)化應用較少，與之相關(guān)的生命周期評價研究匱乏。

　　近日，工業(yè)生物燃氣研究中心發(fā)表了題為“Life Cycle Assessment of Hydrogenotrophic Denitrification in Membrane Aerated Biofilm Reactors for Sustainable Wastewater Treatment”的研究論文，從生命周期評價(Life Cycle Assessment, LCA)的角度分析了基于膜曝氣生物反應器(MABR)的氫自養(yǎng)反硝化在實際水處理過程中的理論減排效益。

　　傳統(tǒng)的AAO廢水處理工藝依賴于異養(yǎng)反硝化，能耗和污染物排放較高。相比之下，MABR結(jié)合氫營養(yǎng)反硝化 (H2-MABR) 提供了一種更有前景的替代方案。本研究基于Recipe midpoint中點方法系統(tǒng)進行LCA分析，對18種環(huán)境影響指標進行了系統(tǒng)考量，并結(jié)合基于區(qū)域環(huán)境保護稅的ChinataxRCP貨幣化模型進行了整體風險評估。結(jié)果表明，即使反應器壽命有限，在實際廢水處理廠中應用氫自養(yǎng)反硝化也可以將環(huán)境影響和治理成本減少30%以上。使用厭氧段中的二氧化碳作為替代碳源可顯著減少碳排放，而高效的脫氮可最大限度地減少再循環(huán)負擔。H2驅(qū)動的反硝化過程還避免了與有機電子供體相關(guān)的排放和二次污染風險。此外，將 H2-MABR 與分布式發(fā)電和電轉(zhuǎn)氣技術(shù)相結(jié)合，通過確保穩(wěn)定的氫氣供應，可以進一步增強可持續(xù)性。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表于環(huán)境領域頂級期刊Water Research(Nature Index)上。論文的第一作者為李睿博士和路明藝博士，通訊作者為付善飛研究員。該工作獲得了吉林省與中國科學院科技合作高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項，山東省自然科學基金，泰山學者和中國博士后基金會資助計劃等項目的支持。(文/圖李睿)

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