近日，由北京排水集團建設(shè)的國際首座城市污水厭氧氨氧化項目通過技術(shù)成果鑒定，成為國際上率先建成并成功運行的一座典型城市污水厭氧氨氧化工程項目，研究成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。市排水集團表示，下一步將逐步推動“紅菌”技術(shù)在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。

    “紅菌”技術(shù)可節(jié)約電耗、減少排放

    近日，北京青年報記者在方莊污水廠看到，生化池中的污水“咕嘟咕嘟”冒著泡。池子兩邊每隔一段距離就布置一個可提升載體模塊。工作人員搖動搖柄，漸漸從水中升起或方形或球形的生物載體，其表面可見有紅色菌體附著，“這就是污水脫氮的主角——厭氧氨氧化菌，由于其聚集體呈現(xiàn)紅色，我們叫它‘紅菌’?！北迸艆捬醢毖趸夹g(shù)帶頭人張樹軍解釋。

    張樹軍介紹，氮素超標(biāo)的含氮廢水排入水體中，會導(dǎo)致水體黑臭、水華、赤潮等環(huán)境污染，因此脫氮是水污染防治的重點和難點。傳統(tǒng)的生物脫氮工藝需要多種菌接力棒似的參與，反應(yīng)途徑很長；而厭氧氨氧化技術(shù)（即“紅菌”技術(shù)），不僅能夠?qū)⒚摰緩酱蟠罂s短，而且無需投加碳源，理論上曝氣電耗可節(jié)約60%，同步減少溫室氣體的排放，是目前為止最高效、最節(jié)能、最環(huán)保的污水脫氮技術(shù)，也是污水處理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的高科技利器。

    自主研究成果達(dá)國際領(lǐng)先水平

    張樹軍團隊對于“紅菌”的研究已經(jīng)歷了17年“長跑”。2006年，北京排水集團把“紅菌”技術(shù)作為1號研發(fā)課題。然而當(dāng)時國內(nèi)只有少數(shù)科學(xué)家在進行相關(guān)小試和機理研究，基礎(chǔ)研發(fā)和工程化的難度極大。

    沒有菌種，沒有技術(shù)，沒有配套設(shè)備，想要獨立研發(fā)“紅菌”脫氮技術(shù)，需要從零開始?！啊t菌’本身很難富集培養(yǎng)，當(dāng)時想向別的單位借‘種’，人家也只是讓我們看看，壓根舍不得，真是‘一粒難求’?！睘楸M快掌握“紅菌”培養(yǎng)方法，張樹軍在簡陋的鐵皮房里開始了連續(xù)測量，并根據(jù)試驗結(jié)果不斷改造培養(yǎng)器、優(yōu)化培養(yǎng)條件。終于，在第三年的農(nóng)歷大年初四，他驚喜地發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)器里緩慢冒著氣泡，“紅菌”富集第一步成功了。

    從2009年起，北京排水集團加快研發(fā)腳步，實現(xiàn)了一系列突破：在國內(nèi)率先突破“紅菌”工程化培養(yǎng)瓶頸，同時首次實現(xiàn)“紅菌”工業(yè)化培養(yǎng)，建成全球最大的菌種基地，打造出純中國制造的RENOCAR公式紅菌脫氮技術(shù)，獲得“華夏建設(shè)科技進步一等獎”，技術(shù)成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

    這之后，北京排水集團開始嘗試在垃圾滲濾液、工業(yè)廢水等多種復(fù)雜高氨氮廢水中進行“紅菌”技術(shù)的推廣應(yīng)用，并取得了成功，實現(xiàn)了污水“紅菌”脫氮的產(chǎn)業(yè)化跨越。

    方莊項目實現(xiàn)長期穩(wěn)定運行

    與高氨氮廢水相比，城市污水中的氨氮含量并沒有那么高，實現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化、“紅菌”富集培養(yǎng)及冬季低溫活性維持更難，如何在更為大量的城市污水處理中運用“紅菌”脫氮，成為了北京排水集團新的課題。于是，2017年，當(dāng)國內(nèi)外在城市污水“紅菌”脫氮方面的研究仍處于實驗室階段，未見工程案例報道之際，北排在方莊污水廠建設(shè)了城市污水“紅菌”實際工程項目?！俺鞘形鬯坛滔趸€(wěn)定維持”、“低基質(zhì)厭氧氨氧化菌的持留與富集”及“冬季低溫下功能菌活性維持”等國際公認(rèn)的技術(shù)難題一一被攻克。

    經(jīng)過三個冬季低溫期考驗，目前方莊的項目實現(xiàn)了長期穩(wěn)定運行，出水總氮平均值遠(yuǎn)低于北京市地方標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時，與傳統(tǒng)生物處理工藝相比較，無需外加碳源，曝氣能耗降低40%以上，剩余污泥產(chǎn)量降低50%以上，溫室氣體減排40%以上。北京市重大科技項目驗收后評價其為：“國際上率先建成并成功運行的一座典型的城市污水厭氧氨氧化示范工程，研究成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。”

    北京排水集團表示，城市污水“紅菌”技術(shù)為我國大規(guī)模的城鎮(zhèn)污水處理廠提供了全新的升級換代技術(shù)，具有極大的市場應(yīng)用前景，開啟了污水處理新紀(jì)元，下一步，將逐步推動該技術(shù)在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。