2022年11月9日，“2022(第十四屆)上海水業熱點論壇”順利召開。北京中持碧澤環境技術有限責任公司總經理李蓉蓉發表了題為“從‘硫自養’到‘珊氮?’的技術產品之路”的演講。她表示，面對本土污水治理需求的不斷升級，越來越多企業的價值取向開始從“求量”向“重質”轉變，也讓以技術產品驅動的競合創新，成為行業升級的必然趨勢。為此，她分享了中持碧澤三年多來以“珊氮?”為切入進行污水深度脫氮的系統性探索，以及在技術創新和頂層設計方面取得的階段性成果。

李蓉蓉

01從0到1，不是所有的“硫自養”都叫“珊氮?”

近些年，面對總氮的達標與提標，采用最多的是以有機碳源作為電子供體驅動的異養反硝化工藝，由于低碳氮比的水質特征以及總氮和COD的同時提標，使得該工藝在使用過程中也會有不少痛點：碳源投加量大造成運行成本上升，精準投加困難，碳源容易穿透，造成COD再次超標。實際上，以硫作為電子供體驅動的自養反硝化工藝也是去除總氮的一個選擇，這種工藝也就是我們常說的“硫自養”。相比于異養工藝來說，“硫自養”無需外加碳源，零碳排，無需頻繁投加藥劑，能夠降低30-50%的運行費用，減少70%的能耗和污泥產量。可以看出，“硫自養”是低碳時代低成本脫氮的一個優選工藝。

“硫自養”是一個工藝原理，而“珊氮?”是基于這個原理發展出來的一個技術產品。珊氮?是硫自養的一種形式，但不是所有的硫自養都叫珊氮?。

李蓉蓉介紹道：“‘珊氮?’是運用我國科學家王愛杰研究員首次提出的硫-鐵協同驅動反硝化增效原理、攜團隊與中持股份合作開發出的一項具有工程化意義的創新型技術產品。2019年，‘珊氮?’技術經五位院士一致鑒定為國際領先水平，并建立全球首例大規模示范項目，同期，中持碧澤成立；2020年，“珊氮”技術作為重要組成部分榮獲2020年度國家技術發明二等獎。”

與其他硫自養工藝相比，“珊氮”技術突破了在材料上的局限性，其創新之一主要表現在ThiocreF?復合活性生物載體的應用上。作為一種可替代有機碳源的功能型填料，ThiocreF?不僅具有承載微生物的功能，還可實現高負荷脫氮，突破了單質硫工藝穩定性差、微生物易失活、脫氮效率低、使用受管控等規模化應用瓶頸。

中持碧澤還將研發出的復合載體與單質硫載體、復配堿度供體中的微生物分布進行對比，通過觀察與對比得知，復合載體在單位面積細菌數及單位體積細菌數上遠遠高于其他兩種載體，實現微生物空間分布均勻化，消除非活性區域。中持碧澤研發的復合載體采用扁圓狀構型載體，在相同過篩粒徑條件下，能夠提供更大空間比表面積，從而提升脫氮負荷。

不僅如此，“珊氮”技術不僅僅能夠脫氮，還有去除SS的功能。經研究與實驗發現，“珊氮”技術結構完全可以滿足《水處理用濾料》標準相關參數要求。中持碧澤將“珊氮”技術產品進行了工藝化生產，目前年產能5萬噸，能滿足250萬噸/天污水處理規模使用，為客戶提供長效、穩定的貨物供應保障。

02從1到N，“珊氮?”的產品化之路

“珊氮?”如何從技術走向產品？中持碧澤針對不同水質研發出不同型號的產品，“N”種ThiocreF?型號適用不同場景。

“‘珊氮?’對于低堿度污水、城市污水處理廠典型二級出水水質、用于需同步脫氮除磷的污水、高硝氮廢水的流化床脫氮工藝等，甚至對不同高難度行業的廢水，也有定制性的產品可以提供。”李蓉蓉介紹道。

不僅如此，珊氮?工藝系統還可在市政污水處理廠改造/新建、工業園區污水處理廠改造/新建、人工濕地預處理段及農村污水（一體化設備）四種場景下應用。

珊氮?自養反硝化脫氮濾池(SADeN?-FT) 是“珊氮?”工藝應用最為成熟的技術產品，濾池不僅可實現碳源的零添加，總氮的去除率更是高達98%以上，具備極限脫氮的能力的同時對SS也能很好地同步去除，并可對磷進行部分去除。具體各功能單元如下：

高負荷脫氮：達到單質硫的1.5倍，最高可達0.8kgN/(m3·d)；

極限脫氮功能：宜興項目出水硝態氮穩定達到2mg/L以下；

高效過濾功能：進水SS<30mg/L的情況下出水SS<10mg/L；

部分除磷功能：復配的Fe2+離子通過吸附、絡合等反應實現高效除磷。

然而，光依靠技術的單線突破，仍難以對處理成效的持續優化給予有力支撐，這對于工程化應用時間不長、亟需大量實際數據支撐的“珊氮?”工藝來說，尤為如此。

中持碧澤通過對已有運行項目三年累積數據的連續分析，針對性總結出適用于“珊氮?”濾池的運行工藝和調控方式，并配套完成了“珊氮?”智能控制系統的開發，為珊氮?技術的標準化和智慧化又邁進了歷史性的一步。

針對自養反硝化濾池的專業化控制系統，中持碧澤通過用智能在線儀器對數據進行采集，使用珊氮自控系統進行整體工藝調控，以及使用珊氮APP、珊氮云對數據進行累計，不斷對工藝進行提升、升級。其驅氮和反洗的參數設定都是依照珊氮運行的特征去設定和調整的，同時針對停運、沖擊、低溫等不利條件，通過投加珊氮強化劑進行短期效果強化，以確保提升濾池的耐沖擊性、實現長期穩定運行。

與此同時，專業的技術人員通過對“珊氮云”上數據的長期跟蹤，及時對運行參數進行監測優化，以保障項目的穩定運轉，而客戶也能通過app隨時查看濾池運行情況，進行補料管理。這是中持碧澤對客戶量身定制的獨門絕技，貼身周到的持續護航，傾情投入的永久承諾。

03以客戶為本，“珊氮?”的商業化之路

貼近客戶需求開展技術創新，創造符合時代發展的環境價值，始終是中持布局專業前沿、打磨服務品質的緣起與落點。在各項目的建設中，中持碧澤為客戶提供了從前期方案、到中期建設、再到后期監管在內的全流程化服務，實現了全面的效果保障。

目前，“珊氮?” 智能控制系統應用于13個項目，涉及工業、市政、農村治污和水環境綜合治理等領域，污水處理總量超40萬噸/天，年碳減排8682噸。“雖然總處理規模不是很大，但對于‘硫自養’技術來說，卻是較為豐富的工程化經驗，整個工藝也得到市場的廣泛認可。”李蓉蓉介紹道。

李蓉蓉對寧晉污水處理廠提標改造項目、宜興城市污水資源概念廠項目、六安鳳凰橋藍色水質凈化廠項目、白洋淀城中村污水深度脫氮示范項目四個典型案例進行了詳細介紹。

中持碧澤承接的寧晉污水處理廠提標改造項目是全球首座大規模非碳源依賴深度脫氮技術示范項目。該項目的項目規模為40000t/d，其中93%為工業源水，中持碧澤將原有工藝“多級AO+二沉池+深床濾池+高效沉淀池”中的深床濾池改造為珊氮?濾池，達到COD/TN約2-3的脫氮效果，最終使污水達到準Ⅳ類（TN<15 mg/L）排放標準。通過采用珊氮?濾池集成工藝，年綜合運行費減少145萬元，年減少碳源1073t，年節約能源11.7 萬 kW·h，年減少污泥734t。2019年12月22日，曲久輝、楊志峰、朱利中、吳豐昌、任洪強五位院士一致鑒定為國際領先技術及示范工程。

宜興城市污水資源概念廠項目是概念廠“初衷版”深度脫氮首選技術，從2021年9月起實施，項目規模為20000t/d ，實行執行標準為太湖流域一、二級保護區限值/概念廠內控標準，通過應用“多模式生化處理＋珊氮? 濾池＋高級氧化單元”，最終達到TN的出水指標不超過3mg/L的效果。同時，年綜合運行費減少186萬元，年減少碳源840t，年節約能源11.6 萬 kW·h，年減少污泥730t。

今年5月，中持碧澤與三峽集團合作建設的三峽集團首個新型污水處理廠——六安鳳凰橋藍色水質凈化廠項目，項目規模為30000 t/d，通過將“珊氮?”濾池與“改良巴頓甫+二沉池+接觸氧化”相結合，實現出水TN≤5mg/L。出水TN實現低于《巢湖流域排放標準 （DB34/2710-2016）》（TN≤ 10 mg/L）執行標準2倍的優異成績。同時，年綜合運行費減少207萬元，年減少碳源947t，年節約能源15.3萬 kW·h，年減少污泥770t。

白洋淀城中村污水深度脫氮示范項目是目前標準最高的農村污水項目，中持碧澤承接段項目規模為200t/d ，應用“A3/O+MBBR+ 珊氮? 濾池(SADeN?-FT)+人工濕地”工藝，使進水總氮≤15mg/L的水質，經處理后出水達到總氮≤5mg/L。該項目再進入深度脫氮工藝段，最終出水達到總氮≤5mg/L。

高質量發展即為打破邊界，定義未來。面對本土污水治理需求的不斷升級，越來越多企業的價值取向開始從“求量”向“重質”轉變，也讓以技術產品驅動的競合創新，成為行業升級的必然趨勢。

作為一家聚焦污水深度脫氮技術研發與應用的企業，中持碧澤的使命也同樣落筆于此。下一階段，中持碧澤仍將以低碳化、社會化的治理共識為方向，以智慧化、精細化的技術創新為抓手，推動“珊氮?”技術的差異化創新和產品化落地，構建起符合客戶高品質運營需求的技術產品體系，實現高站位的價值創造。

編輯：李丹