环保新质生产力 | 抗生素发酵废水同步硝化反硝化与硫自养反硝化耦合脱氮除碳工艺

生态环保产业作为支撑生态文明建设和高质量发展的关键力量，正面临着转型升级的迫切需求。环保新质生产力，正成为推动产业向前发展的核心力量。本栏目将聚焦生态环保产业的新技术、新装备、新材料、新模式，深入宣传推广科技创新成果，及时发布环境技术进步奖项，全面介绍行业内的实用技术装备和示范工程，引导行业持续创新，加快数字、智慧、科技的融合赋能，为经济社会全面绿色转型贡献力量。

环境技术进步奖

项目名称：抗生素发酵废水同步硝化反硝化与硫自养反硝化耦合脱氮除碳工艺

项目编号：HJJS-2023-2-05

获奖等级：二等奖

完成单位：生态环境部华南环境科学研究所、华南理工大学、浦城正大生化有限公司

完成人：陈元彩、骆其金、姚武松、曾宪灿、宋嵩、赖后伟、刘立、刘畅、方伟、黄小毛、郑品龙、黎京士、刘得军、沈旭

项目简介

制药废水是国际上公认的严重环境污染源之一，其中抗生素发酵制药废水成分复杂，具有高COD、高氮、高毒性、低碳氮比，生物难降解等特性，目前常规工艺存在总氮去除效能差、运行成本高、排水毒性大等问题，针对上述技术难点，研究团队历经10余年产学研联合攻关，突破了多项关键技术，研发了具有自主知识产权的好氧同步短程硝化反硝化(SND)与改良泥法硫自养反硝化(MSAD)耦合深度脱氮除碳新工艺，并得到广泛工程应用，主要创新如下：

1.首次突破抗生素发酵制药废水的好氧同步短程硝化反硝化(SND)脱氮技术，解决传统生化工艺碳源制约、毒性制约等问题。该技术根据抗生素发酵制药废水好氧处理系统进水水质特性，筛选驯化特定优势菌群和确定关键参数，实现了生物毒性胁迫下的同步短程硝化、亚硝化和反硝化过程，解决了传统AO工艺硝化液回流中的硝化菌影响缺氧区反硝化菌的脱氮效能，其带入的溶解氧降低碳源利用率，导致总氮去除率低等问题，具有无需外加碳源、同步高效脱氮、降低能耗、减少剩余污泥产量等特点。

2.率先研究与应用抗生素发酵制药废水活性污泥硫自养反硝化(MSAD)技术，打破目前硫自养反硝化只能结合膜法(生物滤池)应用的局限。该技术通过硫自养功能菌筛定和使用方法研发，首次在抗生素发酵制药废水活性污泥系统中驯化硫自养反硝化菌群，并成功应用于现有系统的升级改造，与传统滤池膜法SAD在滤池内装填硫磺滤料相比，无需改造原有设施和增加额外构筑物，硫磺用量仅为滤池膜法SAD用量的百分之一到万分之一，启动时间大幅缩短，极大减少了污泥产量及CO2排放量。

3.首创抗生素发酵制药废水SND—MSAD耦合深度脱氮除碳新技术，形成行业引领示范效益。该技术创造性将SND和MSAD两种技术融合，优势互补，实现差异化碳源下两级阶梯化极限脱氮，具有良好的抗毒性和脱毒性，形成成套的抗生素发酵制药废水处理新工艺。示范工程及相关应用表明：在无外加碳源的条件下总氮去除率达90%以上，脱氮成本降低90%以上；实现毒性大幅度削减；综合污泥产量减少约85%；N2O等温室气体减排90%以上；综合运行成本降低约20%-25%。

本项目获得授权专利15项(发明专利12项)，编制行业指南著作1部，发表22篇论文(SCI论文19篇)，成果经中国环境保护产业协会鉴定整体达到国际领先水平，同时获得2022年度广东省环境技术进步奖一等奖。

本技术已成功应用于正大集团等相关知名企业，近三年累计处理水量达120万吨，经济效益超6500万元。该成果实用性强、极具推广应用价值，可显著提高发酵制药行业减污降碳、节能降耗、绿色发展水平，助力推进行业高质量绿色发展。

获奖感言

创新是引领发展的第一动力，是实现中华民族伟大复兴、建成美丽中国目标、屹立于世界民族之林的关键，是一个行业在不同时期、不同要求下发展的根本，亦是科研工作者安身立命之本。本项目是近年水污染防治解决焦点问题中科技创新引领突破技术瓶颈、打通“产学研”环节的一个缩影。在全面建设社会主义现代化国家新征程中，美丽中国建设成为一项重要战略目标，要持续深入打好污染防治攻坚战，要大力推进绿色低碳高质量发展，在此背景下，需要创新和应用更多的、全方位的绿色环保关键技术，助力行业高质量发展。

原标题：环保新质生产力 | 抗生素发酵废水同步硝化反硝化与硫自养反硝化耦合脱氮除碳工艺