氮污染是一個(gè)典型的全球環(huán)境問(wèn)題，長(zhǎng)期威脅著人類健康和水生態(tài)安全。傳統(tǒng)基于異養(yǎng)反硝化的硝酸鹽去除工藝強(qiáng)烈依賴于有機(jī)碳源，在實(shí)際工程中會(huì)產(chǎn)生高的工藝運(yùn)行成本和二次污染風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何在無(wú)額外碳源添加下實(shí)現(xiàn)高效生物反硝化是目前污水脫氮過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。  

針對(duì)上述問(wèn)題，由清華大學(xué)牽頭，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）等單位參與的“十三五”水專項(xiàng)武進(jìn)項(xiàng)目“重污染河流負(fù)荷削減及污染控制技術(shù)集成與示范”課題研發(fā)了基于無(wú)機(jī)礦物材料自養(yǎng)/異養(yǎng)協(xié)同硝酸鹽去除技術(shù)。該技術(shù)利用礦物材料調(diào)控的反硝化過(guò)程，在低碳氮比條件下實(shí)現(xiàn)硝酸鹽高效去除；首次闡釋了自養(yǎng)菌與異養(yǎng)菌的協(xié)同共生關(guān)系，揭示了天然礦物調(diào)控的不同來(lái)源異養(yǎng)碳源與單質(zhì)硫/硫鐵礦協(xié)同體系的元素轉(zhuǎn)化行為和微生物代謝機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)將電子供體、微生物活性物質(zhì)、酸堿緩沖物質(zhì)等進(jìn)行集成構(gòu)建合成材料（NSAD），以提升現(xiàn)有自養(yǎng)或異養(yǎng)反硝化效率（圖1），并開展了一系列針對(duì)實(shí)際廢水的規(guī)模化應(yīng)用研究，形成了無(wú)機(jī)礦物材料的自養(yǎng)/異養(yǎng)協(xié)同硝酸鹽去除關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)額外碳源添加（“0”碳）下的硝酸鹽高效低耗去除。目前NSAD材料已實(shí)現(xiàn)3000噸的年產(chǎn)量。  

基于水專項(xiàng)課題研發(fā)的技術(shù)成果NSAD材料從根本上破解了目前傳統(tǒng)異養(yǎng)反硝化工藝對(duì)有機(jī)碳源的依賴性難題，出水總氮濃度穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，脫氮成本降低30%以上，面向環(huán)境污染治理的水處理領(lǐng)域需求，創(chuàng)新性強(qiáng)。經(jīng)以中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授倪晉仁為組長(zhǎng)的專家組鑒定整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，對(duì)于促進(jìn)水處理行業(yè)進(jìn)步與發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。目前NSAD材料已在5個(gè)省市自治區(qū)（山東省、安徽省、廣東省、天津市、內(nèi)蒙古自治區(qū)）開展工程應(yīng)用（圖2）。  

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