1、短程硝化反硝化的应用介绍以广州兴丰渗滤液处理厂为例目录CONTENTS简介01020304应用情况应用成果后记与展望简介01：企业介绍Part.1 02：应用项目背景介绍03：短程硝化反硝化基本理论介绍04：应用历程01企业介绍广州市固体废弃物投融资主体广州环保投资集团有限公司（下称“广州环投集团”）是广州市政府直属的全资国有企业，致力于环保领域的综合性业务。广州环投集团拥有12家全资子公司，资产总额达200亿，业务覆盖清洁能源生产、固废资源开发、渗滤液处理、环保装备制造和现代环保服务等板块。01企业介绍运营、监管、在建及筹建项目27个国内唯一拥有焚烧项目三大主机设备技术和生产制造能力的企业，

2、生产规模达到10000吨/年生活垃圾渗滤液处理量日均7300吨生活垃圾日处理规模超过20000吨生活垃圾年处理规模超过700万吨02应用项目背景介绍兴丰填埋场位于广州市白云区太和镇，总占地面积159.29万平方米，填埋区占地面积111.42万平方米，承担了广州市城区大部分的垃圾处理任务，日均填埋生活垃圾超过一万吨，高峰值超过一万四千吨，国内垃圾处理规模排行前三的生活垃圾填埋场。0.00100.00200.00300.00400.00500.00600.00700.00800.00900.001000.000.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0020

3、06年1月2006年6月2006年11月2007年4月2007年9月2008年2月2008年7月2008年12月2009年5月2009年10月2010年3月2010年8月2011年1月2011年6月2011年11月2012年4月2012年9月2013年2月2013年7月2013年12月2014年5月2014年10月2015年3月2015年8月2016年1月2016年6月2016年11月2017年4月2017年9月2018年2月2018年7月x 10000渗滤液产生量（吨）垃圾填埋量（吨）降雨量（毫米）02应用项目背景介绍00000400005000060000700000

4、500000002500020034062005000000000000001电导率电导率us/cm浓度浓度mg/Lcod氨氮电导率水质变化曲线图03短程硝化反硝化基本理论介绍相比全程，短程具有以下优点：减少25%的需氧量（电耗）;减少40%的碳源使用量;减少污泥产量3

5、5%;缩短反应时间，减少35%反应器容积等。短程硝化反硝化：硝化过程中将NH4+氧化控制在NO2-阶段，阻止NO2-的进一步氧化，直接以NO2-为电子受体进行反硝化，经由NO2-途径反硝化为N2逸出，从而实现氨氮的脱除。04应用历程2007.4 2007.122008.1 2015.52014.22017.1 2017.82017.9-SBR应用期（8年）获得专利MBR研究期MBR应用期（1年）SBR研究期应用情况Part.201：短程在SBR中的应用情况02：短程在MBR中的应用情况01SBR应用案例简介基本情况：2002年11月施工，2003年11月完工，2004年5月完成调试正式投入使用

6、（2015年5月因修建七区大坝已拆除）；有效池容13500立方米；处理规模为706吨/天，出水565 吨/天。处理工艺：UASB+SBR+CMF+RO（国内示范项目及第一个采用反渗透处理垃圾渗滤液的项目），出水全部回用，反渗透浓缩液回灌填埋区。兴丰填埋场渗滤液处理厂01SBR设计水质 设计进出水水质：项目CODcrBOD5pHSSNH3-NTN进水浓度20000120006.59200018902100出水浓度运行条件序批次数：2次/天启动前期（2006.52007.4）0%1%1%2%2%3%3%4%005006007008002006-05 2

7、006-06 2006-07 2006-08 2006-09 2006-10 2006-11 2006-12 2007-01 2007-02 2007-03 2007-04积累比率NO3-N、NO2-N(mg/L)硝酸盐氮浓度、亚硝酸盐氮浓度及亚硝酸盐积累比率关系图NO3-N (mg/L)NO2-N(mg/L)积累比率分析：此阶段是全程硝化反硝化，在SBR中A/O存在于同一个池体，好氧异养菌、反硝化菌和硝化菌都处于缺氧/好氧交替的环境中，构成混合菌群生态链，不同菌属在不同的条件下充分发挥各自优势。特点：硝酸盐占绝对优势，亚硝化积累比率在4%以下。亚硝化积累比率=NO2-N/（NO3-N+NO2

8、-N）*100%01应用前一年的情况调试期（2007年4月12月）0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%005----112007-12积积累累比比率率NO3-N、NO2-N(mg/L)硝酸盐氮浓度、亚硝酸盐氮浓度及亚硝酸盐积累比率关系图NO3-N (mg/L)NO2-N(mg/L)积累比率分析：2007年4月开始启动，利用AOB与NOB不同的比增长速率、不同的氧亲和力和耗氧速率、水温及酸碱度等条件下，经过9个月的训养，实现90%以上的亚硝化盐积累比

9、率，其中亚硝化率从50%提升到90%仅为一个月，完全实现短程应用。01SBR的短程调试期情况稳定运行期（2008.12015.4）0%20%40%60%80%100%120%05003--------------0

10、--------03积积累累比比例例NO3-N、NO2-N(mg/L)硝酸盐氮浓度、亚硝酸盐氮浓度及亚硝酸盐积累比率关系图NO3-N (mg/L)NO2-N(mg/L)积累比率分析：完全实现短程的应用，持续运行8年4个月。由于SBR池体为敞开式，水温随季节波动，在13.933.8区间运行平稳。整体平均亚硝化比率在80%以上，50%以下时主要是硝酸盐及亚硝酸盐浓度低影响，但短程运行状态良好。0

11、1SBR短程稳定应用情况01短程在SBR应用前中后情况（2006.52015.4）0%20%40%60%80%100%120%005006---------------082013-112

12、--112015-02积累比率NO3-N、NO2-N(mg/L)硝酸盐氮浓度、亚硝酸盐氮浓度及亚硝酸盐积累比率关系图NO3-N (mg/L)NO2-N(mg/L)积累比率兴丰填埋场渗滤液处理厂扩容工程基本情况：2009年12月施工，2012年6月完成调试并投入运营；有效池容为14000方；处理规模为1585吨/天，出水1398吨/天。技改后处理工艺：MBR+二段NF+RO（回用水要求），出水达到生活垃圾卫生填埋污染控制标准（GB16889-2008）表二标准后排到市政管网。NF浓缩液采用混沉+强氧化后回灌垃圾堆体；RO浓缩液采用DTRO蒸发工艺，与

13、NF出水混排或再处理，盐泥封装专区填埋。02MBR应用案例简介 设计进出水水质：项目CODCrBOD5pHSSNH3-NTN进水浓度2000080006.590出水浓度MBR设计水质硝酸盐氮浓度、亚硝酸盐氮浓度及亚硝酸盐积累比率关系曲线图0%1%2%3%4%5%6%7%05003003504------12积积累累比比率率NO3-N、NO2-N(mg/L)NO3-N

14、 (mg/L)NO2-N(mg/L)积累比率02应用前一年情况启动前期（2016.012016.12）分析：此阶段是全程硝化反硝化。特点：硝酸盐占绝对优势，亚硝化积累比率在6%以下。0%10%20%30%40%50%60%02040608001----08积积累累比比率率NO3-N、NO2-N(mg/L)NO3-N (mg/L)NO2-N(mg/L)积累比率02MBR的短程调试期情况硝酸盐氮浓度、亚硝酸盐氮浓度及亚硝酸盐积累比率关系曲线图调试期（2007年01月08月）

15、分析：2017年1月开始启动，经过8个月的调试，积累比率达到50%以上。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0204060801001------08积积累累比比率率NO3-N、NO2-N(mg/L)NO3-N (mg/L)NO2-N(mg/L)积累比率02MBR的稳定应用情况硝酸盐氮浓度、亚硝酸盐氮浓度及亚硝酸盐积累比率关系曲线图稳定运行期（2017.092018.08）分析：完全实现短程的应用，持续运行1年

16、，积累比率持续在70%以上。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0500300350400积积累累比比率率NO3-N、NO2-N(mg/L)NO3-N (mg/L)NO2-N(mg/L)积累比率02硝酸盐氮浓度、亚硝酸盐氮浓度及亚硝酸盐积累比率关系曲线图短程在MBR应用前中后情况（2016.012018.08）工艺转变过程中各菌门变化情况门水平02MBR应用情况（中山大学提供）亚硝化菌属与反硝化细菌（索氏菌属）变化情况属水平02MBR应用情况（中山大学提供）工艺转变过程中AOB和NOB变化情况02MBR应用情况（IS表示incertae se

17、dis 未知属）（中山大学提供）工艺转变过程中AOB与NOB相对丰度变化情况AOBNOB门Proteobacteria（变性菌门）Nitrospirae（硝化螺旋菌门）纲Betaproteobacteria（-变形菌纲）Nitrospira（硝化螺旋菌纲）目Nitrosomonadales（亚硝化单胞菌目）Nitrospirales（硝化螺旋菌目）科Nitrosomonadaceae（亚硝化单胞菌科）Nitrospiraceae（硝化螺旋菌科）属未知属【2个OTU 占比97%】&Nitrosomonas（亚硝化单胞菌属）【占比97%】&Nitrospira（硝化螺菌属）【占比3%】02MBR应

18、用情况（中山大学提供）应用成果Part.301：短程在SBR中的应用成果02：短程在MBR中的应用成果03：综合应用成果短程在SBR应用前后（2006.52015.4）脱氮量及耗电量曲线图04006008000022-----------11201

19、0----------------012015-03用用电电/氨氨氮氮去去除除量量（kwh/kg）去去除除氨氨氮氮量量日均去除氨氮量（Kg/d）设计去除氨氮值（Kg/d)用电量/氨氮去除量（kwh/Kg）01节

20、电能力平均耗电下降38%，大于理论值的25%。全程短程KWh/Kg.NH338%01节电能力短程在SBR应用前后（2006.52015.4）C/N值及硝化积累比率曲线图0%20%40%60%80%100%120%011223344-------------072

21、----------112014-12014-32014-52014-72014--12015-3积积累累比比率率C/NC/N积累比率01碳氮比下降幅度短程应用后平均C/N下降了43%，与理论值基本一致。0.00.51.01.52.02.53.03.5全程短程3.02 1.72 C/N平平均均值值43%01碳氮比下降幅度

22、短程在SBR应用前后（2006.52015.4）产泥量曲线图0123456----------------22014-52014--2排排泥泥量量/氨氨氮氮去去

23、除除量量（kg）排泥量/氨氮去除量（Kg）01产泥量变化全程时产泥量平均值1.77kg/kgNH3-N；短程时产泥量平均值1.16kg/kgNH3-N。实现短程后，平均产泥量下降了34.46%，与理论值基本一致。0.00.51.01.52.0全程短程1.77 1.16 产产泥泥量量34.46%01产泥量变化以COD=10000，BOD=3000，氨氮=3000为例全程短程脱泥电耗碳源47.42%对运营成本影响：对生化系统的运营成本贡献非常大，用电、碳源用量、泥量三项成本下降47.42%。01SBR应用成果运行成本短程在SBR应用前后（2006.52015.4）水温与脱氮量曲线图05101520

24、253035404006008000022------------------02水水温

25、温去去除除氨氨氮氮量量日均去除氨氮量（Kg/d）设计去除氨氮值（Kg/d)水温不论全程还是短程，水温对脱氮量存在影响，特别在20以下时脱氮量明显下降01提升脱氮能力成果分析成果分析全程时，日均脱氮量仅为设计值的59%；实现短程后，同等条件下日均脱氮量达到设计值的95.43%，接近设计值，解决当前处理量不足的普遍问题。短程时最大脱氮量约2000Kg/d，运行二个月，是全程处理能力的2.57倍，减少反应器容积61%，可通过改造进一步提升的处理能力。在不占地或极少占地、节省前期手续的情况下，实现超过原设计值53%的产能，对扩容技改项目非常有利。050002500全程平均值设计值

26、短程平均值短程最大值脱氮7931脱氮量脱氮量Kg/d41%53%01提升脱氮能力 技术改造简介（广州市政院做可研、上海市政总院做初设，已完成招标，因修建填埋七区停止实施）设计工艺：MBR+NF，纳滤出水排往市政管网；NF浓液：混凝沉淀+强氧化后回灌到垃圾填埋场。处理规模：进水1625吨，出水1300吨；原设计进水706吨，出水565吨。设计进水水质：项目CODCrBOD5pHSSNH3-NTN进水1000030007.58.380038004200出水SBR应用成果技术改造MBR单位脱氮耗电量与亚硝酸盐积累比率关系曲线图0%10%20%30

27、%40%50%60%70%80%90%100%3456789积积累累比比率率用用电电量量/氨氨氮氮去去除除量量（kwh/kg）用电量/氨氮去除量（kwh/Kg）积累比率02MBR应用成果节电能力短程调试期平均耗电量比全程平均耗电量度下降29%，超过理论值25%。全程调试KWh/Kg NH329%02节电能力MBR碳氮比与亚硝酸盐积累比率关系曲线图0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%00.511.522.53积积累累比比率率C/NC+/N积累比率02碳氮比下降幅度全程时平均碳氮比2.43，短程调试期平均碳氮比1.75，接近理论值。以平均值计：短程调试期比全程下降了2

28、8%。0.01.02.03.0全程调试2.43 1.7528%02碳氮比下降幅度MBR应用前后产泥量曲线图0.20.40.60.81.01.21.41.6排泥量/氨氮去除量（kg）排泥量/氨氮去除量（Kg）02产泥量变化全程时产泥量平均值1.16kg/kgNH3-N，短程时产泥量平均值0.67kg/kgNH3-N，短程调试过程中，平均产泥量下降了42.24%，高于理论值的35%。00111全程短程1.160.67 Kg/Kg42.24%02产泥量变化对运营成本影响：电耗、碳源及产泥量下降节约运营成本37.54%（以COD=10000，BOD=3000，氨氮=3000为例）05101520253

29、035全程短程脱泥电耗碳源37.54%02MBR应用成果运行成本日均脱氮量与亚硝酸盐积累比率关系曲线图0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200030004000500060007000积积累累比比率率去除氨氮量日均氨氮去除量（Kg/d)设计去除氨氮值（Kg/d)积累比率02MBR应用成果提升脱氮能力成果分析：全程时平均脱氮量3357 Kg/d，生化系统处于瓶颈状态。短程调试期的最大脱氮量6163Kg/d，脱氮量是全程的1.83倍。目前进水氨氮浓度与设计值相比提升约50%，达到42004600mg/L，但生化处理系统仍有富余。00400050

30、0060007000AVGMAX3357 3681 4305 6163 Kg/d全程调试28%67%02提升脱氮能力成果分析：全程时日均出水量854吨，最大出水量1166吨。此时A/O工艺处于满负荷运行、超滤及反渗透处于“吃不饱”状态（开机率约73%）；调试期日均进水量1390吨，出水量1079吨，最大进水量2143吨，出水量1688吨（增加两台反渗透），瓶颈在超滤。0200400600800016001800AVGMAX854 1166 1079 1688 日日均均出出水水量量（单单位位：吨吨/天天）全程调试26%45%02处理量提升 处理量与亚硝酸盐积累比率关系曲线图

31、0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%600700800900013001400积积累累比比率率日日均均处处理理量量日均处理量积累比率02处理量提升 兴丰扩容工程技术改造简介（广东省建筑设计研究院做可研、初设）设计工艺：MBR+NF，纳滤出水排往市政管网；NF浓液：混凝沉淀+强氧化后回灌到垃圾填埋场。处理规模：进水1585吨，出水1183吨；原设计进水1585吨，出水1400吨。设计进水水质：02MBR应用成果技术改造项目CODCrBOD5pHSSNH3-NTN进水浓度80050006000出水浓度100306-93025

32、40 技改成果生化系统（万元）生化系统（万元）膜系统（万元）膜系统（万元）处理规模（吨处理规模（吨/天）天）可研30001880（解决TDS累积问题）进水1585；出水1400初步设计无1880（解决TDS累积问题）由于氨氮浓度在32005000mg/L之间波动，水质较好时最大进水2460，出水2100（增加UF），解决雨季渗滤液产生量较大问题。02MBR应用成果技术改造03综合成果SBR与MBR差异性项目电耗C/N产泥量反应器容积理论值25%40%35%35%SBR38%43%34%61%MBR(调试期)29%28%42%46%03实现产业化应用序序项目名称项目名称设计规模设计规模进水水质进

33、水水质(mg/l)出水执行标准出水执行标准处理工艺处理工艺1广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理厂进水706m3/d出水565m3/dCODcr:20000NH3-N:1890生活杂用水水质标准（CJ/T48-1999）UASB+SBR+CMF+RO2广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理厂扩容工程进水1585m3/d出水1439m3/dCODcr:20000NH3-N:3000生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）MBR（两级A/O、UF）+RO 浓缩液处理：NF+DTRO+蒸发结晶3广州市花都区生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理厂进水400m3/d出水320m3/dCODcr:

34、7500NH3-N:3300生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）MBR（两级A/O、UF）+DTRO4广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场第七区及配套工程渗滤液处理厂迁建工程进水1575m3/d出水1400m3/dCODcr:10000NH3-N:5000生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）MBR（两级A/O、UF）+NF浓缩液处理：混凝沉淀+臭氧氧化总结：原设计进水规模进水规模4266吨吨/天、出水规模天、出水规模3724吨吨/天天，应用短程硝化反硝化后，实际进水规模实际进水规模6800吨吨/天，出水规模天，出水规模达达5220吨吨/天天，分别提升提升59.40%

35、及及40.02%。正在向我司焚烧发电渗滤液项目推广应用，实现日产过万吨规模目标。正在向我司焚烧发电渗滤液项目推广应用，实现日产过万吨规模目标。03拥有完整工艺路线后记与展望Part.4 短程硝化反硝化在SBR及MBR的工程应用过程中存在较多差异，出现很多新现象，与理论差异较大，留下想象空间巨大，需继续研究。在实现短程的情况下，同时存在少数全程、厌氧氨氧化甚至超级短程等共同作用的现象。后记展望目前渗滤液处理面临的普遍问题是：氨氮及膜浓缩液问题，氨氮及膜浓缩液问题，而氨氮是脱氮的难点，将氨氮无害化及资将氨氮无害化及资源化是其有效的出路！源化是其有效的出路！我司在氨氮氨氮无害化无害化的道路上走得更加节能降节能降耗，耗，更加绿色环保，拒绝无序排绿色环保，拒绝无序排放，放，为我国的“绿水青山绿水青山”事业 贡献力量！后记展望后记展望