【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】隨著人類活動和工業(yè)生產(chǎn)的增加，污水處理廠面臨日益嚴(yán)峻的氮排放處理挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的厭氧-缺氧-好氧(AAO)工藝雖然常見，但存在高能耗和高污染物排放的問題。相比之下，采用氫作為電子供體的氫營養(yǎng)反硝化技術(shù)，為污水處理提供了更清潔、更高效的替代方案。但是目前關(guān)于氫自養(yǎng)反硝化工藝的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用較少，與之相關(guān)的生命周期評價研究匱乏。
近日，工業(yè)生物燃?xì)庋芯恐行陌l(fā)表了題為“Life Cycle Assessment of Hydrogenotrophic Denitrification in Membrane Aerated Biofilm Reactors for Sustainable Wastewater Treatment”的研究論文，從生命周期評價(Life Cycle Assessment, LCA)的角度分析了基于膜曝氣生物反應(yīng)器(MABR)的氫自養(yǎng)反硝化在實際水處理過程中的理論減排效益。
傳統(tǒng)的AAO廢水處理工藝依賴于異養(yǎng)反硝化，能耗和污染物排放較高。相比之下，MABR結(jié)合氫營養(yǎng)反硝化 (H2-MABR) 提供了一種更有前景的替代方案。本研究基于Recipe midpoint中點方法系統(tǒng)進(jìn)行LCA分析，對18種環(huán)境影響指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)考量，并結(jié)合基于區(qū)域環(huán)境保護(hù)稅的ChinataxRCP貨幣化模型進(jìn)行了整體風(fēng)險評估。結(jié)果表明，即使反應(yīng)器壽命有限，在實際廢水處理廠中應(yīng)用氫自養(yǎng)反硝化也可以將環(huán)境影響和治理成本減少30%以上。使用厭氧段中的二氧化碳作為替代碳源可顯著減少碳排放，而高效的脫氮可最大限度地減少再循環(huán)負(fù)擔(dān)。H2驅(qū)動的反硝化過程還避免了與有機(jī)電子供體相關(guān)的排放和二次污染風(fēng)險。此外，將 H2-MABR 與分布式發(fā)電和電轉(zhuǎn)氣技術(shù)相結(jié)合，通過確保穩(wěn)定的氫氣供應(yīng)，可以進(jìn)一步增強(qiáng)可持續(xù)性。
相關(guān)研究成果發(fā)表于環(huán)境領(lǐng)域頂級期刊Water Research(Nature Index)上。論文的第一作者為李睿博士和路明藝博士，通訊作者為付善飛研究員。該工作獲得了吉林省與中國科學(xué)院科技合作高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項，山東省自然科學(xué)基金，泰山學(xué)者和中國博士后基金會資助計劃等項目的支持。(文/圖 李睿)
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