qy球友会(千亿)

随着我国经济社会的快速开展，污水排放总量不断攀升，尤其是广大农村地区的排放量逐年递增，给生态环境保护带来巨大的压力。农村污水具有排放量大、水量和水质波动频繁、收集处理难度大等特点，尤其是碳氮比低（C/N<4）、氮磷浓度高的情况更为突出。尽管我国在农村污水处理方面投入了大量人力、物力和资源，但仍面临处理模式不足、技术单一、工艺落后、效率低下、管理不善等诸多问题，导致大量农村污水处理设施停摆、水资源污染严重和自然水体水质恶化等问题。

2025年初，生态环境部等9部门联合印发了《美丽乡村建设实施方案》，要求到2027年和2035年全国农村生活污水治理率分别达到60%和85%，因此开发当地经济可承受、与管理水平相适应、设施规模合理、运行稳定可靠的技术工艺是至关重要。

qy球友会(千亿)绿色反应分离与过程强化技术中心在新型过程强化反应器开发方面积累深厚的技术基础。针对点源式污水处理问题，研究团队创新性地将低能耗的微气泡技术与固定床生物膜污水处理技术相耦合，成功开发出具有协同脱氮性能的强化生物膜污水处理新技术（EFBBR），该新型撬装式污水处理装备集厌氧、兼氧、好氧等生化反应过程和高效泥水分离于一体，具有如下特点：

1.占地面积减小、运行成本低：100吨/天乡镇污水处理设备，其尺寸仅有12×2.4×2.4（米），运行成本可低至0.1元/吨；

2.有效防堵塞、能耗低：高效的微气泡技术降低50%以上曝气能耗，显著提高了氧气利用率，降低了操作费用；

3.自适应能力强、效率高：装有特色填料的生物膜反应器可在不同区域有效富集具有不同功能的优势菌群，污泥浓度可高达20 g/L以上，同步实现了硝化和反硝化，比传统工艺总氮去除率提高30%~50%，显著提升了系统抗负荷冲击能力和污水处理深度；

4.自动化、智能化程度高：控制系统具有自主学习功能，实现云端自动控制和关键设备远程控制，无人值守，大幅降低了运行费用；

5.应用场景广、示范效果佳：可用于常规污水处理设施的提标改造和难处理废水的净化，尤其适用于碳氮比低、污染物浓度高的点源式农村污水、轮船污水、垃圾渗滤液、餐厨污水、养殖污水、工业污水生化段等处理过程；现在，该项技术已在四川、天津、广东和广西等地区的多个农村和城镇污水处理项目中成功示范运行，取得了良好的效果。

研究团队在新源路园区建设了处理量为6 m³/d的新一代污水处理系统，采用超低碳氮比(＜2.2)的生活污水，实现了优异的好氧/厌氧协同脱氮功能，其氨氮、总氮、COD和总磷的生化脱除率分别可达90%、87%、95%和65%。顺利获得调节生物膜中的厌氧/好氧微环境，好氧反硝化菌相对丰度高达28.48%，厌氧反硝化除磷菌相对丰度高达19.25%，为高效脱氮除磷给予了基础。另外，宏基因组分析识别出硝化、反硝化、异化硝酸盐和同化硝酸盐还原为铵等4种氮脱除代谢途径以及13种功能酶，进一步确定了本系统优异的脱氮性能，为低成本处理点源式、低碳氮比和高浓度污水等给予了新技术途径。

相关研究成果近期发表在Journal of Water Process Engineering期刊。第一作者为博士生Sami Ullah Khan，通讯作者为张海东助理研究员和黄青山研究员。本研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金及qy球友会(千亿)“分析技术开发”计划等项目资助。(文/图 肖航)

原文链接： http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214714425011316

Sami Ullah Khan, Yawen Zhang, Aqiang Chen, Yifan Bu, Haidong Zhang, Qingshan Huang. Performance of synergistic denitrification in a modified single-stage continuous-flow fixed bed biofilm reactor for decentralized wastewater with low C/N. Journal of Water Processing Engineering, 2025, 75: 108059.