隨著人類活動和工業生產的增加，污水處理廠面臨日益嚴峻的氮排放處理挑戰。傳統的厭氧-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反硝化技術，為污水處理提供了更清潔、更高效的替代方案。但是目前關于氫自養反硝化工藝的產業化應用較少，與之相關的生命周期評價研究匱乏。 
近日，工業生物燃氣研究中心發表了題為“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器(MABR)的氫自養反硝化在實際水處理過程中的理論減排效益。
傳統的AAO廢水處理工藝依賴于異養反硝化，能耗和污染物排放較高。相比之下，MABR結合氫營養反硝化 (H2-MABR) 提供了一種更有前景的替代方案。本研究基于Recipe midpoint中點方法系統進行LCA分析，對18種環境影響指標進行了系統考量，并結合基于區域環境保護稅的ChinataxRCP貨幣化模型進行了整體風險評估。結果表明，即使反應器壽命有限，在實際廢水處理廠中應用氫自養反硝化也可以將環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負擔。H2驅動的反硝化過程還避免了與有機電子供體相關的排放和二次污染風險。此外，將 H2-MABR 與分布式發電和電轉氣技術相結合，通過確保穩定的氫氣供應，可以進一步增強可持續性。
近日，工業生物燃氣研究中心發表了題為“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器(MABR)的氫自養反硝化在實際水處理過程中的理論減排效益。
傳統的AAO廢水處理工藝依賴于異養反硝化，能耗和污染物排放較高。相比之下，MABR結合氫營養反硝化 (H2-MABR) 提供了一種更有前景的替代方案。本研究基于Recipe midpoint中點方法系統進行LCA分析，對18種環境影響指標進行了系統考量，并結合基于區域環境保護稅的ChinataxRCP貨幣化模型進行了整體風險評估。結果表明，即使反應器壽命有限，在實際廢水處理廠中應用氫自養反硝化也可以將環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負擔。H2驅動的反硝化過程還避免了與有機電子供體相關的排放和二次污染風險。此外，將 H2-MABR 與分布式發電和電轉氣技術相結合，通過確保穩定的氫氣供應，可以進一步增強可持續性。
相關研究成果發表于環境領域頂級期刊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院科技合作高新技術產業化專項，山東省自然科學基金，泰山學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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