一、技术背景
    氮素是水体污染富营养化中的一个很重要的污染因子。大量处理不达标的含氮废水排入水体，会超出水体环境的负载能力和生物自净能力，破坏自然界原有的氮素平衡，导致水体生态体统功能紊乱，引起水质恶化。因此，基于我国水生态健康的视角，当前环境问题的主要矛盾已从化学需氧量转向了脱氮的问题上来，氮素成为众多水体和流域有待去除的重要污染元素。
    国内传统生物的脱氮是指通过氨化、硝化、反硝化作用，将水中的氮素转化为氮气，从而溢出水体排放到大气的过程。大多采用氧化沟、SBR等传统工艺，COD、氨氮去除效果好，但总氮去除率较低，很难达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002)一级A标准。同时，传统的后置反硝化工艺的运行效果受碳源影响大，碳源投量多于最佳投加值时，容易造成出水有机物浓度偏高；碳源投量低于最佳投加值时，工艺脱氮效果不好。另外，我国采用前置反硝化技术多为前置反硝化生物滤池，常应用于TN浓度较低（10 mg/L~50mg/L)的生活污水脱氮处理中。白慧玲等人采用前置反硝化曝气生物滤池处理生活污水，反应器运行TN浓度只有48mg/L。李东等人模拟长葛市污水处理厂尾水，处理氨氮浓度也只有20mg/L,TN仅45mg/L。国内至今，TN浓度较高（100mg/L~200mg/L)的工业废水尾水脱氮中技术及装备鲜有报道。
    江苏南大华兴环保科技股份公司自主开发的Pre-DNBR(升流式前置反硝化）高效脱氮技术，可有效针对高浓度含氮废水（TN约50mg/L~200mg/L)进行处理，单套装置TN年削减量可达50-100吨/年，该装备结合了A/0工艺和曝气生物滤池工艺的特点，具有良好的脱氮效果，且占地面积小，外加碳源少，出水效果稳定，已被广泛应用于工业企业和化工园区污水厂的深度处理中。
    二、技术简介
    Pre-DNBR(升流式前置反硝化）高效脱氮技术将反硝化生物反应器前置于碳氧化反应器，实现反硝化功能的同时减轻后续碳氧化反应器的有机负荷，维持各功能菌种的平衡生长及稳定，协同硝化、反硝化、碳氧化等生物功能，发挥脱氮协同降解有机物的功效。
    Pre-DNBR(升流式前置反硝化）高效脱氮装备采用分级反应的形式，在高流量运行过程中促使第一反应室内微生物的自然挂膜，实现第一反应室的泥膜耦合，达到悬浮态污泥和生物膜协同强化反硝化：第二反应室内污泥上方填充有生物填料，能截留部分从第二反应室流失的污泥同时利用微生物挂膜。冲洗方式采用逆出水方向的多向反冲洗枪头，能够有效破坏附着在填料上的生物动态膜及污泥。反应器具有耐冲击负荷高，能耗低等优点。该装备可稳定形成90%以上的高效脱氮效果，出水可达污水综合排放标准（GB8978-1996)一级B以上标准。目前，该技术已拥有授权专利5件：《一种抑制非丝状菌膨胀的生化尾水生物脱氮方法》（ZL201911410397.0)、《一种生物脱氮除碳装置》（ZL201922115774.X)、《一种化工尾水强化脱氮装置》（ZL201920492557.X)、《应用于工业含氮尾水处置的升流式脱氮反应器》（ZL202011022466.3)、《一种含硫脲氨氮废水的脱氮处理系统》（ZL202022349825.8)。其中，专利技术《一种抑制非丝状菌膨胀的生化尾水生物脱氮方法》可有效抑制生物系统营养源不均衡造成的细菌性膨胀，维护Pre-DNBR(升流式前置反硝化）高效脱氮技术系统稳定运行。

    三、示范工程

    Pre-DNBR(升流式前置反硝化）高效脱氮水处理装备已推广应用至安徽广信农化股份有限公司、中铝稀土有限公司、江苏长青农化南通有限公司、九江市中佳实业有限公司等多家行业龙头企业。
    安徽广信农化股份有限公司主要生产除草剂、杀虫剂、杀菌剂等农药产品，其农药产品废水属于高浓有机工业废水，生产废水经过厂区污水站处理后，生化尾水TN高达约150mg/L,无法达到直排长江的标准。公司采用Pre-DNBR分级生物脱氮深度处理技术，建设了一套1500t/d的处理装置，水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)一级A标准，出水TN稳定在10mg/L以内，实现了污水处理出水安全直排长江的目标。

安徽广信农化股份有限公司工程应用

    四、技术经济总体评价

    Pre-DNBR(升流式前置反硝化）高效脱氮技术可利用企业精馏回收产生的有机溶剂作为反硝化补充碳源，不需要额外购置原料投加，可实现溶剂的绿色资源化循还利用，运行费用约0.6元/吨水，同时相比市场脱氮效率提高了20%-30%,运行成本降低了近0.5-1元/吨水，效率和运行成本具有市场竞争优势。该技术可有效针对工业企业排放的高浓度含氮废水（TN50-200mg/L)进行处理，单套装置TN年削减量可达50-100吨/年，可对工业集聚区点源企业排放源头进行TN的节能减排，维护区域水体氮平衡，避免流域水环境富氧化的发生，保障流域水生态环境的健康。同时，可大力支撑我国典型工业行业的可持续发展，有助于园区企业及相关区域的节能减排和可持续发展，保护淮河、长江、太湖等重点流域生态环境，保障居民饮用水安全。