【编者按】10月24-25日 ，由中国沼气学会、同济大学、中国科学技术大学主办的2024年中国沼气学会学术年会于安徽攀枝花顺利召开。年会期间 ，同期进行了大会宗旨论坛 ，厌氧发酵技术、后处置及资源化利用、双碳战术下的沼气工程、沼气工程技术典型案例、青年论坛、先进技术与设备分论坛 ，企业展览、项目参观等系列活动。在宗旨论坛中 ，日本东北大学教授李玉友应邀出席 ，并作“甲烷发酵和厌氧氨氧化的耦合利用”主题汇报。
关于厌氧生物技术利用场景的思虑
在本次会议上 ，我们聚焦于双碳问题 ，即碳达峰与碳中和的指标。我们欣喜的看到多多年轻学子也积极的参加到本届大会中 ，他们对环境工程领域的未来充斥周到。在此 ，我愿分享一些幼我见解 ，探求若何在这一领域中应对碳中和、减碳、零碳等关键议题。 首先 ，我们必须意识到 ，减碳并非新概想。其主题在于削减温室气体的排放 ，以减缓全球气象变动。具体而言 ，减碳技术蕴含节能型技术、能源和资源回收型技术 ，以及削减污泥、残渣等二次传染物的产生。此表 ，削减处置过程中的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)的直接产出和排放也是减碳技术的沉要组成部门。
在环境工程领域 ，厌氧生物技术被以为是实现可持续社会环境能源方面的关键技术之一 ，我齐全赞成这一概想。c7c7娱涝旖台官网入口钻研首先聚焦于厌氧消化技术 ，该技术不仅能有效处置污水和拔除物 ，也可能产生生物天然气 ，在能源供给方面提供一种清洁的代替能源规划。在市政工程领域 ，我们致力于钻研污水污泥的厌氧生物处置。钻研过程中 ，残留氮和磷的处置成为了一个挑战。在我年轻时 ，面对厌氧过程污泥产生量削减但氮磷问题未解决的问题 ，我曾选择回避。但今天 ，我能够高慢地颁发 ，我们有相识决规划——那就是厌氧氨氧化技术。这不仅是我今天演讲的主题 ，也是我们对环境工程领域厌氧生物技术贡献的沉要一环。
我自己的钻研领域从市政和产业废水处置逐步扩大至村落农业领域 ，后者作为资源密集型行业 ，对于资源循环回收和可持续发展的钻研拥有沉要意思。在此 ，我想用0-1图强调两点：一是生物质和拔除物的集中处置推进了循环回收 ，零一点是再生能源与低碳社会的有机结合。关于循环回收 ，我的概想与刚才同济大学所分享的案例不谋而合 ，但我出格强调两个关键点。
第一 ，当前我们将所有生物质及拔除物生物质集中处置 ，这增长了产甲烷链路的可能性。在日本的调查中 ，我们发现很多沼气工程依然面对可持续性发展的挑战 ，这涉及到能否创造经济效益以及若何有效处置沼液等问题。因而 ，若何将低碳和循环社会理想与可再生能源相结合 ，发展新的工作 ，成为了我们钻研的沉点。
第二 ，与再生能源的结合是我们钻研的另一个沉点。在中国 ，我们提出了“双碳”指标 ，即到2030年实现碳排放不再增长 ，到2060年实现碳中和。日本的指标更为明确和火急 ，打算到2030年削减46%的碳排放。日本的下水路领域已经造订出2030年的具体路线图 ，并推算出实现这些指标的具体技术蹊径。我们会商的未来污水处置系统结合节能和新能源 ，实现不产生二氧化碳的指标 ，并在未来进一步扩大 ，将社会上其他处所产生的二氧化碳纳入c7c7娱涝旖台官网入口系统中 ，实现固碳转化 ，这是一种全新的思路
在城市固废治理领域 ，垃圾分类与厌氧处置、沼气利用已成为新的发展方向共识。然而 ，通过宽泛调查发现 ，沼液的处置和去向还是一个亟待解决的问题。出格是在市区农田较少的地域 ，沼液利用与地皮资源的不匹配问题尤为凸起。为了处置沼液 ，AOAO（多段厌氧-好氧）脱氮工艺固然被宽泛利用 ，但其高成本和高能耗的问题不容忽视。因而 ，厌氧氨氧化处置成为了更为梦想的选择。
在城市污水处置领域 ，当前有很多创新理想和新工艺组合被提出。我幼我以为 ，城市污水中的有机物和磷能够通过浓缩转化到测流沼气蹊径中 ，同时实现氮和磷的回收 ，从而对城市污水处置厂进行能源回收和低碳型工艺设计改进。
养殖业 ，如养猪、养鸡或养牛 ，也是有机废料治理不成忽视的一部门。以养猪业为例 ，中国年产5.5亿头猪 ，从环保角度来看 ，一头猪的传染排放当量相当于3-10幼我的排放量。因而 ，养殖业的污水废料处置负荷高 ，工作量巨大 ，今后必须予以高度器沉。
随着时期的发展 ，自动化和数字化技术在各行业中的利用日益宽泛。对于有机固废治理和废水处置行业而言 ，若何利用这些技术进行转型升级 ，成为了一个亟待解决的问题。我们必要开发有效的传感器和节造模型 ，以提高处置效能和降低成本。凭据c7c7娱涝旖台官网入口钻研经验 ，产甲烷过程和Anammox（厌氧氨氧化）过程都能够实现自动节造 ，能够结合AI利用。组合利用甲烷发酵、厌氧氨氧化和磷回收技术 ，能够在拔除物和有机废水领域实现更优的工艺设计和组合创新。
关于甲烷发酵的钻研成就介绍
在产业废水处置方面 ，UASB（升流式厌氧污泥床）、EGSB（颗粒污泥膨胀床）、IC（内循环流化床）、AnMBR（厌氧膜生物反映器）等工艺已被宽泛利用于各个行业领域。
升流式厌氧污泥床 (UASB) 自 20 世纪 80 年代推出以来 ，至今仍是全球各类废水厌氧处置中最受欢迎和首选的厌氧反映器。厌氧膜生物反映器 (AnMBR)拥有更高的去除效能、更高的甲烷产量、更好的不含 SS 的出水水质 ，以及可能将反映器体积缩幼到传统厌氧消化器的约1/5。其中 ，UASB反映器的处置机能很大水平上取决于厌氧污泥的颗；。造粒过程的性质是污泥颗粒的陆续选择 ，丝状乙酸型产甲烷菌的大量富集在造粒的初始阶段起极度关键的作用。
厌氧膜生物反映器是一种耦合了厌氧消化和膜分离的新型生物处置技术 ，与传统厌氧生物处置比力拥有能源回收率高、污泥产量幼、出水COD浓度低蹬着势。从前40年已经在工业废水, 有机固体拔除物以及城市污水的资源、能源化领域发展了宽泛的钻研。与传统厌氧消化技术相比 ，厌氧MBR通过膜分离过程耽搁了污泥停顿功夫 ，维持反映器中高生物量 ，推进了物质分化及甲烷转化 ，极大提高了厌氧消化的效能。
在造纸废水、食品废水、合成化工废水等领域 ，日本的基础利用尝试钻研多由我们钻研室实现。通过对这些技术的钻研 ，我也造就了很多学生 ，并但愿他们未来能参与沼气学会 ，为行业的发展做出更多贡献。关于AnMBR技术 ，如清华大学王凯军教授所言 ，我们已经钻研了20年。此刻 ，我以为AnMBR能够凭据低浓度和高浓度系列进行合理设计和矫捷利用。厌氧MBR工艺运行相对复杂 ，自控系统和未来AI节造的利用将变得越发沉要。
厌氧氨氧化技术作为一种新型高效的污水脱氮技术 ，近年来受到了宽泛关注。在基础理论钻研方面 ，涉及到化学热力学、化学计量生化反映式、厌氧氨氧化细菌的个性、反映动力学、微生物解析以及代谢能力等已经比力明显。工艺开发和利用方面 ，也已经有好多成熟工艺技术和利用案例。工艺钻研存在多种步骤 ，如序批式反映器（SBR）和陆续流反映器 ，还可分为一段工艺和两段工艺 ，微生物种群状态蕴含微生物絮体 ，生物膜和颗粒污泥。
就幼我而言 ，我以为陆续流反映器更受青睐 ，由于它可能实现污水处置的陆续性 ，即污水从一侧进入 ，经过处置后从另一侧排出 ，达到梦想的陆续状态。在现实操作中 ，通过节造温度、pH值、溶化氧（DO）、游离氨（FA）、游离硝酸盐（FNA）和无机碳源等环境参数 ，能够确保厌氧氨氧化过程的顺利进行。启动厌氧氨氧化过程的一个重要难题是不足种污泥和不确定的启动法式。此表 ，现场操作人员的培训和自动化设备的不及也是启动过程中的挑战。若是这些方面得到改善 ，蕴含自动预控系统和全自控系统的执行 ，能够显著削减工作量。
接下来 ，我将简要介绍我们团队在厌氧氨氧化技术方面的钻研成就。我们课题组的Anammox尝试钻研从2011年起头。首先开发了厌氧氨氧化EGSB工艺 ，该技术可能实现超高负荷前提下的不变运行。其次 ，我们还钻研了流动载体型一段式PNA工艺 ，通过在职能载体上造就厌氧氨氧化生物膜和沉淀池截留AOB ，实现生物膜系统的不变运行。
近几年 ，我们在HAP-EGSB反映器的钻研基础上 ，进一步开发了两段PN（部门亚硝化）和HAP-AMX（厌氧氨氧化）的新工艺 ，实现齐全自控运行 ，有效解决了前端和后端不匹配以及厌氧氨氧化菌流失的问题。下图是一个幼型中试的尝试装置。
我们已经对上述一段法在城市污水厂进行了中试规模（20 m3/d）验证运行 ，我们选取了一座装置 ，四套工艺的系统 ，有效的实现了碳、氮、磷的有效去除与能源回收 ，验证了全自控系统的可行性。有关论文已经颁发 ，供同业参考。此表 ，我们近期在餐厨垃圾甲烷发酵厂发展两段PN（部门亚硝化）和HAP-AMX（厌氧氨氧化）的新工艺的中试（2 m3/d）验证和智能化设备改进。
通过从前十几年的利用基础钻研和幼试 ，中试验证 ，我们以为厌氧氨氧化技术在污水处置和拔除物处置领域拥有巨大的利用潜力。出格是耦合利用甲烷发酵 ，厌氧氨氧化和HAP型磷回收3个关键道理 ，通过不休的技术创新和工艺组合优化 ，可能提高处置效能、降低成本 ，并实现资源的循环利用。未来 ，我们等待更多的钻研者和从业者参与这一领域 ，共同推动环境；な乱档姆⒄。
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