厭氧氨氧化污水處理工藝及其實(shí)際應(yīng)用研究進(jìn)展

馬志洋

（江蘇金陵環(huán)境有限公司，江蘇 南京 210001）

近年來，厭氧氧化銨作為污水處理的主要技術(shù)，已成功應(yīng)用于各種污水處理，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。文章綜述了硝化-氨氧化法（Sharon-Anammox法）和完全自養(yǎng)反硝化（CANON法）在氨氧化反應(yīng)中的應(yīng)用進(jìn)展，進(jìn)而針對(duì)性的介紹了一些相關(guān)的產(chǎn)業(yè)中相關(guān)方法的應(yīng)用，例如厭氧硝化池，垃圾滲濾液等在處理的過程中使用這一工藝的方法，希望可以給有關(guān)從業(yè)人員以啟發(fā)[1]。

1 常見處理工藝

厭氧氨氧化廢水處理工藝在實(shí)際應(yīng)用的過程中存在了一定的使用問題，但是如果能夠根據(jù)環(huán)境情況針對(duì)性的采取措施進(jìn)行解決則可以讓其有效的發(fā)揮作用。首先需要對(duì)其控制參數(shù)進(jìn)行了解，這是后續(xù)進(jìn)行工藝規(guī)模化應(yīng)用的基礎(chǔ)所在，隨后要做的是快速培養(yǎng)細(xì)菌菌落，其中主要是厭氧氨氮相關(guān)細(xì)菌，然后采取措施對(duì)其活性進(jìn)行控制或者抑制，確保其適用性，這也解決了現(xiàn)在大規(guī)模厭氧氨氮菌的具體應(yīng)用以及光譜使用的關(guān)鍵性問題，這一問題的解決有效的改善了相關(guān)應(yīng)用的現(xiàn)狀。Sharon-Anammox工藝是最廣泛使用的Anammox工藝[2]。

它分為兩個(gè)步驟。第一步是SHARON切片，50%～60%氨氮被氧化成亞硝酸鹽氮，第二步是Anammox切片。氨氮與新形成的亞硝酸鹽氮反應(yīng)形成氮，產(chǎn)生部分硝酸鹽氮。兩種反應(yīng)均在不同的反應(yīng)器中進(jìn)行。

該工藝組合僅需要將50%的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮，而不需要在以后添加一氧化二氮。大多數(shù)含有碳酸氫鹽的厭氧廢水含有堿度以補(bǔ)償亞硝化引起的堿度。實(shí)現(xiàn)過程堿度的自我平衡。同時(shí)，該方法通常將硝化細(xì)菌和厭氧氨氧化細(xì)菌分成兩個(gè)不同的反應(yīng)器，或在反應(yīng)器中設(shè)定不同的條件，同時(shí)，兩種細(xì)菌可以分別工作以實(shí)現(xiàn)相分離為功能性細(xì)菌的生長提供了良好的環(huán)境，此外，水中有害物質(zhì)對(duì)厭氧氨氧化細(xì)菌的抑制作用降低。

Sharon結(jié)合Anammox方法在使用過程中有著較高的處理負(fù)荷，實(shí)際使用的過程中硝化反應(yīng)發(fā)生的部分不需要提供較多的氧氣，而且對(duì)于pH的適用范圍很高，除此之外Anammox部分在厭氧環(huán)境下則會(huì)表現(xiàn)出來更好的反應(yīng)特性。

硝化-反硝化過程中，空氣大大減少，好氧硝化作用持續(xù)時(shí)間短，溶解氧環(huán)境低，亞硝酸鹽氧化菌（頭，亞硝酸鹽氧化菌）對(duì)氧的親和力，適用于低濃度氨氧化細(xì)菌（AOB）生長和亞硝化反應(yīng)提供了舒適的環(huán)境。應(yīng)用Sharon結(jié)合Anammox方法結(jié)合的聯(lián)合處理工藝可以有效的減少反應(yīng)過程中溫室氣體和一些其他含氮?dú)怏w的生成和排放，對(duì)于環(huán)保有著重要的意義[3-6]。

2 工藝應(yīng)用

應(yīng)用Sharon結(jié)合Anammox方法結(jié)合的聯(lián)合處理工藝最一開始是荷蘭市政污水處理廠，在進(jìn)行工藝研究的過程中，戴爾福特理工大學(xué)設(shè)計(jì)的工藝第一次投入實(shí)際使用過程。隨后，該工藝成功應(yīng)用于歐洲的許多污水處理廠。然而，高濃度的有機(jī)碳源抑制了Anammox細(xì)菌。

應(yīng)用Sharon結(jié)合Anammox方法結(jié)合的聯(lián)合處理工藝主要是處理碳氮比相對(duì)來說更小的污水廢水的，對(duì)于一些垃圾滲濾液和一些養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的廢水來說有著更好的處理效果和更好的環(huán)境保護(hù)效果，在實(shí)際應(yīng)用的過程中獲得了非常好的應(yīng)用效果。由于垃圾滲濾液中氨氮濃度高，缺乏有機(jī)碳源，難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

為了讓應(yīng)用Sharon結(jié)合Anammox方法結(jié)合的聯(lián)合處理工藝能夠有效的處理垃圾滲濾液當(dāng)中存在的污染效果，有關(guān)研究工作人員使用了固定膜反應(yīng)器來讓Sharon和Anammox兩個(gè)反應(yīng)模塊成功的實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)，獲得了更好的處理效果。在實(shí)際使用的過程中垃圾滲濾液的氨氮負(fù)荷為0.27kg～1.2kg·D1，DO=0.8mg～2.3mg·L-1，這表明，出水中硝態(tài)氮與氨氮的比例穩(wěn)定在1.0～1.3，適合隨后的Anammox處理。

Anammox切片的溫度控制在（30±1）℃，Akgul等人在研究的過程中對(duì)常見的污染處理方法進(jìn)行了比較，使用UASB和MBR的聯(lián)合工藝進(jìn)行了垃圾滲濾液的處理，并將其和Sharon結(jié)合Anammox方法結(jié)合的聯(lián)合處理工藝處理的垃圾滲濾液進(jìn)行橫向比較，發(fā)現(xiàn)后者在應(yīng)用的過程中可以去除垃圾滲濾液中絕大多數(shù)的COD和TNK含量。

隨后Colprim等人使用了SBR反應(yīng)器來進(jìn)行了垃圾滲濾液的硝化處理反應(yīng)。在反應(yīng)的過程中pH對(duì)于硝化反應(yīng)的進(jìn)行程度有著十分顯著的影響，會(huì)直接影響到硝化反應(yīng)和亞硝化反應(yīng)之間的平衡，而氨氮氧化過程有著游離氨作為抑制條件。

在質(zhì)量濃度（605.48±87.18）mg·L-1（基于n-nh3質(zhì)量）的條件下，游離亞硝酸鹽濃度（0.49±0.09）mg·L-1（基于n-hno2質(zhì)量），碳酸氫鹽質(zhì)量濃度（0.01±0.16）mg·L-1（以C質(zhì)量計(jì)算）。使用Anammox通過異氮化反硝化去除（14.9±5.6）%氨氮。

3 CACON工藝

佳能工藝傾向于硝酸鹽細(xì)菌，其基于厭氧氨氧化細(xì)菌，從而控制硝酸鹽細(xì)菌的生長條件并確保佳能工藝的穩(wěn)定操作，通常通過控制氧氣或亞硝酸鹽來實(shí)現(xiàn)。由于它完全是自支撐的，佳能工藝廢水處理被廣泛用于實(shí)驗(yàn)室研究和廢水處理。

Sliekers（2002）研究了佳能SBR工藝，例如通過控制7.9mlmin～11d的空氣保留時(shí)間。溫度為30℃，pH值控制在7.8，操作過程中含水處理0.25h～11.5h，不含水0.25h。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中顯示硝態(tài)氮的生成相對(duì)來說更多，他的來源是15%的氨氮和85%的氮?dú)猓酥鈦喯跛猁}的生成相對(duì)則少了很多，僅有0.002%，相比較可以忽略。

4 結(jié)束語

厭氧氨氧化工藝，Sharon-Anammox和佳能工藝已逐步應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室中試規(guī)模和現(xiàn)場研究，并已成功應(yīng)用于垃圾滲濾液，污泥硝化池，工業(yè)廢水和養(yǎng)殖廢水等當(dāng)中，但是實(shí)際應(yīng)用的過程中依然存在一些問題，需要人們針對(duì)性的采取措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，隨后會(huì)有著更好的使用效果。