匹配厭氧氨氧化—部分亞硝化啟動調控策略研究

達方華 ，徐樂中 ，2，3，王 垚 ，王超超 ，陳茂林 ，2

（1.蘇州科技大學環境科學與工程學院，江蘇蘇州215009；2.蘇州淡林環境科技有限公司，江蘇蘇州215011；3.江蘇省水處理技術與材料協同創新中心，江蘇蘇州215009）

污水廠傳統的活性污泥法普遍存在能耗高、外碳源投加量大、脫氮效率低下、運行成本高等問題，尋求新型高效低能耗的脫氮工藝迫在眉睫。目前，以厭氧氨氧化（Anammox）為主的脫氮工藝逐漸成為研究熱點〔1〕。該反應是在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌（nAOB）以NH4+-N為電子供體，NO2--N為電子受體，產生N2和NO3--N 的過程〔2〕。與傳統硝化反硝化脫氮工藝相比，該工藝可節省60%的運行成本、100%的氧氣需求量和外碳源電子供體，同時污泥產量可減少80%～90%〔3〕。 然而，Anammox 反應對進水基質比〔n（NO2--N）∶n（NH4+-N）〕有嚴格要求（理論值為1.32），如何獲得穩定的進水基質比是實現Anammox脫氮工藝的關鍵。

在生物養分去除（BNR）過程中，氨氮的部分亞硝化與硝化作用相比可減少25%的耗氧量，也減少了40%的碳源需求〔4〕。近年來，以亞硝酸鹽代替硝酸鹽脫氮被廣泛認為是厭氧氨氧化的前提步驟，因此部分亞硝化成為生物脫氮領域研究的熱點課題之一。亞硝化反應是氨氧化菌（AOB）以NH4+-N為電子受體氧化為NO2--N，同時抑制亞硝酸鹽氧化菌（NOB）對AOB產物進行深度氧化的過程〔見式（1）〕。部分亞硝化（PN）則通過調控運行參數，將進水中約50%的NH4+-N氧化為 NO2--N，以保證出水 n（NO2--N）∶n（NH4+-N）為 1～1.32，為Anammox的穩定運行提供條件。

目前關于匹配厭氧氨氧化的半亞硝化啟動已有文獻報道〔5〕。筆者總結了部分亞硝化啟動過程的最新發展情況，討論了近年來PN啟動調控的研究結果，并對PN研究進行展望，提供可用的優化策略，以促進主流PN/AMX工藝的設計和操作，為更好地了解PN/AMX技術的現狀和預測未來研究提供基礎。……