短程反硝化耦合厭氧氨氧化強化脫氮工藝研究與應用進展

常根旺，楊津津，李紹康，羅景文，楊一飛，李翔*

1.環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室, 中國環(huán)境科學研究院

2.國家環(huán)境保護地下水污染模擬與控制重點實驗室, 中國環(huán)境科學研究院

氨氮是我國污染物減排的一項約束性指標，“十四五”規(guī)劃要求氨氮排放總量下降8%[1]。現(xiàn)有污水處理廠基本上采用傳統(tǒng)的硝化-反硝化技術脫氮，這種傳統(tǒng)的工藝通常需要較高的污水處理成本，且反硝化過程中間體N2O會排放到大氣中。N2O是全球第三大溫室氣體，增溫潛勢為CO2的298倍[2]。研究表明，城市污水處理廠的溫室氣體排放以N2O直接排放為主[3]。新興的厭氧氨氧化技術（anaerobic ammonia oxidation，anammox）具有節(jié)省曝氣量與外加碳源、污泥產(chǎn)量低和減少溫室氣體N2O排放量的特點[4-5]，既節(jié)約了成本，又符合我國“雙碳”目標的要求。

厭氧氨氧化反應是在厭氧的條件下，厭氧氨氧化菌（anammox bacteria，AnAOB）直接以 NO2-為電子受體、NH4+為電子供體，反應生成氮氣的過程，其反應方程如下[6]：

厭氧氨氧化反應需要NH4+和NO2-作為反應底物，而常規(guī)廢水中缺少NO2-，因此NO2-的穩(wěn)定生成成為厭氧氨氧化技術的關鍵步驟[7-8]。目前，產(chǎn)生NO2-的途徑主要有短程硝化（PN）和短程反硝化（PD）2種。短程硝化耦合厭氧氨氧化（PN-A）工藝在實際運行過程中容易受到DO、亞硝酸鹽氧化菌（NOB）等因素的影響[9-11]。Lackner等[12]的研究表明，50%以上運行異常的PN-A工藝都是由于NOB過量繁殖引起的。此外NOB的過量繁殖容易導致出水NO3-濃度較高，影響總氮去除（去除率理論上最高為89%）。而短程反硝化耦合厭氧氨氧化（PD-A）工藝可以彌補這些不足。……