厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
2014-05-08陈重军王建芳张海芹沈耀良
陈重军 ,王建芳,张海芹,沈耀良
1. 苏州科技学院环境科学与工程学院,江苏 苏州 215009;2. 江苏省环境科学与工程重点实验室,江苏苏州 215009
厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,Anammox) 反应是指在厌氧或者缺氧条件下,厌氧氨氧化微生物以为电子受体,氧化为氮气的生物过程(van de Graff 等, 1995; 黄孝肖等,2012; 唐崇俭, 2011)。相比传统硝化-反硝化工艺,该过程可降低50%的曝气量、100%的有机碳源以及90%的运行费用(Jetten 等, 2001; Tal 等, 2006),且污泥产率低,以厌氧氨氧化为主体的污水处理工艺的研究和开发,给我国目前污水处理界面临的低碳氮比废水脱氮难、能耗高、污泥产量大等问题带来了曙光(Ruiz 等, 2003)。
近年来,学者开发了多种厌氧氨氧化为主体的污水处理工艺,其中研究和应用最为广泛的为亚硝化-厌氧氨氧化工艺(Sharon-Anammox)(Shalini和Joseph, 2012)、完全自养脱氮工艺(Completely autotrophic ammonium removal over nitrite, 简称CANON)等。本文在阐明厌氧氨氧化污水处理工艺原理和控制参数基础上,对上述两种工艺的应用进行总结与展望,旨在为开发投资小、运行费用低、脱氮效率稳定的厌氧氨氧化脱氮新技术提供指导。
1 Sharon-Anammox工艺
1.1 工艺原理与控制参数
Sharon-Anammox工艺是现在应用最为广泛的厌氧氨氧化工艺,它主要分为两步,第一步SHARON段,50~60%的氨氮被氧化成亚硝态氮,第二步Anammox段,剩余的氨氮与新生成的亚硝态氮进行厌氧氨氧化反应生成氮气,并生成部分硝态氮,两段反应分别在不同的反应器中完成,过程见图1(Schmidt 等, 2003)。Sharon和Anammox工艺联用,仅需将50%的氨氮转化为亚硝态氮,后续无需外加亚硝氮,且大多数厌氧出水含有以重碳酸盐存在的碱度可以补偿亚硝化所造成的碱度消耗,实现工艺碱度自平衡(Ahn, 2006; 马从安和张树德,2008)。……
