污水處理工藝的進(jìn)步,為改善人居環(huán)境，推動(dòng)人類文明進(jìn)步有著深遠(yuǎn)的意義。今天力鼎環(huán)保將為您揭秘兩種污水處理工藝：厭氧氨氧化工藝、硝化-反硝化工藝。

1、厭氧氨氧化工藝與硝化-反硝化工藝對比

早在1976年，Broda預(yù)言在自然界中存在一種以NO-2或NO-3作為電子受體把NH+4氧化成N2的化能自養(yǎng)型細(xì)菌.直到1995年，Mulder等處理酵母廢水的反硝化流化床反應(yīng)器內(nèi)發(fā)現(xiàn)了NH+4消失的現(xiàn)象，從而證實(shí)了厭氧氨氧化反應(yīng)的存在.

厭氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation，Anammox)是在缺氧條件下以亞硝酸鹽(NO-2)為電子受體將氨(NH+4)轉(zhuǎn)化成氮?dú)?span>(N2)，同時(shí)伴隨著以亞硝酸鹽為電子供體固定CO2并產(chǎn)生硝酸鹽(NO-3)的生物過程.執(zhí)行該過程的微生物稱之為厭氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria，AAOB)。由于氨氧化細(xì)菌(Ammonium oxidation bacteria，AOB)可將氨氧化成亞硝酸鹽，為AAOB提供基質(zhì)，所以目前對厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用通常與短程硝化(亞硝化)聯(lián)系在一起. 圖 1為亞硝化-厭氧氨氧化工藝與傳統(tǒng)的硝化-反硝化工藝的對比，通過對比可知亞硝化-厭氧氨氧化工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)：

圖1亞硝化-厭氧氨氧化工藝與傳統(tǒng)的硝化-反硝化工藝的對比 

       ①厭氧氨氧化在缺氧條件下進(jìn)行，無需氧氣的供應(yīng)，可節(jié)省62.5%的能源消耗.

       ②厭氧氨氧化以無機(jī)碳(CO2或HCO-3)為碳源，無需投加有機(jī)碳，大大節(jié)省了碳源.

       ③亞硝化-厭氧氨氧化所產(chǎn)生的CO2與普通的硝化-反硝化系統(tǒng)相比減少90%.

       ④AAOB生長緩慢、產(chǎn)率低，因此工藝剩余污泥量少，污泥處置費(fèi)用低.

       ⑤厭氧氨氧化氮去除率及氮去除負(fù)荷較高，從而能夠減少工藝占地面積，降低工藝基建成本。

在該環(huán)節(jié)起至關(guān)重要的厭氧氨氧化菌（AAOB），是一群分支很深的浮霉?fàn)罹?span>AAOB生長緩慢，在30~40℃條件下，其倍增時(shí)間為10~14 d，細(xì)胞產(chǎn)率為0.11 g(VSS)/g(NH+4)，如果對培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化，其倍增時(shí)間可縮短至4.8 d，AAOB為地球氮循環(huán)做出了巨大貢獻(xiàn)，目前已在自然環(huán)境和人工環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了大量AAOB的存在.其中厭氧的自然生態(tài)系統(tǒng)包括：海洋沉積物和海洋水體、淡水沉積物和淡水水體、紅樹林地區(qū)(以及陸地生態(tài)系統(tǒng)等.而在人工生態(tài)系統(tǒng)中包括：污水處理廠、海洋循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)、垃圾滲濾液處理系統(tǒng).此外，人們以各種環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的AAOB作為基礎(chǔ)，將其引入污水處理系統(tǒng)，循序漸進(jìn)地對AAOB進(jìn)行馴化培養(yǎng)以處理各類廢水，包括實(shí)驗(yàn)室規(guī)模、中試規(guī)模及實(shí)際規(guī)模的污泥消化液、垃圾滲濾液、焦化廢水、味精廢水、養(yǎng)豬廢水(以及制藥廢水等）。

2、你所不知道的厭氧氨氧化技術(shù)國際影響力！

主流厭氧氨氧化技術(shù)，一直是國內(nèi)外專業(yè)人士癡迷探索的工藝，它具有著獨(dú)特的魅力，它的高節(jié)能低排放，理論上可以降低63%的能耗需求，基本不需要有機(jī)碳源，還能降低80%的污泥產(chǎn)率。現(xiàn)狀是，在國際上，很多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)、公司在持續(xù)性開發(fā)主流厭氧氨氧化工藝，每個(gè)團(tuán)隊(duì)都想盡快在世界范圍內(nèi)領(lǐng)先摘取這只明珠并領(lǐng)先國際同行。

令人羨慕不已的是，在國內(nèi)外學(xué)者機(jī)構(gòu)大規(guī)模中試研發(fā)的同時(shí)，一個(gè)大規(guī)模的污水廠，新加坡樟宜再生水廠，率先在國際上實(shí)現(xiàn)了主流厭氧氨氧化。可以說，這也是目前世界上第一個(gè)、也是規(guī)模最大的主流厭氧氨氧化項(xiàng)目。新加坡PUB前首席專家曹業(yè)始博士在前不久《中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級研討會(huì)》上的演講中向中國同行展示了樟宜再生水廠短程硝化-主流厭氧氨氧化（PN/A）的運(yùn)行效果，成為環(huán)保界一大亮點(diǎn)事件。見圖2

圖2曹博士演講圖

3、主流厭氧氨氧化技術(shù)能被效仿嗎？

新加坡樟宜再生水廠，率先在國際上實(shí)現(xiàn)了主流厭氧氨氧化。

樟宜污水廠的先天獨(dú)特優(yōu)勢是：常年水溫保持在27-32度，且樟宜廠生物池總的SRT僅僅是5天。僅此2點(diǎn)，國內(nèi)污水廠根本無法效仿這條技術(shù)路線（除非設(shè)計(jì)規(guī)范和排放出水水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整）。即便南方地區(qū)也很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟壳暗脑O(shè)計(jì)SRT都是在15d以上，這種條件下亞硝酸鹽氧化菌很難抑制。

如果利用南方地域幾個(gè)月的高水溫季節(jié)，設(shè)計(jì)一個(gè)短SRT系統(tǒng)，是可以嘗試模范樟宜這種step-feed&短SRT模式。

其實(shí)，樟宜項(xiàng)目的成功，不但是得益于當(dāng)?shù)氐臒釒ё匀粭l件，還有一個(gè)重要的原因，PUB的強(qiáng)大的國際一流的應(yīng)用型研究技術(shù)團(tuán)隊(duì)和卓有成效的研究，這個(gè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的研究方向與國際緊密接軌。

其實(shí)，未來主流厭氧氨氧化在低水溫地區(qū)的應(yīng)用還要很長路要走，水溫從30度到10度，Anammox的比活性要降低10倍，這個(gè)技術(shù)瓶頸目前還沒有突破。在中國大多數(shù)地域，一年水溫變化較大，在主流實(shí)現(xiàn)ANAMMOX穩(wěn)定過程的路還很遙遠(yuǎn)。