亚硝化的实现及与厌氧氨氧化联合工艺研究_李祥

厌氧氨氧化工艺是近十几年发展起来的新型生物脱氮工艺。该工艺是在厌氧的条件下利用NH4+-N作为电子供体，NO2--N作为电子受体，经过氧化还原作用将其转为N2的过程。与传统的生物脱氮工艺相比，其具有较高的脱氮效能、较低的碳源需求和污泥产量、较低的动力消耗。据目前的文献报道，实验室规模的厌氧氨氧化反应器脱氮效能达到76.5kg·m-3·d-1以上[1]，远远超过目前传统脱氮工艺的数百倍。而在国外，自从2002年荷兰鹿特丹污水处理厂建成世界上第一座生产性ANAMMOX反应器[2]，至今已有10多个生产性ANAMMOX工程投入高NH4+-N废水处理[3]。经核算其处理成本（以N计）仅为0.75欧元·kg-1，远低于传统生物脱氮工艺（2.5欧元·kg-1）[2，4]。因此ANAMMOX工艺掀起了废水脱氮的一场新革命。但是在厌氧氨氧化研究过程中发现，将其工程化并得到广泛的推广还面临着诸多问题。其中包括废水中NO2--N来源、反应器启动时间长，温度、pH等控制条件保证[2，5]。其中NO2--N来源一般通过亚硝化获得。近年来随着短程硝化的生物学发现和确定，有关亚硝化的研究逐步增多，其主要目的是实现短程硝化反硝化。而如何优化亚硝化控制条件，满足厌氧氨氧化需求的研究报道很少。因此本文将对目前有关亚硝化研究的进展进行综述，并为满足厌氧氨氧化废水水质的亚硝化控制参数进行讨论，旨在以后为其相关研究作为参考。1实现厌氧氨氧化的亚硝化控制因数分析目前的研究结果表明，厌氧氨氧化反应需要在一个厌氧、中温（32±3）℃环境下生长，同时因其反应是一个产碱的反应，所以需要控制pH在7.5～8.5之间。为了实现亚硝化-厌氧氨氧化工艺联合，在亚硝化过程中需要考虑厌氧氨氧化反应的特性。目前的研究表明，硝化过程是由2个独立的细菌完成－氨氧化细菌（AOB）和亚硝化细菌（NOB）。经诸多学者研究后发现这两种菌在世代时间、适应环境的能力等生理特性上存在着较大的差异，所以为亚硝化过程的实现提供了可能。因此很多学者在实验室条件下通过控制温度、pH、溶解氧、污泥停留时间、NH4+-N质量浓度、泥龄和抑制剂等因素来实现反应器内AOB的富集，NOB的淘汰，从而实现亚硝化过程。对于厌氧氨氧化反应过程中的亚硝化而言，进水水质基本固定，所以本文只对溶解氧、温度、pH、FA等一些可控制因数进行讨论。1.1溶解氧在硝化过程中，氧是一