高浓度含氨废水的厌氧脱氮研究进展_沈耀良

高浓度含氨废水的厌氧脱氮研究进展沈耀良1,　王成国2(1.苏州城建环保学院环保系,江苏苏州215011;2.中国石油总公司前郭炼油厂,吉林松原138000)　　摘　要:　介绍了3种高浓度含氨废水的厌氧脱氮处理新工艺(ANAMMOX、SHARON和OLAND)的基本原理、工艺特点及应用情况,指出了今后的研究方向。　　关键词:　高浓度含氨废水;　脱氮;　ANAMMOX工艺;　SHARON工艺;　OLAND工艺中图分类号:X703.1　　文献标识码:B　　文章编号:1000-4602(2002)11-0026-04　　基金项目:江苏省“青兰工程”跨世纪学术带头人科研基金资助项目　　近几年来,荷兰Delft大学等研究者在流化床反应器中发现了一种新的高浓度含氨废水的脱氮反应过程[1],并提出了一系列新工艺,如ANAMMOX、SHARON和OLAND等。这些工艺基于对氮生物循环的新发现,为废水生物脱氮处理提供了新的途径。1　ANAMMOX工艺厌氧氨氧化(ANaerobicAMMoniaOXidation)是在严格的缺氧条件下以NO-2作为电子受体,利用自养菌将氨直接氧化为氮气而实现脱氮的工艺[2～6]。研究表明,氨厌氧氧化产生的一分子氮气中一个氮原子来自NO-2,而另一氮原子则来自于氨,对氨的最大去除速率可达1.2mmol/(L·h),氧化1mol氨需要消耗0.6mol的NO-2,并由此产生0.8mol的氮气。羟胺(NH2OH)和联氨(N2H4)是厌氧氨氧化过程的中间产物,其中羟胺为最可能的电子受体,而羟胺本身则是由HNO2产生的[4]。当反应系统中有过量的羟胺和氨时将发生暂时的N2H4积累。联氨向氮气的转化被认为是通过将NO-2还原为羟胺同时产生等量的电子而实现的,但该反应是在同种酶的不同部位发生NO-2的还原和羟胺的氧化还是通过由电子转移链相连接的不同酶系统的催化反应实现的尚待进一步研究。研究表明,ANAMMOX过程是由自养菌(Can-didatusBrocadiaanammoxidans)完成的[7、8],它被认为同时具有将NO-2氧化为NO-3的功能,但生长缓慢(pH=8、温度为40℃时的生长世代期为11d[2])。Egli等人采用生物转盘处理含高浓度氨的垃圾填埋场渗滤液的研究表明,污泥中的CandidatusBrocadiaanammoxidans占90.9%,且对PO3-4和NO-2均具有很高的抗性(最大耐受浓度分别达20mmol/L和13mmol/L,在低浓度时具有较高的活性),对pH值的适应范围为6.5～9,最适pH值和温度分别为8和37℃[5]。目前,尚未完全了解此类微生物的特性,但已发现其具有不规则的细胞结构和外形[5、7、8]。在ANAMMOX过程中,自养反硝化菌的电子受体是NO-2而不是NO-3,氨则是电子供体。Strous等人采用20个不同型式的流化床反应器对合成基质的研究表明[3],反应器系统的基质转化速率可达3.0kgNH+4-N/(m3·d),NO-2和氨的平均去除率分别达99.5%和84.6%,流化床中生物量的最大比活性约为25nmolNH+4/(min·mg-1),同化1molCO2需要氧化24mol的氨,增长速率为0.001h-1,相当于世代时间为29d。同时发现,反应过程能否顺利进行与反应器中NO-2和氨是否同时存在密切相关,其反应的主要产物为氮气,同时约有5%～17%的NO-2被转化为NO-3,氨、NO-2和所产生·26·　　　中国给水排水2002Vol.18　　　　　　　　　　CHINAWATER&WAS