厌氧氨氧化的研究进展_徐海江

厌氧氨氧化的研究进展徐海江1,张仁志2,韩恩山1,李鹏1(1.河北工业大学化工学院,天津300130;2.中国环境管理干部学院中荷水处理中心,河北秦皇岛066004)摘要:厌氧氨氧化工艺是由于其独特的优点在国内日益受到重视,成为研究的热点,对厌氧氨氧化微生物学及其工艺的研究进展进行了综述。关键词:厌氧氨氧化;OLAND;SHARON-ANAMMOX;UASB中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1006-8759(2005)02-0013-03PROGRESSINANAEROBICAMMONIUMOXIDATIONPROCESSXUHai-jiang1,ZHANGRen-zhi2,HANEn-shan1,LIPeng1(1.SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China;2.EnvironmentalManagementCollegeofChina,Qinhuangdao066004,China)Abstract:Anaerobicammoniumoxidationprocess(Anammox)absorbstheattentionofpeoplebe-causeofitsobviousadvantagescomparedwithexistingprocess.ThispapersummarizesmicrobiologyandresearchprogressofAnammoxprocess.Keywords:ANAMMOX;OLAND;SHARON-ANAMMOX;UASB随着人类生产活动的加剧和人们生活水平的不断提高,氨氮的排放量也急剧增加,使高效脱氮技术的研究日益成为水污染控制领域的研究热点之一。传统的生物脱氮方法是通过硝化反硝化的途径达到氨氮的去除,但需要充足的碳源才能达到对氮的有效去除。国外的研究人员首先观察到了厌氧氨氧化(ANAMMOX,anaerobicammoniaoxi-dation)现象,指在厌氧或缺氧条件下,厌氧氨氧化细菌以NO2-为电子受体,将NH4+直接氧化为N2的过程。在此过程中,NH4+的氧化无需分子态氧的参与,而NO2-的还原也无需有机物的参与。与传统的硝化反硝化脱氮工艺相比具有需氧量低、运行费用低和不需外加碳源等优点,国外的许多位研究者对该工艺的运行条件以及其中新发现的厌氧氨氧化细菌进行了多方面的研究,这也引起了国内众多研究者的关注。1厌氧氨氧化微生物学研究Broda[1]预测了能够进行厌氧氨氧化的自养菌的存在,Mulder,Graaf[2]等人首先在流化床反应器中发现了厌氧氨氧化菌的存在,并证实硝酸盐可作为厌氧氨氧化反应的电子受体,郑平、冯孝善[3]对厌氧氨氧化菌混培物的基质转化特性作了研究,发现除已被证实的硝酸盐外,亚硝酸盐和N2O也能作为厌氧氨氧化的电子受体;以亚硝酸盐为电子受体时,ANAMMOX菌混培物厌氧氧化氨的反应速率甚至高于以硝酸盐为电子受体。在厌氧氨氧化中可产生中间产物羟胺和联氨,彼此可相收稿日期:2004-07-22第一作者简介:徐海江(1975-),男,毕业于河北工业大学,现为河北工业大学化工学院应用化学系研究生,研究方向:水污染控制,目前在中国环境管理干部学院中荷水处理示范研究培训中心从事城市污水除磷脱氮研究。综述与专论能源环境保护EnergyEnvironmentalProtectionVol.19,No.2Apr.,2005第19卷第2期2005年4月互转化。林琳、堵国成、陈坚[4]研究发现在培养液中加入厌氧氨氧化的中间产物羟胺可以加速反应的进行。为了清楚厌氧氨氧化菌的代谢途径,进行了15N标记实验,证实了氨与亚硝酸盐反应生成氮气[5]。XiaoDong、ErnestW.Tollner[6]在对ANAMMOX和反硝化进行了对比研究,发现由于厌氧氨氧化菌生长非常缓慢,不能和反硝化菌竞争对亚硝酸盐氮进行去除。厌氧氨氧化菌的生化性质还没有完全清楚,各国的研究人员仍在对其研究之中。2厌氧氨氧化工艺研究目前,较成熟的厌氧氨氧化工艺有SHARON-ANAMMOX(半硝化-厌氧氨氧化)工艺和OLAND工艺,研究人员仍在不断探索其它形式的厌氧氨氧化工艺。因厌氧氨氧化工艺耗能少又不消耗碳源,故具有可持续发展意义。(1)SHARON-ANAMMOX工艺SHARON-ANAMMOX是一种全新的脱氮工艺,由荷兰Delft技术大学发明。其原理是首先SHARON反应器中,利用硝化菌在较高温度下生长速率明显低于亚硝化菌生长速率的特点,通过控制温度和停留时间,将硝化控制在NO2-阶段,然后在ANAMMOX反应器中,剩余的氨氮与所生成的NO2-以等摩尔比例在ANAM