匹配厌氧氨氧化型亚硝化的调控过程研究进展_张敏

匹配厌氧氨氧化型亚硝化的调控过程研究进展_张敏当今治理污染费用昂贵，寻求高效低耗能的脱氮工艺显得尤为重要。目前，自养型脱氮工艺备受关注，如短程硝化反硝化（PND）工艺、部分亚硝化-厌氧氨氧化（PN-Anammox）工艺、完全自养脱氮（CANON）工艺和限制自养硝化反硝化（OLAND）工艺等[1-5]。在此，以Anammox为主的脱氮工艺是研究热点，该过程可以在厌氧条件下以NO2--N为电子受体将NH4+-N直接转化成N2，整个过程具有无需外加碳源、产泥量少、低耗能、低成本等优点[6-9]。然而，Anammox反应需要PN段提供严格的进水ρ(NO2--N)/ρ(NH4+-N)（理论上在1.32左右）。在联合工艺中，PN工艺与Anammox工艺相比较，无论是在功能菌种、工艺条件还是容积负荷均存在较大差异[10]。因此对匹配Anammox技术的前置亚硝化反应（简称“匹配型亚硝化”）进行控制，为Anammox反应提供合适的基质，是实现Anammox脱氮工艺的关键。近年来，许多学者对匹配型亚硝化反应的控制进行了深入研究，主要涉及反应器类型、启动方式、调控手段和微生物的生长条件差异等方面，取得了较好的研究成果。本文叙述近年来关于匹配型亚硝化过程控制的最新研究成果，以期为匹配型亚硝化工艺的基础研究和工程化应用提供参考。1匹配型亚硝化反应由式（1）可知，Anammox处理的污水需要有2种基质，NO2--N和NH4+-N，但实际污水中氮素一般以NH4+-N为主，Anammox菌所需的底物NO2--N含量较低，而匹配型亚硝化反应能为Anammox提供其所需的底物。匹配型亚硝化反应的基本原理是通过调控运行参数将进水约50%的NH4+-N被氨氧化菌（AOB）氧化为NO2--N，而抑制亚硝酸盐氧化菌（NOB）将NO2--N氧化为NO3--N，保持NO2--N的积累率及使出水的ρ(NO2--N)/ρ(NH4+-N)为1～1.3，即实现匹配Anammox型亚硝化。NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O。（1）近年来，关于PN-Anammox联合工艺控制中，Anammox段的控制和影响因素研究较多，也已经获得了较好的富集污泥，实现了工程化应用。但前端匹配型亚硝化（PN段）因其控制要求高、波动