厭(yan)氧(yang)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)(Anammox)技術(shu)作為近年來新(xin)興(xing)的(de)(de)(de)(de)自養(yang)脫氮工(gong)(gong)藝(yi),具有(you)無需外加碳源(yuan)、低污泥產量、低能(neng)耗等優勢。文中(zhong)總結了厭(yan)氧(yang)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)應用于主(zhu)流污水處(chu)理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)時面(mian)臨的(de)(de)(de)(de)困(kun)難挑戰(zhan),分析了厭(yan)氧(yang)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)處(chu)理(li)(li)污水的(de)(de)(de)(de)最新(xin)研究進展,闡述了厭(yan)氧(yang)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)菌(jun)(AnAOB)的(de)(de)(de)(de)截留、硝酸(suan)鹽氧(yang)化(hua)(hua)菌(jun)(NOB)的(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)、有(you)機物的(de)(de)(de)(de)不利影響等問題的(de)(de)(de)(de)具體解(jie)決方案。在節能(neng)減排(pai)的(de)(de)(de)(de)時代(dai)要求下,為實現能(neng)源(yuan)回(hui)用、資(zi)源(yuan)回(hui)收的(de)(de)(de)(de)廢水處(chu)理(li)(li)模式,提出了可能(neng)實現能(neng)源(yuan)自給的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)組(zu)合,為實現主(zhu)流厭(yan)氧(yang)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)工(gong)(gong)藝(yi)工(gong)(gong)程化(hua)(hua)應用提供(gong)科學借(jie)鑒。

研究(jiu)亮點

1、總結分析(xi)短(duan)程硝化(hua)(hua)厭(yan)氧氨氧化(hua)(hua)在主流污(wu)水應用中難以(yi)實(shi)現的關鍵問題；

2、分析了(le)造成這些關鍵(jian)問題(ti)的(de)原(yuan)因，并(bing)針對每(mei)一個問題(ti)闡述了(le)學者們所作出的(de)研(yan)究進展(zhan)；

3、分(fen)析了厭(yan)氧(yang)氨氧(yang)化工(gong)藝應(ying)用于實(shi)際(ji)主流污水的技術路線，從實(shi)際(ji)工(gong)程出發(fa)探究短程硝化厭(yan)氧(yang)氨氧(yang)化實(shi)際(ji)應(ying)用的可行性。

近些年來，城市污水(shui)中氮素污染物(wu)的(de)去除以及越(yue)(yue)來越(yue)(yue)嚴格(ge)的(de)氮排放標(biao)準(zhun)已(yi)成為(wei)困(kun)擾人們的(de)一大難題。目前，通過硝化(hua)(hua)/反硝化(hua)(hua)的(de)常規(gui)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(BNR)被廣泛應用，并作為(wei)許多生(sheng)(sheng)(sheng)活和工業廢(fei)水(shui)處理設施實現脫(tuo)氮的(de)有(you)效(xiao)方法，但該過程需要消耗大量的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)。城市污水(shui)中的(de)有(you)機物(wu)含有(you)大量的(de)化(hua)(hua)學能(neng)，若能(neng)將有(you)機物(wu)進行產能(neng)回收(shou)(shou)則(ze)可(ke)實現污水(shui)廠能(neng)源(yuan)(yuan)自(zi)給自(zi)足，將污水(shui)處理廠建成集水(shui)資源(yuan)(yuan)再生(sheng)(sheng)(sheng)、能(neng)源(yuan)(yuan)回用及資源(yuan)(yuan)回收(shou)(shou)的(de)多功能(neng)可(ke)持續水(shui)廠成為(wei)全球污水(shui)處理廠的(de)發展目標(biao)。基于厭氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)(hua)工藝的(de)新型生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)脫(tuo)氮技術(shu)已(yi)成為(wei)一種有(you)吸引力的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)、資源(yuan)(yuan)高效(xiao)管(guan)理的(de)解決方案。

厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)工(gong)藝是荷蘭(lan)代爾夫特大(da)學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Mulder和(he)Van de Graaf在一個中試反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)流化(hua)(hua)(hua)床中發現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一種新(xin)型經濟高效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物脫(tuo)氮(dan)技(ji)術。其基本原(yuan)理(li)是在厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)條件下厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)菌(anaerobic ammoniumoxidizing bacteria，AnAOB)利用(yong)亞硝(xiao)(xiao)態氮(dan)作(zuo)為(wei)電(dian)子受體(ti)，將氨(an)氮(dan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)N2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自養(yang)生物轉化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。與(yu)常規的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物脫(tuo)氮(dan)方法相(xiang)比，其優(you)勢在于不需(xu)(xu)要(yao)曝(pu)氣，充分(fen)降低充氧(yang)(yang)(yang)電(dian)耗；無(wu)需(xu)(xu)有機碳源(yuan)，節約了(le)(le)外加碳源(yuan)所(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)費用(yong)；不涉及(ji)異養(yang)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)菌，降低了(le)(le)剩(sheng)余污(wu)泥(ni)產量(liang)。厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)對反(fan)應(ying)(ying)底物濃(nong)度有嚴格的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(理(li)論(lun)比為(wei)氨(an)氮(dan)前(qian)置部分(fen)亞硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)技(ji)術生成(cheng)(cheng)為(wei)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發生提供(gong)了(le)(le)前(qian)提，即(ji)部分(fen)亞硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)-厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(partial nitrification-anammox，PN/A)。全(quan)球(qiu)范圍內，厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)污(wu)水(shui)處理(li)工(gong)程(cheng)已(yi)達百余座，已(yi)建成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)工(gong)程(cheng)大(da)多應(ying)(ying)用(yong)于中溫、高氨(an)氮(dan)廢水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)，例如(ru)污(wu)泥(ni)消化(hua)(hua)(hua)液、垃(la)圾(ji)滲濾液、焦化(hua)(hua)(hua)廢水(shui)、飼料加工(gong)廢水(shui)等(deng)，但主流PN/A污(wu)水(shui)處理(li)工(gong)程(cheng)僅有新(xin)加坡樟(zhang)宜污(wu)水(shui)廠(chang)、奧(ao)地利Strass污(wu)水(shui)廠(chang)。盡管已(yi)經進(jin)行(xing)(xing)了(le)(le)廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究，但實現(xian)PN/A在城市(shi)污(wu)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)仍是一個很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)挑戰。目前(qian)大(da)規模(mo)應(ying)(ying)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道較(jiao)少,仍需(xu)(xu)要(yao)對厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)進(jin)行(xing)(xing)大(da)量(liang)研究，從而提出可操(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)具體(ti)應(ying)(ying)用(yong)方案。

1 污(wu)水主流處理工藝厭氧(yang)氨氧(yang)化的挑戰

·AnAOB的(de)(de)(de)(de)倍增時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)長(chang)，在(zai)(zai)最(zui)(zui)適溫(wen)(wen)度下典(dian)型(xing)倍增時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)大(da)約為11 d，遠大(da)于(yu)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)細菌(jun)(jun)(AOB)(0.3～1.5 d)和亞硝酸(suan)鹽(yan)氧(yang)化(hua)(hua)菌(jun)(jun)(NOB)(0.5～1.8 d)的(de)(de)(de)(de)倍增時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，較(jiao)慢的(de)(de)(de)(de)生長(chang)速率(lv)導(dao)致厭氧(yang)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)啟動(dong)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)比(bi)較(jiao)長(chang)。其(qi)次與城市污水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)不利特(te)征(zheng)有關，包括低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)、高(gao)(gao)C/N(4～12)、含量(liang)低(di)(di)(di)且(qie)變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)氨(an)氮(30～100 mg/L)、高(gao)(gao)水(shui)(shui)力(li)(li)(li)負荷(he)。微生物的(de)(de)(de)(de)代謝活(huo)(huo)性往往受溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)(de)影響較(jiao)大(da)。Tomaszewski等研究(jiu)結果表(biao)明，35 ℃是AnAOB生物代謝最(zui)(zui)快，繁殖(zhi)周期最(zui)(zui)短的(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)適溫(wen)(wen)度。溫(wen)(wen)度從30 ℃降到10 ℃時(shi)(shi)(shi)(shi)，AnAOB活(huo)(huo)性降低(di)(di)(di)約10倍。在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度小(xiao)于(yu)20 ℃時(shi)(shi)(shi)(shi)，特(te)別是在(zai)(zai)小(xiao)于(yu)15 ℃時(shi)(shi)(shi)(shi)，會出現脫氮效率(lv)低(di)(di)(di)、出水(shui)(shui)質量(liang)差、不能保持長(chang)期穩定的(de)(de)(de)(de)脫氮情況。低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)同(tong)時(shi)(shi)(shi)(shi)降低(di)(di)(di)了AOB和NOB的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性和生長(chang)速度，但(dan)對(dui)AOB的(de)(de)(de)(de)影響比(bi)NOB更大(da)，在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度低(di)(di)(di)于(yu)20 ℃時(shi)(shi)(shi)(shi)，差異越大(da)。處于(yu)弱勢(shi)的(de)(de)(de)(de)AnAOB對(dui)亞硝酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)競爭力(li)(li)(li)弱于(yu)NOB，導(dao)致主流(liu)條件下NOB的(de)(de)(de)(de)抑制更加困難。城市生活(huo)(huo)污水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)C/N可能導(dao)致異養(yang)細菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)繁殖(zhi)，降低(di)(di)(di)AOB及(ji)AnAOB的(de)(de)(de)(de)競爭優勢(shi)。根據Monod方程，低(di)(di)(di)氨(an)氮濃度也降低(di)(di)(di)了AnAOB的(de)(de)(de)(de)生長(chang)速率(lv)和活(huo)(huo)性。較(jiao)短的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)力(li)(li)(li)停留時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(HRT)使得AnAOB的(de)(de)(de)(de)保留更具挑戰性。考慮到主流(liu)廢水(shui)(shui)中(zhong)含氮量(liang)變化(hua)(hua)、高(gao)(gao)出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質的(de)(de)(de)(de)要求，以(yi)較(jiao)低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)成本去除厭氧(yang)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)反應所產生的(de)(de)(de)(de)硝酸(suan)鹽(yan)仍需(xu)解決。

盡管存(cun)在以上這些(xie)挑戰，但Cheng等探究(jiu)了(le)主(zhu)流條件下(xia)PN/A的(de)(de)脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)性(xing)能，預設溫(wen)度為(wei)25℃，后降至15 ℃的(de)(de)方法，系統(tong)最高脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)效率(lv)(lv)達到(dao)(7.0±0.3) kg/(m3·d)，是(shi)(shi)迄今為(wei)止最高脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)效率(lv)(lv)的(de)(de)主(zhu)流PN/A。在紐約一污(wu)水處(chu)(chu)理廠(chang)中，發現其缺氧(yang)段(duan)(duan)攪拌槳上自發富(fu)集了(le)大量的(de)(de)AnAOB，該污(wu)水處(chu)(chu)理廠(chang)脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)性(xing)能也(ye)明顯提升，這兩則(ze)案例(li)表明了(le)厭氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)(hua)應用(yong)(yong)(yong)于主(zhu)流污(wu)水處(chu)(chu)理系統(tong)的(de)(de)可行性(xing)。厭氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)應所需(xu)的(de)(de)代謝基(ji)質為(wei)和城市污(wu)水中的(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)素以氨(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)和有機氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)形式存(cun)在，需(xu)要經過氨(an)(an)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)(yong)產生(sheng)，因此，實現的(de)(de)穩定積累是(shi)(shi)厭氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)(hua)應用(yong)(yong)(yong)于主(zhu)流城市污(wu)水的(de)(de)難點。將(jiang)(jiang)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反(fan)應控制在第一階(jie)段(duan)(duan)，AOB將(jiang)(jiang)氨(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)氧(yang)化(hua)(hua)為(wei)使AOB處(chu)(chu)于優勢地位，形成(cheng)亞硝(xiao)(xiao)酸鹽大量積累的(de)(de)短程硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)技術較(jiao)(jiao)為(wei)成(cheng)熟并(bing)被廣泛采用(yong)(yong)(yong)；同時短程反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)提供的(de)(de)技術相較(jiao)(jiao)短程硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)更(geng)易控制，日益受到(dao)學者(zhe)們(men)的(de)(de)關注。

2 PN/A

為了促進PN/A在(zai)主流污水處理(li)工藝中的(de)實(shi)際應用，根據國內外學(xue)者的(de)研(yan)究進行(xing)總(zong)結，可以(yi)(yi)從以(yi)(yi)下(xia)2個方(fang)面進行(xing)：AOB、AnAOB的(de)有效保留，NOB的(de)抑制(zhi)。

2.1 生物量的控制

主流條(tiao)件降(jiang)低(di)(di)了AnAOB、AOB的活(huo)性和(he)(he)生(sheng)長速度，同時使NOB和(he)(he)異養菌(jun)難以控(kong)制。AnAOB是PN/A工藝的基本組成部分(fen)，但其生(sheng)長緩慢，易受低(di)(di)溫和(he)(he)DO的影響，這就要求PN/A系統(tong)具(ju)備良好的生(sheng)物保留(liu)能力(li)，實現功能菌(jun)種的大(da)量(liang)持留(liu)與富集，克服(fu)低(di)(di)溫、高C/N、高水力(li)負荷、短HRT等不利(li)條(tiao)件，維持PN/A系統(tong)長期穩定運行所需(xu)要的生(sheng)物量(liang)。

生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)和(he)顆(ke)粒(li)系統(tong)比懸(xuan)(xuan)浮(fu)(fu)自由生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)系統(tong)有更佳的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)截(jie)(jie)留(liu)(liu)效果。AnAOB優(you)先(xian)選擇生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)、聚集(ji)體中(zhong)(zhong)(zhong)，固(gu)著生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)方式(shi)使(shi)它們能夠(gou)抵抗不利(li)(li)的(de)(de)環境條(tiao)件。Zhang等研究表(biao)明(ming)，在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)或聚集(ji)體較厚的(de)(de)反應(ying)器(qi)(qi)(qi)應(ying)對低溫(wen)和(he)積(ji)累耐受(shou)性(xing)(xing)(xing)能較強，有利(li)(li)于(yu)減(jian)少生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)損失。盧(lu)欣欣等采用(yong)移動床(chuang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)反應(ying)器(qi)(qi)(qi)構(gou)建了(le)懸(xuan)(xuan)浮(fu)(fu)、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)雙污(wu)(wu)泥(ni)系統(tong)，發(fa)(fa)現AnAOB在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)富集(ji)對系統(tong)脫(tuo)氮起到重(zhong)要(yao)作用(yong)，通過140 d運(yun)行，TN的(de)(de)去(qu)除率(lv)達(da)到79%。Trojanowicz等研究表(biao)明(ming)，同時容(rong)納懸(xuan)(xuan)浮(fu)(fu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)混合系統(tong)是實(shi)現高(gao)效生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)量(liang)控制的(de)(de)更好選擇，并(bing)且比純生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)系統(tong)更有利(li)(li)。實(shi)現部分亞(ya)硝化是PN/A中(zhong)(zhong)(zhong)試規(gui)模的(de)(de)主要(yao)瓶(ping)頸。懸(xuan)(xuan)浮(fu)(fu)污(wu)(wu)泥(ni)比生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)污(wu)(wu)泥(ni)具有更高(gao)的(de)(de)硝化能力(li)，AOB優(you)先(xian)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)于(yu)懸(xuan)(xuan)浮(fu)(fu)污(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)(zhong)，而(er)AnAOB在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)豐度更高(gao)。Malovanyy等通過在(zai)(zai)MBBR中(zhong)(zhong)(zhong)引入懸(xuan)(xuan)浮(fu)(fu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，形成(cheng)一(yi)體式(shi)固(gu)定(ding)膜(mo)(mo)活性(xing)(xing)(xing)污(wu)(wu)泥(ni)反應(ying)器(qi)(qi)(qi)(IFAS)，TN去(qu)除負荷提高(gao)了(le)3倍(bei)，TN去(qu)除率(lv)從(cong)36%提高(gao)到70%。Gustavsson等在(zai)(zai)運(yun)行1 000 d的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)試規(gui)模試驗(yan)中(zhong)(zhong)(zhong)發(fa)(fa)現，以MBBRs建立的(de)(de)PN/A系統(tong)在(zai)(zai)處理(li)(li)城市(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)時具有長(chang)(chang)期穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)，氮去(qu)除速(su)率(lv)達(da)到0.45 kg/(m3·d)，AnAOB富集(ji)在(zai)(zai)顆(ke)粒(li)污(wu)(wu)泥(ni)和(he)聚集(ji)體中(zhong)(zhong)(zhong)，即使(shi)在(zai)(zai)主流(liu)條(tiao)件下能夠(gou)維持較高(gao)的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)活性(xing)(xing)(xing)和(he)相(xiang)對豐度。值(zhi)得注意的(de)(de)是，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)載(zai)體、顆(ke)粒(li)污(wu)(wu)泥(ni)在(zai)(zai)不同的(de)(de)反應(ying)器(qi)(qi)(qi)構(gou)造(zao)、水(shui)(shui)利(li)(li)沖擊條(tiao)件下均(jun)會出(chu)現一(yi)定(ding)的(de)(de)流(liu)失，需(xu)要(yao)利(li)(li)用(yong)載(zai)體截(jie)(jie)留(liu)(liu)裝置，水(shui)(shui)力(li)旋流(liu)器(qi)(qi)(qi)回(hui)收這部分生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)量(liang)，Strass污(wu)(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)廠利(li)(li)用(yong)水(shui)(shui)力(li)旋流(liu)器(qi)(qi)(qi)保留(liu)(liu)厭氧(yang)氨氧(yang)化顆(ke)粒(li)保持生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)量(liang)的(de)(de)平衡。近(jin)幾十年，膜(mo)(mo)材料的(de)(de)研發(fa)(fa)投(tou)入不斷(duan)加大，技術(shu)瓶(ping)頸不斷(duan)突破，期望(wang)借助(zhu)于(yu)多孔膜(mo)(mo)良好的(de)(de)截(jie)(jie)留(liu)(liu)效果可以實(shi)現AnAOB的(de)(de)高(gao)效富集(ji)和(he)零流(liu)失。

生(sheng)(sheng)物強化(hua)是(shi)保持(chi)反應(ying)器內足夠(gou)AnAOB和AOB生(sheng)(sheng)物量(liang)的(de)另一種(zhong)選擇，這個方法也(ye)可(ke)用于加速啟動(dong)和恢復失敗的(de)PN/A系統。生(sheng)(sheng)物強化(hua)可(ke)以通過以下(xia)2種(zhong)方式實現。

(1)將(jiang)含有AnAOB的污(wu)泥從側(ce)流反(fan)應(ying)器(qi)輸送(song)到主流反(fan)應(ying)器(qi)。

(2)將(jiang)AnAOB從主流出(chu)(chu)水中(zhong)分離出(chu)(chu)來(lai)，將(jiang)剩余(yu)污泥(主要含(han)AOB)從側(ce)流出(chu)(chu)水中(zhong)分離出(chu)(chu)來(lai)，返(fan)回主流反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)。除生(sheng)(sheng)物(wu)強化外(wai)，通過周(zhou)期性(xing)地向主流PN/A反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)加入(ru)高(gao)濃度氨廢水，例(li)如厭(yan)氧消(xiao)化上清液，可促進AnAOB的(de)(de)生(sheng)(sheng)長。在(zai)Strass污水廠，從500 m3的(de)(de)側(ce)流反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)以每周(zhou)40 m3的(de)(de)速率對(dui)主流反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)進行生(sheng)(sheng)物(wu)強化，這(zhe)有助于主流PN/A抑制NOB，而不影響(xiang)側(ce)流反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)性(xing)能，并且側(ce)流反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)中(zhong)厭(yan)氧氨氧化顆(ke)粒的(de)(de)量得到了增加。

AnAOB、AOB的(de)生物量穩定是(shi)PN/A實現高效(xiao)(xiao)脫氮的(de)關鍵因(yin)素，通過內部、外部雙重控(kong)制(zhi)加強兩(liang)者的(de)有效(xiao)(xiao)富(fu)集，但還需深(shen)入細(xi)菌及(ji)微生物等層面(mian)進行研究，推動PN/A在主流污水處理工藝的(de)工程化應用。

2.2 NOB的抑制

2.2.1 基(ji)于(yu)DO的控制方(fang)法

通過控制DO濃度(du)和調節曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)模式是實現(xian)部分亞硝化的(de)常(chang)用(yong)方法。基于AOB對氧(yang)的(de)半飽(bao)和系數高(gao)于NOB，在(zai)(zai)較低(di)的(de)DO濃度(du)環(huan)境下，NOB競爭(zheng)氧(yang)的(de)能(neng)力弱，AOB更容易占據優勢地位，從(cong)(cong)而實現(xian)的(de)積(ji)累(lei)。Wang等(deng)研究發(fa)現(xian)，當DO從(cong)(cong)1.4 mg/L降至0.7 mg/時，積(ji)累(lei)率逐漸升(sheng)高(gao)。為了抑(yi)制NOB的(de)活(huo)性，還(huan)可以通過間歇曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)的(de)方式進行(xing)供氧(yang)，在(zai)(zai)缺氧(yang)條件下恢復曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)，AOB的(de)活(huo)性恢復早(zao)于NOB。張杰等(deng)基于SBR反應器采用(yong)4 min曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)，2 min停曝(pu)(pu)(pu)的(de)曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)模式并將DO濃度(du)控制在(zai)(zai)較低(di)水平(1.3～1.7mg/L)，實現(xian)了亞硝化的(de)穩定運行(xing)，積(ji)累(lei)率達到92%。Chen等(deng)在(zai)(zai)兩級PN/A系統中控制間歇曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)比(bi)在(zai)(zai)(30 min/15 min)～(30 min/30 min)，抑(yi)制NOB的(de)同時總無機氮(dan)(total inorganic nitrogen，TIN)的(de)去除(chu)率高(gao)達96.62%。

城(cheng)市(shi)污水(shui)(shui)的(de)(de)處理中(zhong)，考慮(lv)到(dao)進水(shui)(shui)中(zhong)氨(an)(an)氮(dan)(dan)、堿度、COD的(de)(de)波動，所采用DO含(han)量(liang)存(cun)(cun)在(zai)較大(da)的(de)(de)波動，遠遠超出了理論值。據報(bao)道(dao)，通(tong)過低DO和(he)FA聯(lian)合控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)方(fang)(fang)式，可以完全抑制(zhi)(zhi)(zhi)高氨(an)(an)氮(dan)(dan)廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)NOB，但在(zai)城(cheng)市(shi)污水(shui)(shui)中(zhong)這種(zhong)方(fang)(fang)法不適用。所以基(ji)于(yu)DO的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)策略需要(yao)與其他控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)策略相結合，以保(bao)持長期的(de)(de)NOB抑制(zhi)(zhi)(zhi)。在(zai)單級反(fan)應工(gong)藝(yi)中(zhong)，亞硝(xiao)化(hua)反(fan)應產酸(suan)、厭氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)反(fan)應耗酸(suan)的(de)(de)反(fan)應特性(xing)，存(cun)(cun)在(zai)pH上(shang)(shang)升與下降動態過程，可通(tong)過pH的(de)(de)變化(hua)來控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)亞硝(xiao)化(hua)的(de)(de)始終，Klaus等通(tong)過改變pH變化(hua)來控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)曝(pu)氣(qi)的(de)(de)始終，這種(zhong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)策略依據在(zai)連續曝(pu)氣(qi)反(fan)應器中(zhong)pH與氨(an)(an)氮(dan)(dan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)之(zhi)間的(de)(de)線(xian)性(xing)關系(xi)而應用。在(zai)曝(pu)氣(qi)階(jie)(jie)段，當(dang)pH下降達到(dao)最小值時(shi)(shi)，曝(pu)氣(qi)終止(zhi)(zhi)；在(zai)停曝(pu)階(jie)(jie)段，當(dang)pH達到(dao)最大(da)值時(shi)(shi)，開始曝(pu)氣(qi)。王元月等通(tong)過DO、pH和(he)氨(an)(an)氮(dan)(dan)聯(lian)合控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)模式，設置氨(an)(an)氮(dan)(dan)留存(cun)(cun)含(han)量(liang)為(wei)30 mg/L，作為(wei)曝(pu)氣(qi)階(jie)(jie)段的(de)(de)終止(zhi)(zhi)點，后續攪拌階(jie)(jie)段通(tong)過厭氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)反(fan)應將剩余完全去(qu)(qu)除(chu)(chu)，對TN的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)率穩定在(zai)90%以上(shang)(shang)，實(shi)現(xian)了PN/A一(yi)體式SBR工(gong)藝(yi)自動化(hua)運行。

但間歇曝氣(qi)的(de)主要缺(que)點是促進N2O的(de)排放。氧化亞氮(N2O)是一種化學性質穩定溫室氣(qi)體，所產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)溫室效應是CO2的(de)320倍。N2O是當前最嚴重的(de)臭氧層(ceng)破壞氣(qi)體并(bing)會造成氣(qi)候風(feng)險(xian)的(de)原因。N2O通過(guo)3種不同(tong)的(de)生(sheng)(sheng)物途徑產(chan)生(sheng)(sheng)，如圖1所示(shi)。

(1)產生釋放N2O的不穩(wen)定中間體羥胺(NH2OH)。

(2)還(huan)原(yuan)亞硝酸鹽和(he)隨后的NO作(zuo)為替代電子(zi)受體(ti)，然后在好氧條件下(xia)釋(shi)放(fang)N2O和(he)N2。

(3)異養反硝化菌(jun)的(de)反硝化作(zuo)用。據報道(dao)，在間歇(xie)曝氣(qi)反應(ying)器中，N2O的(de)排(pai)放量(liang)占PN/A總去除氮的(de)2.7%，且曝氣(qi)量(liang)和DO是影響N2O產生的(de)重要(yao)因素。目前，需要(yao)更多(duo)的(de)研究來評估(gu)N2O的(de)排(pai)放程度，并通過(guo)優化操(cao)作(zuo)條(tiao)件盡量(liang)減少N2O的(de)產生。

圖1 AOB與異養反(fan)硝化(hua)菌產生N2O的代謝途徑

注：AMO為(wei)(wei)氨(an)單(dan)加(jia)氧(yang)(yang)酶；HAO為(wei)(wei)羥胺(an)氧(yang)(yang)化(hua)還(huan)(huan)原酶；NiR為(wei)(wei)亞硝酸鹽(yan)還(huan)(huan)原酶；NoR為(wei)(wei)NO還(huan)(huan)原酶；NaR為(wei)(wei)硝酸鹽(yan)還(huan)(huan)原酶；N2OR為(wei)(wei)N2O還(huan)(huan)原酶；NOS為(wei)(wei)亞硝酸鹽(yan)氧(yang)(yang)化(hua)還(huan)(huan)原酶

AnAOB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)增時(shi)(shi)(shi)間(jian)長(chang)，在最(zui)適(shi)溫(wen)度(du)(du)下典型倍(bei)增時(shi)(shi)(shi)間(jian)大約(yue)為(wei)11 d，遠大于(yu)(yu)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)細(xi)(xi)菌(AOB)(0.3～1.5 d)和亞硝酸(suan)(suan)鹽氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)菌(NOB)(0.5～1.8 d)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)增時(shi)(shi)(shi)間(jian)，較(jiao)(jiao)慢(man)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生長(chang)速(su)率(lv)導致厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)啟動時(shi)(shi)(shi)間(jian)比(bi)較(jiao)(jiao)長(chang)。其次與城(cheng)市污水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)利(li)特(te)征有關，包括(kuo)低(di)(di)(di)溫(wen)、高C/N(4～12)、含量低(di)(di)(di)且(qie)變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)氮(30～100mg/L)、高水(shui)力負荷。微生物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)謝活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)往往受溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響較(jiao)(jiao)大。Tomaszewski等(deng)研究結果(guo)表明，35 ℃是AnAOB生物(wu)代(dai)謝最(zui)快(kuai)，繁殖周期(qi)最(zui)短的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)適(shi)溫(wen)度(du)(du)。溫(wen)度(du)(du)從30 ℃降(jiang)(jiang)到10 ℃時(shi)(shi)(shi)，AnAOB活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)約(yue)10倍(bei)。在溫(wen)度(du)(du)小于(yu)(yu)20 ℃時(shi)(shi)(shi)，特(te)別是在小于(yu)(yu)15 ℃時(shi)(shi)(shi)，會出(chu)現脫氮效率(lv)低(di)(di)(di)、出(chu)水(shui)質量差、不(bu)能保(bao)持長(chang)期(qi)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脫氮情況。低(di)(di)(di)溫(wen)同時(shi)(shi)(shi)降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)了AOB和NOB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)和生長(chang)速(su)度(du)(du)，但對AOB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響比(bi)NOB更大，在溫(wen)度(du)(du)低(di)(di)(di)于(yu)(yu)20 ℃時(shi)(shi)(shi)，差異(yi)越大。處(chu)于(yu)(yu)弱(ruo)勢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)AnAOB對亞硝酸(suan)(suan)鹽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)競爭力弱(ruo)于(yu)(yu)NOB，導致主流條件下NOB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抑制更加困(kun)難。城(cheng)市生活(huo)(huo)(huo)(huo)污水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高C/N可(ke)能導致異(yi)養(yang)細(xi)(xi)菌的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繁殖，降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)AOB及AnAOB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)競爭優勢。根據Monod方程(cheng)，低(di)(di)(di)氨(an)氮濃(nong)度(du)(du)也降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)了AnAOB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生長(chang)速(su)率(lv)和活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)。較(jiao)(jiao)短的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)力停留時(shi)(shi)(shi)間(jian)(HRT)使得(de)AnAOB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)留更具挑戰性(xing)。考(kao)慮到主流廢(fei)水(shui)中(zhong)含氮量變(bian)化(hua)(hua)、高出(chu)水(shui)水(shui)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，以(yi)較(jiao)(jiao)低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本(ben)去除厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)反應(ying)所產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硝酸(suan)(suan)鹽仍需解決。

研究(jiu)發(fa)現，NOB在長期運行中出現對游離(li)氨(free ammonia，FA)、游離(li)亞硝(xiao)酸(free nitrous acid，FNA)的耐(nai)受(shou)性(xing)，需要不斷改(gai)變(bian)控(kong)制濃(nong)度。一些(xie)化學試(shi)劑(ji)的添加能夠有(you)效抑(yi)制NOB的活性(xing)，實現反應器(qi)的快速(su)啟(qi)動(dong)及恢復(fu)。

Li等進行了羥胺的(de)(de)(de)(de)梯度(du)投加試驗(2.5、3.5、4.5 mg/L)，發(fa)現(xian)當(dang)(dang)投加量(liang)為(wei)4.5 mg/L時(shi)，在進水氨(an)氮(dan)含量(liang)為(wei)70.5 mg/L下，在19 d時(shi)積累率增(zeng)加到93.3%，系統中的(de)(de)(de)(de)NOB被淘(tao)汰(tai)。Sui等在投加NH2OH和(he)N2H4消除(chu)積累的(de)(de)(de)(de)對比試驗中得出結論，添加NH2OH的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果更佳，增(zeng)強了功能基因hao的(de)(de)(de)(de)活(huo)性表達(da)，對NOB的(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)更加持(chi)續穩定(ding)。Wang等[36]在處理(li)高氨(an)氮(dan)廢水時(shi)，初始含量(liang)為(wei)75 mg/L，通過梯度(du)增(zeng)加甲(jia)酸含量(liang)(0～50 mmol)探究對部分亞硝化的(de)(de)(de)(de)短期、長期影響，當(dang)(dang)甲(jia)酸含量(liang)為(wei)30mmol時(shi)，通過27d的(de)(de)(de)(de)運行，亞硝酸鹽(yan)積累率(NAR)由0.3%增(zeng)長到90%以上，在停止(zhi)添加甲(jia)酸后，NAR仍(reng)保持(chi)在91.3%的(de)(de)(de)(de)較高水平，并指出甲(jia)酸在PN工藝中作為(wei)NOB的(de)(de)(de)(de)選擇抑制(zhi)劑，具有長期、可持(chi)續的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性。

雖然通過投加(jia)抑(yi)制劑能快速(su)實現(xian)的快速(su)積累，但需(xu)要注(zhu)意外源投加(jia)造成(cheng)的二次污染(ran)，并避(bi)免(mian)對后續(xu)厭氧氨(an)氧化造成(cheng)不(bu)良(liang)影響。因此，需(xu)要開(kai)發更高效、環保的抑(yi)制劑，繼(ji)續(xu)加(jia)強主流PN/A系統中AOB、AnAOB、NOB活性及生物豐度的試驗研究(jiu)。

2.2.3 含氮化合物控制

一定濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)FA、FNA濃(nong)度(du)對(dui)(dui)(dui)(dui)AOB和NOB均有抑(yi)(yi)制作用(yong)，與AOB相比，NOB對(dui)(dui)(dui)(dui)FA更敏感(gan)，FA對(dui)(dui)(dui)(dui)AOB的(de)(de)(de)(de)抑(yi)(yi)制起始含(han)量為(wei)10～150 mg/L，對(dui)(dui)(dui)(dui)NOB的(de)(de)(de)(de)抑(yi)(yi)制起始含(han)量為(wei)0.1～6 mg/L。當(dang)FNA含(han)量大于(yu)(yu)0.2 mg/L時，NOB被完全抑(yi)(yi)制，而AOB對(dui)(dui)(dui)(dui)FNA的(de)(de)(de)(de)抑(yi)(yi)制含(han)量為(wei)0.5～0.63 mg/L。韓(han)曉宇等利(li)用(yong)FA與FNA的(de)(de)(de)(de)聯合抑(yi)(yi)制方(fang)法處理(li)污泥消(xiao)化液，使(shi)(shi)亞硝(xiao)(xiao)酸鹽(yan)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)積(ji)累率保(bao)持在(zai)90%以(yi)上實(shi)現穩定的(de)(de)(de)(de)亞硝(xiao)(xiao)化。通(tong)常(chang)反(fan)應(ying)(ying)器中(zhong)(zhong)(zhong)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)FA、FNA主(zhu)要源于(yu)(yu)進(jin)水中(zhong)(zhong)(zhong)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)氨(an)(an)氮(dan)濃(nong)度(du)，這也是(shi)部分(fen)亞硝(xiao)(xiao)化在(zai)高氨(an)(an)氮(dan)廢水中(zhong)(zhong)(zhong)易實(shi)現的(de)(de)(de)(de)原因。但在(zai)低氨(an)(an)氮(dan)條件下傳統的(de)(de)(de)(de)FA、FNA控(kong)制作用(yong)明顯減弱。但Wang等開發了FA沖擊(ji)技術，通(tong)過對(dui)(dui)(dui)(dui)AOB、NOB反(fan)復(fu)投加厭(yan)氧(yang)污泥消(xiao)化液來提供高濃(nong)度(du)FA，在(zai)限氧(yang)的(de)(de)(de)(de)條件下建立主(zhu)流(liu)部分(fen)亞硝(xiao)(xiao)化，使(shi)(shi)溶(rong)解氧(yang)含(han)量為(wei)0.2 mg/L，使(shi)(shi)生物膜上AOB活性遠高于(yu)(yu)NOB，經過2個月的(de)(de)(de)(de)運(yun)行，實(shi)現了對(dui)(dui)(dui)(dui)NOB選(xuan)擇(ze)性抑(yi)(yi)制，NAR接(jie)近(jin)100%；將(jiang)部分(fen)亞硝(xiao)(xiao)化的(de)(de)(de)(de)出(chu)水與氨(an)(an)氮(dan)廢水按合適比例混合，進(jin)入厭(yan)氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化反(fan)應(ying)(ying)器進(jin)行脫氮(dan)。

對于低氨(an)氮廢水，較(jiao)難(nan)通過(guo)FA、FNA控(kong)制(zhi)實現部分亞硝化。但可以使(shi)反(fan)應器中的(de)剩余(yu)(yu)氨(an)濃度(du)(du)保持(chi)在(zai)(zai)較(jiao)低水平，一(yi)定濃度(du)(du)的(de)剩余(yu)(yu)氨(an)使(shi)AnAOB與NOB競爭亞硝酸鹽，使(shi)AOB與NOB競爭氧氣。Poot等在(zai)(zai)主流條件(jian)下驗證(zheng)了控(kong)制(zhi)殘留氨(an)濃度(du)(du)對NOB的(de)抑制(zhi)是有效的(de)，在(zai)(zai)溫度(du)(du)為20 ℃、DO含量小于4 mg/L下，將(jiang)殘留氨(an)含量控(kong)制(zhi)在(zai)(zai)2～5 mg/L，并保持(chi)長期的(de)耗氧速(su)率(lv)和氨(an)氧化速(su)率(lv)。

基于(yu)(yu)FN、FNA的(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制方法，在經(jing)濟效應(ying)和環境保護方面(mian)具(ju)有良(liang)好前(qian)景，還需進一步加強(qiang)研究兩者長(chang)期的(de)(de)(de)(de)共同作用及系(xi)統(tong)功能菌對(dui)其的(de)(de)(de)(de)適應(ying)性。積極借鑒高氨氮廢水的(de)(de)(de)(de)處理(li)經(jing)驗，在主流(liu)(liu)PN/A中進行系(xi)統(tong)優化、創新。殘留氨在側流(liu)(liu)PN/A中雖然不(bu)是關鍵控(kong)(kong)制因素(su)，但在主流(liu)(liu)廢水處理(li)中對(dui)微(wei)生物(wu)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)相互作用及NOB的(de)(de)(de)(de)抑(yi)制是至關重要的(de)(de)(de)(de)。目前(qian)，殘留氨濃(nong)度(du)對(dui)NOB抑(yi)制穩定性已被廣泛證實(shi)，但其控(kong)(kong)制策略仍處于(yu)(yu)發展階(jie)段，控(kong)(kong)制積累尚不(bu)明(ming)晰，需要進一步深入研究殘留氨濃(nong)度(du)對(dui)微(wei)生物(wu)相互作用及NOB的(de)(de)(de)(de)抑(yi)制機制。

盡管學者們做了大量的(de)(de)(de)(de)(de)研究，但在(zai)主流條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)實現(xian)NOB的(de)(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)(zhi)(zhi)還是(shi)有(you)很(hen)多困難。例(li)如(ru)未(wei)能保持較低的(de)(de)(de)(de)(de)DO濃(nong)度，不僅(jin)導致NOB過(guo)度生(sheng)長，對(dui)AnAOB也有(you)抑制(zhi)(zhi)(zhi)作用。Strous等(deng)發現(xian)，在(zai)0.5%、1.0%、2.0%的(de)(de)(de)(de)(de)空氣飽和度下(xia)，AnAOB被完全抑制(zhi)(zhi)(zhi)，之后在(zai)完全厭氧的(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，被抑制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)AnAOB活性得到(dao)恢(hui)復(fu)，說明(ming)DO對(dui)AnAOB的(de)(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)可逆的(de)(de)(de)(de)(de)，所以(yi)一個好的(de)(de)(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)(zhi)策(ce)略(lve)不僅(jin)要解決(jue)NOB的(de)(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)(zhi)(zhi)問題，還需要保持較低的(de)(de)(de)(de)(de)DO為AnAOB提供(gong)生(sheng)長條件(jian)。單一的(de)(de)(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)(zhi)策(ce)略(lve)很(hen)難完成NOB在(zai)主流污水處理工藝中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)(zhi)(zhi)，需要多種(zhong)抑制(zhi)(zhi)(zhi)策(ce)略(lve)相(xiang)聯合(he)才能達(da)到(dao)目的(de)(de)(de)(de)(de)。

3 短程反硝化(hua)與厭氧氨氧化(hua)工藝耦合

作(zuo)為(wei)(wei)AnAOB生(sheng)(sheng)長的(de)(de)(de)(de)關鍵底物(wu)，不僅(jin)可(ke)以(yi)(yi)(yi)通過(guo)短程(cheng)(cheng)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)產(chan)生(sheng)(sheng)，還(huan)可(ke)以(yi)(yi)(yi)通過(guo)短程(cheng)(cheng)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)產(chan)生(sheng)(sheng)，并且通過(guo)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)更為(wei)(wei)穩定(ding)和(he)(he)可(ke)控。在(zai)(zai)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下發生(sheng)(sheng)不完全反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)稱為(wei)(wei)短程(cheng)(cheng)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，將還(huan)原產(chan)物(wu)定(ding)格在(zai)(zai)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)大量(liang)積累。短程(cheng)(cheng)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)(he)厭氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)這2個過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)物(wu)和(he)(he)產(chan)生(sheng)(sheng)物(wu)可(ke)以(yi)(yi)(yi)形(xing)成(cheng)互補，短程(cheng)(cheng)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)不僅(jin)可(ke)以(yi)(yi)(yi)消耗厭氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)同時可(ke)以(yi)(yi)(yi)為(wei)(wei)厭氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)提供代謝(xie)必(bi)需的(de)(de)(de)(de)電子(zi)供體短程(cheng)(cheng)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)與厭氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)耦(ou)合(he)工藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)開發，為(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)脫氮提供了新的(de)(de)(de)(de)方向。短程(cheng)(cheng)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)將硝(xiao)(xiao)酸(suan)鹽還(huan)原為(wei)(wei)亞硝(xiao)(xiao)酸(suan)鹽過(guo)程(cheng)(cheng)中N2O的(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)量(liang)較低，有效降低溫室(shi)氣體排放。目前，對于短程(cheng)(cheng)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)以(yi)(yi)(yi)及(ji)與厭氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)耦(ou)合(he)工藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)仍處在(zai)(zai)小(xiao)試(shi)規模，表(biao)1列(lie)舉(ju)了耦(ou)合(he)工藝(yi)(yi)實(shi)驗室(shi)成(cheng)功啟(qi)動案例。

表1 反(fan)硝化(hua)耦合厭氧氨氧化(hua)處理效果

短(duan)程(cheng)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)與厭(yan)氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)(hua)耦合(he)工(gong)(gong)(gong)藝可(ke)以是(shi)一(yi)體(ti)式也可(ke)以是(shi)分段式。一(yi)體(ti)式短(duan)程(cheng)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)耦合(he)厭(yan)氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)藝是(shi)指反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)菌(jun)與AnAOB在(zai)同一(yi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器內(nei)馴化(hua)(hua)培養(yang)，該工(gong)(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點是(shi)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能及時(shi)(shi)被AnAOB消(xiao)耗，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器抗沖(chong)擊負(fu)荷能力(li)強(qiang)，占地面積小，但需(xu)要控制C/N、pH、DO、電子供(gong)體(ti)種類(lei)等外界環境(jing)和(he)操(cao)作條件(jian)來(lai)保證(zheng)短(duan)程(cheng)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)與厭(yan)氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平衡，總體(ti)來(lai)說兩(liang)類(lei)微(wei)生(sheng)物(wu)共存(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)難(nan)點已經(jing)取得較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制，在(zai)耦合(he)工(gong)(gong)(gong)藝應(ying)(ying)(ying)(ying)用方(fang)面有較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)用潛力(li)。分段式工(gong)(gong)(gong)藝是(shi)將反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)菌(jun)與AnAOB分別放在(zai)獨立的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器內(nei)培養(yang)，有效避(bi)免2種菌(jun)種對底物(wu)和(he)空(kong)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)競(jing)爭(zheng)，并能降低流(liu)入后置厭(yan)氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有機物(wu)濃度。Ji等在(zai)處理城市污水(shui)(shui)時(shi)(shi)發現耦合(he)工(gong)(gong)(gong)藝能穩(wen)定有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要原因是(shi)厭(yan)氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)(hua)脫氮(dan)占主(zhu)導地位(wei)，厭(yan)氧(yang)氨(an)(an)氧(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貢(gong)獻率(lv)為(wei)77.2%，遠高于(yu)(yu)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)22.8%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貢(gong)獻率(lv)。更(geng)(geng)有研究(jiu)發現，對反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)菌(jun)和(he)AnAOB之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)競(jing)爭(zheng)起關(guan)鍵性作用，通常調節(jie)一(yi)體(ti)式和(he)短(duan)程(cheng)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器進水(shui)(shui)C/N為(wei)2～3，更(geng)(geng)有利于(yu)(yu)形成(cheng)穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)代謝環境(jing)。

西(xi)安第四污(wu)水(shui)處理(li)廠實(shi)際(ji)改造后(hou)的(de)(de)新工藝的(de)(de)處理(li)效果(guo)在(zai)行業內(nei)受到廣泛關(guan)注。主體(ti)(ti)工藝為(wei)AAO+MBBR，通過向(xiang)缺(que)氧(yang)(yang)池和厭(yan)氧(yang)(yang)池投(tou)放填(tian)料，改造后(hou)的(de)(de)出水(shui)水(shui)質達到一級A類標準，其出水(shui)TN含量基本保(bao)持在(zai)10 mg/L以(yi)下。對填(tian)料以(yi)及懸浮污(wu)泥，厭(yan)氧(yang)(yang)區和缺(que)氧(yang)(yang)區的(de)(de)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物進行高(gao)(gao)通量分析，載體(ti)(ti)具有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)厭(yan)氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)活性(xing)，填(tian)料表面生(sheng)(sheng)物膜的(de)(de)顏色逐漸變為(wei)微(wei)(wei)紅色，高(gao)(gao)度濃(nong)縮在(zai)缺(que)氧(yang)(yang)區的(de)(de)生(sheng)(sheng)物載體(ti)(ti)上。隨(sui)后(hou)，采用同位(wei)素跟蹤法進一步證實(shi)了(le)(le)在(zai)缺(que)氧(yang)(yang)環境下的(de)(de)厭(yan)氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)反(fan)應(ying)，并(bing)且測(ce)定結果(guo)表示厭(yan)氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)占脫氮的(de)(de)比例達到30%左右。這項實(shi)際(ji)應(ying)用工程是世界范圍內(nei)首(shou)個在(zai)常溫水(shui)溫條(tiao)件下實(shi)現了(le)(le)厭(yan)氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)反(fan)應(ying)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產性(xing)規模(mo)裝置，為(wei)厭(yan)氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)實(shi)際(ji)工程應(ying)用提供可靠依據。在(zai)主流PN/A和短程反(fan)硝化(hua)大量實(shi)際(ji)應(ying)用之前，向(xiang)污(wu)水(shui)廠的(de)(de)缺(que)氧(yang)(yang)和厭(yan)氧(yang)(yang)單元中以(yi)生(sheng)(sheng)物膜形式加(jia)入厭(yan)氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)菌生(sheng)(sheng)物量，可以(yi)提高(gao)(gao)污(wu)水(shui)處理(li)效果(guo)，并(bing)降低處理(li)成本。

4 針對能源回收(shou)的厭氧(yang)氨(an)氧(yang)化工(gong)藝

城(cheng)市污(wu)(wu)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)C/N比(bi)過高，不適合直接(jie)應用PN/A，AnAOB在高濃度有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)碳存在的(de)(de)(de)情況下(xia)與反硝化(hua)細菌產生(sheng)競爭不利(li)于其生(sheng)長。為了(le)排除水(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物對厭氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)影響(xiang)，實(shi)現(xian)(xian)污(wu)(wu)水(shui)廠高效(xiao)能(neng)源(yuan)回(hui)(hui)收效(xiao)率，需對城(cheng)市污(wu)(wu)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物進(jin)行(xing)預(yu)處(chu)理(li)。Jun等提出2種可(ke)運用于厭氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)組合，工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)(cheng)如圖(tu)2所示。工(gong)(gong)藝(yi)(yi)一(yi)中(zhong)(zhong)(zhong)，A段(duan)(duan)捕(bu)捉水(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物并回(hui)(hui)收污(wu)(wu)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)能(neng)和(he)可(ke)利(li)用能(neng)源(yuan)，B段(duan)(duan)通過自(zi)養代謝途(tu)徑處(chu)理(li)剩余的(de)(de)(de)營養物質。若A段(duan)(duan)產生(sheng)的(de)(de)(de)能(neng)量彌(mi)補B段(duan)(duan)的(de)(de)(de)能(neng)耗(hao)，就(jiu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)(xian)能(neng)量的(de)(de)(de)自(zi)給自(zi)足。工(gong)(gong)藝(yi)(yi)二中(zhong)(zhong)(zhong)，A段(duan)(duan)捕(bu)獲水(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)碳并實(shi)現(xian)(xian)能(neng)源(yuan)回(hui)(hui)收；B1段(duan)(duan)接(jie)收一(yi)部分生(sheng)活(huo)污(wu)(wu)水(shui)和(he)A段(duan)(duan)的(de)(de)(de)出水(shui)，在充氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)條件下(xia)完成(cheng)短程(cheng)(cheng)硝化(hua)和(he)反硝化(hua)過程(cheng)(cheng)；A段(duan)(duan)的(de)(de)(de)出水(shui)(含有(you)(you)氨(an)氮)和(he)B1的(de)(de)(de)出水(shui)(含有(you)(you)亞硝酸鹽)共同(tong)加入B2段(duan)(duan)，發生(sheng)厭氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)反應。在整個A、B工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)，A段(duan)(duan)中(zhong)(zhong)(zhong)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物的(de)(de)(de)去除效(xiao)果對B段(duan)(duan)厭氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)有(you)(you)重要影響(xiang)。A段(duan)(duan)的(de)(de)(de)預(yu)處(chu)理(li)有(you)(you)以(yi)下(xia)幾種方式。

圖(tu)2 2種實用的主流厭氧(yang)氨氧(yang)化(hua)工藝組合(he)

厭氧消化(hua)(hua)技術(shu)對PN/A的(de)(de)應(ying)(ying)用具(ju)有(you)很強的(de)(de)實際意義，已成為(wei)(wei)(wei)一(yi)種(zhong)有(you)前景的(de)(de)技術(shu)。楊(yang)舒茗等將厭氧膜(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反應(ying)(ying)器AnMBR作為(wei)(wei)(wei)預處(chu)理(li)(li)工藝，在AnMBR中(zhong)COD去(qu)除(chu)率(lv)(lv)為(wei)(wei)(wei)96%，其(qi)中(zhong)80.3%的(de)(de)COD在此段轉(zhuan)化(hua)(hua)為(wei)(wei)(wei)甲(jia)(jia)烷，TN平(ping)均去(qu)除(chu)率(lv)(lv)78%。因為(wei)(wei)(wei)城市污水的(de)(de)底物(wu)強度(du)和溫度(du)較低，溶解(jie)的(de)(de)甲(jia)(jia)烷占厭氧處(chu)理(li)(li)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)甲(jia)(jia)烷總量的(de)(de)一(yi)大(da)部分，所(suo)以(yi)厭氧甲(jia)(jia)烷氧化(hua)(hua)與反硝(xiao)化(hua)(hua)耦合巧妙地(di)解(jie)決甲(jia)(jia)烷溶解(jie)的(de)(de)問題(ti)，當(dang)系統中(zhong)同時存(cun)在和時，反硝(xiao)化(hua)(hua)型(xing)厭氧甲(jia)(jia)烷氧化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)優(you)先利用亞(ya)硝(xiao)酸鹽(yan)作為(wei)(wei)(wei)電(dian)子受體(ti)，該過(guo)程(cheng)被(bei)稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)依(yi)賴亞(ya)硝(xiao)酸鹽(yan)型(xing)的(de)(de)厭氧甲(jia)(jia)烷氧化(hua)(hua)(N-DAMO)，在去(qu)除(chu)溶解(jie)的(de)(de)甲(jia)(jia)烷中(zhong)發揮重要(yao)作用。但需(xu)(xu)要(yao)注意的(de)(de)是，厭氧反應(ying)(ying)器中(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)硫化(hua)(hua)物(wu)會對反應(ying)(ying)器中(zhong)微生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)活(huo)性產(chan)生(sheng)(sheng)一(yi)定影響，如何(he)降低硫化(hua)(hua)物(wu)對PN/A的(de)(de)抑制作用需(xu)(xu)要(yao)進一(yi)步的(de)(de)研究探討。

高負荷活性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(HRAS)具有較高的(de)COD捕獲能力，是目前應用最廣(guang)泛的(de)碳(tan)濃縮(suo)處理工(gong)藝(yi)(yi)，具有占地(di)面積小(xiao)、能耗低等優勢。HRAS工(gong)藝(yi)(yi)中的(de)SRT、HRT通常分別為1～4 d、2～4 h，具體(ti)工(gong)藝(yi)(yi)參數取(qu)決(jue)于(yu)(yu)當地(di)溫(wen)度和廢水特征。HRAS工(gong)藝(yi)(yi)可將進水中的(de)顆(ke)(ke)粒(li)性(xing)(xing)(xing)、膠體(ti)性(xing)(xing)(xing)以及(ji)溶(rong)(rong)(rong)解性(xing)(xing)(xing)物質(zhi)富集濃縮(suo)于(yu)(yu)剩余污(wu)泥中，通過(guo)厭氧(yang)(yang)消化或焚(fen)燒的(de)方式來(lai)實現(xian)污(wu)水中的(de)碳(tan)轉(zhuan)向(xiang)。在HRAS工(gong)藝(yi)(yi)中，顆(ke)(ke)粒(li)性(xing)(xing)(xing)COD與(yu)膠體(ti)性(xing)(xing)(xing)COD是通過(guo)生物絮(xu)凝(ning)作用吸附于(yu)(yu)絮(xu)體(ti)之(zhi)上，再經過(guo)固(gu)液分離過(guo)程得到去除(chu)(chu)，其處理效果與(yu)胞外聚合(he)物(EPS)的(de)產生有密切(qie)關系；而(er)溶(rong)(rong)(rong)解性(xing)(xing)(xing)COD(SCOD)則(ze)通過(guo)是胞內(nei)物質(zhi)貯存的(de)形(xing)式加以去除(chu)(chu)，溶(rong)(rong)(rong)解氧(yang)(yang)、SRT、HRT等參數對(dui)膠體(ti)和顆(ke)(ke)粒(li)COD的(de)去除(chu)(chu)效果明顯(xian)，而(er)對(dui)可溶(rong)(rong)(rong)性(xing)(xing)(xing)COD的(de)去除(chu)(chu)無(wu)顯(xian)著影響(xiang)。最新的(de)研(yan)究結(jie)果表明，HRAS-PN/A系統(tong)在滿足能量自給(gei)的(de)情況下，凈能量產量達到4 918 kW·h/d，出(chu)水水質(zhi)符合(he)歐盟(meng)標準[COD、TN、總懸浮固(gu)體(ti)(TSS)含量分別為125、15、35 mg/L]，并且與(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)活性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥系統(tong)相比，運(yun)營成(cheng)本降低了107%。

化學強化一(yi)級處(chu)理(CEPT)是通過(guo)在(zai)污(wu)水中(zhong)(zhong)加入化學物質(如(ru)金(jin)屬鹽(yan)、聚合物)，通過(guo)混(hun)凝(ning)、絮凝(ning)作用去除污(wu)水中(zhong)(zhong)的(de)(de)COD、SS、TP以(yi)及重金(jin)屬等。CEPT對溶解性(xing)(xing)COD去除沒(mei)有明顯(xian)效果。因(yin)此，在(zai)考慮(lv)將CEPT用作預處(chu)理之(zhi)前，應對這些因(yin)素進行全面評(ping)估，例如(ru)原廢水的(de)(de)特(te)性(xing)(xing)、廢水中(zhong)(zhong)的(de)(de)SCOD、污(wu)泥的(de)(de)消(xiao)化性(xing)(xing)能、污(wu)泥的(de)(de)脫水和(he)處(chu)置成本等。

磁混凝技術(shu)是一種高效(xiao)的(de)(de)碳源分離技術(shu)，不僅停留時間短(5～60 min)，對污(wu)染物(COD、SS、TP等)具有較高的(de)(de)去除效(xiao)果。可顯著降(jiang)低(di)后續工藝的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)負(fu)荷，促進碳源回收提(ti)高出水水質可作為(wei)厭(yan)氧氨(an)氧化的(de)(de)預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)工藝。經磁混凝預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)后的(de)(de)生活(huo)(huo)污(wu)水COD去除率(lv)達到60%左右(you)，C/N降(jiang)低(di)至2～3，較低(di)的(de)(de)有機物有利于厭(yan)氧氨(an)氧化反應(ying)的(de)(de)進行。狄斐(fei)等采用PN/A工藝處(chu)(chu)理(li)(li)經磁混凝預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)后的(de)(de)生活(huo)(huo)污(wu)水，該系(xi)統中COD去除率(lv)為(wei)74.42%，最高實現TN、氨(an)氮去除率(lv)為(wei)86.28%和95.45%的(de)(de)效(xiao)果。

最后，強化生(sheng)物除磷(EBPR)是一種(zhong)同時去除生(sheng)活(huo)污水中有機碳(tan)和磷的(de)方(fang)法。在傳統的(de)生(sheng)物養(yang)分去除中，有機碳(tan)源不(bu)(bu)僅(jin)(jin)被聚(ju)磷菌(jun)(PAO)攝取用于除磷，還可(ke)以被反硝化細菌(jun)消(xiao)耗用于除氮。更有學者通(tong)過(guo)生(sheng)物電(dian)化學系統作為(wei)PN/A的(de)預處理單元不(bu)(bu)僅(jin)(jin)可(ke)以直接發電(dian)，還可(ke)以通(tong)過(guo)電(dian)流刺激(ji)提(ti)高脫氮率。

未來的城市主流污水處理中，有(you)機(ji)碳和(he)磷(lin)被作為(wei)能(neng)(neng)源大量(liang)回收利用，氮成為(wei)主要的污染物，PN/A工(gong)藝能(neng)(neng)夠有(you)效(xiao)減少對有(you)機(ji)碳的依賴，有(you)機(ji)物的預處理工(gong)藝的研(yan)究與(yu)開(kai)發(fa)將(jiang)為(wei)PN/A的工(gong)程化、規模化應用提(ti)供廣闊前景(jing)。

5 結論與展(zhan)望

厭氧氨氧化(hua)是一種經(jing)濟高(gao)效(xiao)的(de)脫氮(dan)(dan)工藝(yi)，在(zai)城市主(zhu)流(liu)污(wu)水處理的(de)脫氮(dan)(dan)領域(yu)具有(you)廣闊應(ying)用前景。該工藝(yi)在(zai)側流(liu)工藝(yi)中穩(wen)(wen)定運行具有(you)突出的(de)脫氮(dan)(dan)優勢，主(zhu)流(liu)處理工藝(yi)已在(zai)實驗室穩(wen)(wen)定運行，但對于(yu)現場(chang)應(ying)用，仍受限于(yu)低溫(wen)、低氨氮(dan)(dan)、高(gao)有(you)機物(wu)濃度等因素。目前，國(guo)內外對于(yu)城市污(wu)水處理中厭氧氨氧化(hua)以(yi)及短程硝化(hua)、短程反硝化(hua)耦合工藝(yi)的(de)研(yan)究仍處于(yu)小試階(jie)段，而且對于(yu)其中微生物(wu)反應(ying)機理的(de)研(yan)究尚不(bu)明確，未來需要從以(yi)下幾個方面展開(kai)研(yan)究。

(1)主流厭氧(yang)氨氧(yang)化工藝中微(wei)生物(wu)群落結構復雜，采用分(fen)子(zi)生物(wu)學測試、建立模(mo)型的(de)(de)方法解(jie)析厭氧(yang)氨氧(yang)化菌與其他功能菌的(de)(de)共(gong)存模(mo)式和微(wei)生物(wu)群落變化機制。

(2)實際污水(shui)成分復雜，進(jin)水(shui)污染物存在(zai)波(bo)動，會影響(xiang)耦合(he)工藝(yi)系統(tong)穩定性，由菌種適應的(de)條(tiao)件(jian)不統(tong)一，需(xu)要對耦合(he)系統(tong)的(de)穩定性進(jin)一步研究。

(3)隨著耦合(he)工藝的(de)快(kuai)速(su)發展，新型(xing)生物反(fan)應器的(de)構建和運(yun)行需(xu)要不(bu)斷創新突(tu)破，優化現有反(fan)應器運(yun)行方式(shi)，構建適合(he)AnAOB及其功能菌(jun)適宜的(de)生存(cun)環境，是未來研究(jiu)的(de)主要方向(xiang)之一。

(4)對耦合工藝中(zhong)不同環(huan)境影響(xiang)參(can)(can)數進行研究，為反(fan)應(ying)器運(yun)行優化提供了參(can)(can)考，但反(fan)應(ying)參(can)(can)數的最優設置(zhi)未必就是耦合系(xi)統處理效果的最佳組合，因此，需要通過建立數學模(mo)型模(mo)擬多(duo)個常用(yong)參(can)(can)數，從而得出更(geng)準確的優化運(yun)行方法(fa)。

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