厭氧氨氧化污水處理技術(shù)

厭氧氨氧化污水處理工藝以微生物學(xué)原理為基礎(chǔ)，通過厭氧菌以NH₃-N為電子供體和NO₃-N電子受體，進(jìn)而將其加轉(zhuǎn)為氮?dú)獾倪^程，實(shí)現(xiàn)脫氮的目的。與其他污水處理工藝相比，厭氧氨氧化污水處理工藝具有諸多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，如低耗氧量、高處理效率與效益、無二次污染等。下面就厭氧氨氧化污水處理工藝及其實(shí)際應(yīng)用做具體分析。

1、厭氧氨氧化污水處理工藝

(1)亞硝酸處置工藝。

亞硝酸處置工藝是利用率gao的厭氧氨氧化污水處置工藝。該項(xiàng)工藝有兩大處置環(huán)節(jié)，環(huán)節(jié)一為亞硝化處置時(shí)期，在這一處置環(huán)節(jié)，污水中50%的氨原酸、氮等可轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯鯌B(tài)氨;第二環(huán)節(jié)為厭氧氨氧化處置，經(jīng)過這一環(huán)節(jié)的處置，污水中多余的氨氮元素能夠變成氮?dú)猓?span id="xvmgimp46l" class="bjFfcClass">一環(huán)節(jié)獲得的亞硝態(tài)氨通過厭氧氨氧化反應(yīng)變成氨氣。通過上述兩環(huán)節(jié)的處置，污水脫氨工作基本完成。與其他處置工藝相比，亞硝酸處置工藝的優(yōu)點(diǎn)是：在一環(huán)節(jié)，通過對(duì)污水的處置獲得一種堿性物質(zhì)，即亞硝態(tài)鹽，該種堿性物質(zhì)可以與厭氧水形成的重碳酸鹽發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)酸堿中和。另外，在此處置工藝中，每一處置環(huán)節(jié)反應(yīng)在相應(yīng)容器內(nèi)，能zui大化地為性能菌供應(yīng)良好的成長(zhǎng)氛圍，有效減少進(jìn)水物質(zhì)的制約作用。且亞硝化處置手段屬于一種聯(lián)合工藝，對(duì)pH值要求廣泛且具體操作難度低，處置效率較高。更重要的是，通過該處置工藝，NO、N₂O等溫室氣體的釋放量大大減少，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)。

(2)全自氧脫氨處置工藝。

也稱為CANONO，該項(xiàng)污水處置工藝是運(yùn)用溶解氧掌控完成厭氧氨氧化反應(yīng)，并通過專業(yè)化處置，利用自養(yǎng)菌促進(jìn)水體中氨、氮等元素的轉(zhuǎn)換，使其轉(zhuǎn)換為N₂，從而達(dá)到脫氧的目的。為保證污水處置效果，在運(yùn)用全自氧脫氨處置工藝時(shí)，需保證氧氛圍符合條件。在整個(gè)處置進(jìn)程中，主要涉及亞硝化反應(yīng)、厭氧氨氧化反應(yīng)等，通過上述化學(xué)反應(yīng)形成亞硝胺、氮?dú)猓_(dá)到脫氧目的。此外，為促進(jìn)處置進(jìn)程順利進(jìn)行，在具體處置進(jìn)程中，要保證全自氧脫氨處置所需的亞硝氮菌、厭氧氨氧化菌等都在自養(yǎng)型細(xì)菌范圍內(nèi)，因此在處置過程中，需不斷、持續(xù)加入其余有機(jī)物，確保其能在無機(jī)自氧氛圍內(nèi)自主展開反應(yīng)。在運(yùn)用全自氧脫氨處置工藝時(shí)，需采取有效措施科學(xué)合理掌控工藝實(shí)施氛圍，確保氧氣與將亞硝酸鹽處于相互均衡狀態(tài)，從而推進(jìn)反應(yīng)正常開展。

2、厭氧氨氧化污水處理工藝的實(shí)際應(yīng)用

2.1 污泥液廢水處置中的應(yīng)用

將厭氧氨運(yùn)用于污泥液廢水處置過程中時(shí)，處置材料為污泥壓濾液以及污泥硝化液。為保證處置效果，在處置進(jìn)程中要將溫度合理掌控在31~36℃之間，并將酸堿值合理控制在7.1~8.4范圍內(nèi)，只有當(dāng)上述條件均符合要求后，厭氧氧化菌才可順利成長(zhǎng)。厭氧氨氧化污水處理工藝在西方發(fā)展的較早，且在經(jīng)過反復(fù)研究后，于二十一世紀(jì)在初期打造出*亞硝化-厭氧氨氧化組合反應(yīng)器，并將其充分運(yùn)用在了Dokhaven污水處置場(chǎng)內(nèi)，且獲得了相對(duì)理想的運(yùn)用效果。受此啟發(fā)，許多國(guó)家開始重視對(duì)該項(xiàng)工藝以及相關(guān)裝置的研發(fā)與應(yīng)用，經(jīng)過的研發(fā)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，污泥液廢水處置技術(shù)具有諸多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，如低碳氮、水溫高、水量少、高氨氮等，因而將該項(xiàng)工藝運(yùn)用于厭氧安全氧化工程中，相對(duì)科學(xué)合理。但受相關(guān)條件限制，厭氧氨氧化進(jìn)程中硫化物的干擾和降低釋放量的對(duì)策在未來的探究與研發(fā)中依然存在諸多技術(shù)漏洞。

2.2 垃圾滲濾液處置

垃圾滲濾液的特點(diǎn)是：存在水質(zhì)變化，濾液中含有較大有機(jī)物濃度，容易產(chǎn)生重金屬等不良物質(zhì)且氮含量多。一般情況下，垃圾濾液中氨氮濃度為2000mg/L，且該濃度值并不是固定不變，而是會(huì)隨著垃圾搜集時(shí)間的推移逐漸增加。相關(guān)研究表明，在垃圾滲濾液處理工程中，存在厭氧氨滲透匱乏的問題，因而還需做進(jìn)一步完善。在推進(jìn)短程硝化-厭氧氨氧化過程中，曾出現(xiàn)了許多新興技術(shù)，但這些新興技術(shù)都存在一定缺陷，具備諸多有害物質(zhì)，導(dǎo)致厭氧氨氧化功效低，因而均未在實(shí)際處置工程中得到具體應(yīng)用。由此可見，在當(dāng)前的技術(shù)背景下，高效可靠的運(yùn)作功效還較難獲得，要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，還需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究與優(yōu)化，并在促進(jìn)技術(shù)完善的同時(shí)合理限制與協(xié)調(diào)微生物菌群中的滲濾液，以保證處理效果。

2.3 城市生活污水處置

重視、推進(jìn)城市生活污水處置，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市生活污水的有效處置，提高水資源利用率，可以有效解決城市水資源緊缺、匱乏等問題。脫氧微生物的成長(zhǎng)繁衍需要有一定的有機(jī)碳、氨、氮、磷酸鹽等物質(zhì)，而城市污水中上述物質(zhì)含量豐富，恰好能為脫氧微生物的生長(zhǎng)繁衍創(chuàng)造良好條件，終實(shí)現(xiàn)污水廠能源的自給自足。但該項(xiàng)技術(shù)也存在一定缺點(diǎn)，即受溫度影響較大，當(dāng)水溫較低時(shí)，污水處理效果不佳，在寒冷的冬天，運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)對(duì)污水展開處置便有一定難度。近年來，國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者都對(duì)此項(xiàng)技術(shù)展開了研究，并取得了相應(yīng)成績(jī)，為實(shí)現(xiàn)污水處置廠能源自給自足奠定了良好基礎(chǔ)，但在具體的污水處置操作中，依然具有一定的限制性，容易受到外部因素的干擾與影響。

2.4 低氨氯廢水處置

在低氨氯廢水處置進(jìn)程中，厭氧氨氧化污水處理工藝同樣具有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。相關(guān)研究表明，將厭氧氨氧化污水處理工藝應(yīng)用于低氨氯廢水處理進(jìn)程，可有效去除廢水中94%的NH₃-N，也能達(dá)到清除水體中NO₃-N的目的，去污效果相對(duì)顯著

2.5 結(jié)語

厭氧氨氧化菌(anaerobic ammonium oxidation, Anammox)是一類細(xì)菌，屬于浮霉菌門，包括(Candidatus Brocadia)、(Candidatus Kuenenia)和(Candidatus Scalindua)("Anammoxoglobus)屬。它們至今未能成功分離得到純菌株，因此尚未獲得正式命名和分類。它們可以在缺氧環(huán)境中，將銨離子(NH4+)用亞硝酸根(NO2-)氧化為氮?dú)?NH4+ + NO2- → N2 + 2 H2O, ΔGo = -357 kJ mol-1它們對(duì)氮循環(huán)具有重要意義，也是污水處理中重要的細(xì)菌