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1、第39卷第4期辽宁化工Vol.39,No.42010年4月LiaoningChemicalIndustryApril,2010厌氧氨氧化和其他工艺的耦合反应12333佟迪,张旭,田文婷,张文文,于海华(1.沈阳路路通市政工程有限公司,辽宁沈阳110012;2.东北大学设计研究院,辽宁沈阳110014;3.沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳100168)摘要:基于厌氧氨氧化的脱氮工艺是生物脱氮领域的热点,介绍了厌氧氨氧化分别与亚硝化工艺的耦合、与硝化反应的耦合及与异养反硝化的耦合工艺,从理论、动力学及生物学上提出厌氧氨氧化与自养反硝化工艺
2、耦合的设想及发展方向。关键词:厌氧氨氧化;硫的自养反硝化;耦合中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:100420935(2010)0420387204早在1932年就有报道说,美国Mendota湖的究和探索,主要是不同的工艺组合方式研究及实[1][2]底质由未知的机理发酵产生了氮气。Broda际的废水处理应用等。在1977年根据反应的自由能计算,预言了自然界1厌氧氨氧化与亚硝化工艺的耦合2种尚未发现的矿质自养菌被称为在自然界失踪[3]的微生物,其中一种为以氧或硝酸根或亚硝酸厌氧氨氧化与亚硝化工艺耦合的原理是:+-根为电子受体,把氨氧化成
3、N2的自养菌。在日本NH4+NO2N2+2H2O[4]由于在厌氧条件下Anammox细菌可直接以的Kizakiko湖也发现了氨氮直接氧化为氮气的现象。1994年,Kuenen等发现某些细菌在硝化反硝酸氮为电子受体、氨氮为电子供体,即因此处理硝化反应中能利用NO-或NO-作为电子受体将实际废水时必须采取适当的前处理工艺,先将一32+部分氨氮转化为亚硝酸盐氮。从而厌氧氨氧化和NH4氧化成N2和气态氮化物。ANAMMOX工艺[5]亚硝化的组合方式对处理效果将有很大影响。是1995年Mulder在脱氮流化床中发现氨氮和[9]2005年吴永明利用亚硝化
4、-厌氧氨氧化联合亚硝酸盐在厌氧条件下按一定比例同时消失,并工艺在进水氨氮浓度均为600mg/L的情况下,出将这一过程命名为厌氧氨氧化(AnaerobicAmmo2[6]水的氨氮、亚硝态氮、硝态氮平均浓度分别为40、niumOxidation,即Anamox);同年VandeGraaf27、56.5mg/L,氨氮平均去除率为93.3%,总无等进一步证明厌氧氨氧化是一个生物过程,从而[7]机氮平均去除率为79.2%,相对单个反应器而揭示了生物脱氮的新途径。杨洋等在2006年言,联合工艺具有明显的氮去除能力。2006年卢已利用河底污泥接种UASB反
5、应器,成功实现了[10]+[8]俊平在全程HRT=1d,进水NH4-N,TN浓厌氧氨氧化过程。度分别约为350、420mg/L的条件下,亚硝化-厌厌氧氨氧化过程是化学无机自养过程,故无+氧氨氧化组合工艺对NH4-N和TN的平均去除需外加碳源。厌氧氨氧化反应可以有如下两种形率分别达96%和76.1%。目前工艺的耦合方式式:+-+主要有SHARON-ANANMMOX工艺和OLAND5NH4+3NO34N2+9H2O+2HΔG=-297kJ/mol+-工艺两种。NH4+NO2N2+2H2OΔG=-358kJ/mol厌氧氨氧化现象发现以后,不仅丰富了
6、人们收稿日期:2009212227的微生物学知识,国内外学者同时对其展开了研作者简介:佟迪(1981-),女,助理工程师。388辽宁化工2010年4月--+1.1SHARON-ANANMMOX工艺化为NO2或NO2,38%的NH4-N剩余;40%的SHARON-ANANMMOX工艺是由荷兰DelftNH+-N主要以N的形式脱除。总氮去除率可42[11][12]技术大学发明。其原理是首先在SHARON达50mg/(L·d)。此工艺比传统的硝化反硝化反应器中,利用硝化菌在较高温度下生长速率明工艺节省供氧62.5%,节省电子受体(碳源)显低于亚硝化
7、菌生长速率的特点,通过控制温度100%。和停留时间,将硝化控制在亚硝化阶段,然后在ANANMMOX反应器中,剩余的氨氮与所生成的2厌氧氨氧化与硝化工艺的耦合亚硝酸盐氮以等摩尔比例在ANANMMOX菌作用硝化-厌氧氨氧化组合反应器反应的原理下生成氮气。是:总反应方程式为:5NH++3NO-4N+9HO+2H+4322+-NH4+HCO3+0.75O2生物硝化反应器采用好氧固定生物膜反应+-0.5NH4+0.5NO2+CO2+1.5H2O器,反应器用玻璃管制成装置内充以软性填料作SHARON-ANANMMOX组合工艺适用于污为微生物附着的载体。A
8、NNMMOX反应器采用泥浓缩排放污水(污泥上清液)和高氨氮、低碳源上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,反应器采用工业废水的处理。Jetten等(1997～1999)
