Page 155 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

第 5 期 刘华光等：厌氧氨氧化在城市污水脱氮处理中的研究与应用进展 · 1511 ·

位，为后续 Anammo 段提供较为稳定的亚硝氮 效果。然而，Wan 等 [32 ] 研究认为，NH O H 对 NOB
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来源。 的抑制为可逆性抑制， 当 NH O 停止投加时会导致
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2.1.4 控制污泥形态 系统硝酸盐的再次积累。目前，以上抑制剂投加策
颗粒污泥或生物膜能为抑 制 NO 创造有利条 略均处于小试研究阶段，相关工程化应用案例鲜见
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件。Soler-Jofr 等 [25 ] 对短程硝化颗粒污泥的菌群分 报道。
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布情况进行了分析，发现其呈现“AO 生长在外部， 2.2 城市污 水 PN/ 工艺模式及面临的困难
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NO 生长在内部”的空间分布特征，由此形成的传 2.2.1 运行稳定性有待提高
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质阻力使膜体内外层产生基质浓度梯度和底物传递 城市污水温度偏低 给 PN/ A 的运行稳定性带来
速率差异，为定向抑 制 NO 对底物的摄取提供前提 挑战。AO B 是一种“嗜温菌”，其适宜温度高于
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条件。Bartrolí等 [26 ] 在颗粒污泥系统中采取降低氧与 NOB，水温 在 10～20 ℃ 时 AO 的生长速率明显小
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氨氮浓度 比 (DO/AN 的措施，削弱了内 层 NO 对 于 NOB，城市污水主流系统的水温往往低 于 AOB
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)
电子受体的获取能力，最终在连续流条件下得到了 最适生长范围，在此条件下难以保 证 AO 的优势地
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良好的亚硝氮积累效果。Bia 等 [27 ] 研究了限氧条件 位，因此 给 P 的稳定性带来破坏。现有工程案例表
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对移动床生物膜反应 器 (MBBR 短程硝化的作用， 明，PN/ 系统在处理实际生活污水低温运行过程中
)
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结果表明 当 DO/AN<0.1 时，可以有效抑制生物膜 常常会出现效果恶化甚至系统崩溃的情况。
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中 NO 的活性。但在实际污水处理系统中复杂多
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另外，城市污水氨氮浓度偏低给亚硝氮的稳定
变的水质条件下，该策略的工程应用可行性还需更
积累带来困难。游离 氨 (FA 对 ) AO 和 NO 的抑
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深入地研究。
制阈值不同，其浓度 为 0.6 mg/ 时 NO 几乎已经失
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2.1.5 保留出水氨氮浓度
去活性， 而 AO 在其浓度 为 5.0 mg/ 时才开始出现
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系统出水含有一定浓度的氨氮有利于亚硝氮积
抑制效应。然而，实际城市污 水 F A 浓度远达不到
累。莫诺动力学方程表明，氨氮浓度是决 定 AO 生
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NO 的耐受限值，因此在主流体系氨氮含量偏低的
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长速率的因素之一，出水中保留一定浓度的氨氮对
条件下难以通 过 P 路径实现稳定的亚硝氮积累，进
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AO 的生长具有促进作用，还能抑 制 NO 活性。
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而带来系统运行易失稳的问题，这也是该技术在主
Poo 等 [28 ] 评估了颗粒污泥系统出水中残余氨氮浓度
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流污水中实现工程化应用有待解决的难点。
对 NO 的影响，认为系统出水氨氮维持 在 2.0～5.0
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2.2.2 系统运行复杂
mg/ 能引 发 NO 的活性抑制效应，从而达到稳定
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为克服城市污水温度和氨氮浓度偏低带来的不
的短程硝化效果，其机制可能与出水残余氨氮导致
利影响，现有实际工程通常采取侧 流 Anammo 形式
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的 颗 粒 污 泥 内 外 层 的 p H 梯 度 相 关 。Corbalá-
实 现 PN/ A 对城市污水的强化脱氮处 理 ( 图 4)。该
Roble 等 [29 ] 采用数学模型研究了颗粒污泥+絮凝污
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侧流工艺 的 PN/ 系统设置在主流污水体系之外，以
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泥一体化反应器中残余氨氮浓度对短程硝化的影
排除水质水量波动带来的干扰，并利用温度和氨氮
响 ， 结 果 表 明 通 过 保 留 出 水 氨 氮 浓 度 可 以 维持
浓度较高的污泥消化液或压滤液作 为 P 系统进水，
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PN/ 系统的长期稳定运行。但排放氨氮浓度过高
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从而创 造 AO 和 AnAO 的适宜生境条件，同时需
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的尾水可能会带来受纳水体发生黑臭、富营养化等
要将侧流系统富集 的 AO 和 AnAO 汇入到主流
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问题，因此该策略运用在敏感水域范围内污水处理
污水处理系统中发挥强化脱氮作用。
厂的可行性还有待进一步考察。
然而，这种通过“侧流补充主流”实现对城市污
2.1.6 投加抑制剂
特定抑制剂能定向淘汰 NOB。据已有报道，
NO、NO 等氮氧化物和 NH OH、N H 等 AnAOB
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代谢中间产物可作 为 NO 抑制剂，起到改善系统
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脱氮性能的作用。Ya 等 [30 ] 研究表明，N H 对 4 NOB
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的抑制效应强 于 AOB，投 加 3.99 mg/ 的 N H 能有
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效降低一体 式 PN/ A 系统的硝酸盐产量。X 等 [31]
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研究 了 NH O 对好氧颗粒污泥实 现 P 的影响，发
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2 图 4 基 于 P 路线的城市污水侧 流 Anammo 工艺模式
现 NH O 投加浓度 为 10 mg/ 时 对 NO 的抑制作 Fig.4 Sidestream Anammox process model of urban sewage
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用最佳，此条件有利于维持 低 C/ N 污水系统 的 PN based on PN route