Page 157 - 《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 · 1513 ·

C/ 对亚硝酸盐的积累有驱动作用 [39] ，其本质是 菌 (Halomonas campisalis、Halomonas campaniensis)
N
NA 和 NI 对获得电子供体的竞争力存在差异。 中 nir 基因的转录活性处于明显的受抑制状态，由
S
R
R
当 NO NO 共存于同一体系中时，电子供体会倾 此实现 NO 的有效积累。因此，在传统工艺 (如
和
−
−
−
3 2 2
向于优先提供给硝酸盐的还原过程，所以在碳源受 A/A/O 中，可以通过采取加大硝化液回流比的措施
)
−
−
限（ 低 C/N）环境中有利 于 NO 获得电子供体。Cao 来提高缺氧区 的 NO 浓度，从而有利于驱动基于
3 3
等 [40 ] 研究显示，进水 C/ N 降至 1. 时可实现基于 “nir 转录抑制”的亚硝氮积累过程。
S
7
P 过程 的 NO 高效累积，并维持 近 6 个月的稳定运 3.1.4 其他控制措施
−
D
2
行。因此，实际运行中采取减少碳源投加量或设置 除以上措施外，通过接种泥源优选、生物强化等
−
碳前捕捉单元的措施，将反硝化体系中 的 C/ N 降至 方法也能实现基 于 P D 过程 的 NO 积累。张星星
2
2.0～3.5， 使 NA 在竞争电子供体方面处于优势状 等 [48 ] 对比了河涌底泥、污水厂剩余污泥、反硝化除
R
D
[41]
态 ，最终获得良好的亚硝氮积累特性。 磷系统排 泥 3 类不同泥源 的 P 特性，发现反硝化除
−
−
3.1.2 高 p 抑制 磷系统排泥作为接种污泥时，系统 的 NO →NO 转
H
3
2
p 是影响反硝化进程的关键因子。 高 p 有利 化率最 高 (75.92%)，因此通过优选不同泥源可以获
H
H
−
于 P D 的形成，NI 对 p H 的敏感度高 于 NAR [42] ，因 得较佳 的 NO 积累率。此外，生物强化手段也有利
R
2
而更容易受到抑制。操沈彬 [43 ] 研究发现，Cu-NI 对 于提 升 NR 的丰度，具体措施可以结合不同反硝化
B
R
高 p H 敏感，当 pH>9. 时其活性显著降低，此时 工艺通过投加填料、污泥颗粒化等措施诱导实现
2
x
NA 并未受到抑制；Glas 等 [44 ] 通过反硝化动力学 P 功能菌的筛选富集，从而为主 流 Anammo 系统
D
s
R
研究 了 p 对 P 过程的影响，发现亚硝酸盐积累率 提供更为可靠的亚硝酸盐来源。
D
H
与 pH( 为 7.5～9.0 成正比。 3.2 城市污 水 PD/ 工艺模式及需要解决的问题
A
)
此外，p 能通过调整短程反硝化菌群结构进而 基于 PD/ A 的主流城市污水处理工艺模式如
H
影响亚硝酸盐积累。以亚硝氮为终产物 的 NR 受 图 7 所示。缺氧区为该系统的核心单元，缺氧一区
B
−
p 影响大，Qia 等 [45 ] 研究显示，典型短程反硝化功 利用曝气池回流的 NO 发生 PD，为缺氧二区的
n
H
3
−
能 菌 Thauer 在 pH=9. 时相对丰度 为 17.0%，明显 Anammo 反应提 供 NO ；另外，该工艺需要在缺氧
x
a
0
2
高 于 p H 为 7. 和 5. 时 的 2.2%，表明 高 p H 有利于 区投加填料以生物膜的形式固定脱氮功能微生物，
0
0
B
反硝化功能菌的生长富集。因此，在耦合工艺中维 达到在主流污水中原位富 集 AnAO 的目的，实现真
持缺氧池的 高 p H 有 2 点益处：1）可以增 强 NA 的 正意义上的城市污水主流 Anammo 强化脱氮处
x
R
相对活性；2）有助于达到定向富 集 NR 的目的，最 理。该运行模式充分结合 了 Anammo 和 PD 种新
2
x
B
终实现基 于 P 的亚硝氮积累。 工艺的实现要素，同时在系统的整体布局形式上与
D
3.1.3 高硝酸盐抑制 传统工艺没有显著差别，既适用于高排放标准污水
提高硝氮浓度可促进全程反硝化 向 P D 转变。 处理厂的新建工程，也适用于传统工艺基础上进行
硝酸盐浓度可对亚硝氮还原酶编码基 因 (nirS 的表 的提标改造工程，实现对现有污水处理厂的强化脱
)
达产生影响，Li 等 [46 ] 推测硝酸盐与某种调控蛋白关 氮处理。然而，PD/ 技术在城市污水领域的规模化
u
A
联的作用机制能调 控 nir 基因的转录。厉巍 [47 ] 研 应用尚面临缺乏可复制性验证 及 Anammo 脱氮贡
x
S
究表明，当硝氮浓度超 过 30 mg/ 时，典型功能反硝化 献率偏低等问题。
L

图 7 基 于 P 路线的主 流 Anammo 工艺模式
D
x
Fig.7 Mainstream Anammox process model based on PD route

3.2.1 工程应用可推广性有待考证 证 [49] ，但该案例是否具有可复制性还需要更多的工
近年来， 由 P 驱动的部分主 流 Anammo 脱氮 程实践加以证实，有必要开展进一步的规模化试验，
x
D
路径已经在我国西北地区某污水厂厌/缺氧区得到验 这对将 来 PD/ A 工艺在主流城市污水处理中的应用