Page 158 - 《环境工程技术学报》2022年第5期
P. 158

· 1514 ·                                环境工程技术学报                                         第 12 卷

            与推广具有重要指导和示范意义。                                    硝氮积累特     性  (>90%)， 但  PN/ A  的理论氮去除率低
             3.2.2 Anammo 脱氮贡献率偏低                              于  PD/A。这是由    于  PN/ A  无法 对  Anammo 反应产
                          x
                                                                                                     x
                PD/ 在主流城市污水中脱除的总氮比例有待                          生 的  11 %  硝酸盐进行彻底去除，        而  P D  可以利用这
                    A
            提高。目前报道        的  PD/ A  工程案例实现的自养脱氮               些硝态氮转化为亚硝氮提供              给  AnAOB，从而实现
            程度较低，缺氧池生物膜载体             中  AnAO 仅占全菌相            100 %  的氮素去除率。在降耗方面，PN/            A  的碳源消
                                              B
            对丰度    的  0.11%，通 过  Anammo 路径去除的氮素仅               耗量低   于  PD/A，能节省更多碳源，有利于从污水中
                                        x
            占系统总氮削减量          的  15.9% [49] ， 与  D 等 [50 ]  在一体  回收更多的有机物。
                                             u
            化  PD/A(DEAMOX 小试反应器中得到            的  95 %  以上         关于耗氧量，现       有  2  种不同观点。以往研究认
                             )
                                                                                          +
            的脱氮贡献率存在较大差距。因此，PD/ 在主流城                           为，PN/ A  和  PD/ A  去 除  1 g NH  所需的氧气质量分
                                                A
                                                                                          4
            市 污 水 中 的 脱 氮 潜 力 有 待 挖 掘 ， 有 必 要 厘清               别 为  1.9 和  2.39 g，但最新数据表明，PD/       A  将相同
                                                                      5
            Anammo 形成规模化效应的发生机制，从而强化和                          水质水量的城市污水中的氮素去除到理论极限值所
                    x
            保 持  AnAO 在主流城市污水系统中的活性，进一步                        消耗  的  O 质量  比  PN/ 减  少  4.3%，因此其在降低曝
                                                                                  A
                      B
                                                                       2
            提 高  Anammo 对系统的总氮去除贡献率。                           气电耗方面更占优势。在减排方面，关于污泥排放，
                         x
                                                               PN/ 产泥量仅     为  PD/ A  的  48%，有助于减轻由大量
                                                                  A
             4 PN/ 与     PD/ 综合对比
                             A
                    A
                                                               剩余污泥带来的后续处理压力；关于温室气体排放，
                基  于  PN/ A  和  PD/ A  不同技术路径的城市污水             PD/ 释放   的  CO 量较高，     但  N O  释放量低    于  PN，
                                                                              2
                                                                  A
                                                                                           2
            处理工艺在脱氮性能、降耗减排效果、工艺特征以                             由 于  N O  的温室效应潜势高        于  CO ，因  此  PD/ 理
                                                                                                        A
                                                                     2                         2
            及应用场景等方面具有不同之处，下面针对上述内                             论上产生的温室效应         比  PN/ 弱，有助于缓解由此带
                                                                                       A
            容展开对比分析。                                           来的气候变暖问题。综上，PN/ 在节省碳源和污泥
                                                                                          A
             4.1 脱氮性能及降耗减排对比                                   减量方面    比  PD/ A  更占优势，PD/   A  则在氮去除率以
                表  1  展示 了  PN/ A  与  PD/ A  在脱氮效能及降耗          及减轻温室效应方面占优势，对于二者的具体耗氧
            减排情况。由       表  1  可以看到，二者均具有优异的亚                  量则需要更多的研究进行深入分析。


                                          表 1    PN/ 与  PD/ 的脱氮性能及降耗减排情况
                                                 A
                                                        A
                         Table 1    Performance of nitrogen removal, consumption and discharge reduction of PN/A and PD/A
                 指标                                 含义                               PN/A    PD/A    数据来源
                −
              NO  积累率/%                                                               >90     >90   文献[51-52]
                2
             理论氮去除率/%                           对无机氮的去除率                              89      100    文献[53]
                                                +
             碳源消耗量/(g/g)                   每g NH  -N消耗的碳源（以COD计）                     0.31     1.31   文献[12]
                                                4
                                                +
                                       3
                                     5
             有机物回收量/kg    理论上从1.0×10  m 城市污水(NH  -N浓度=40 mg/L，COD=400 mg/L)中回收的COD量  22 964  22 517  文献[53]
                                                4
                                                    +
               耗氧量/(g/g)                       每g NH  -N的耗氧量                         1.95     2.39   文献[12]
                                                    4
                                             +
              污泥产量/(g/g)                 每g NH  -N的可挥发性固体（VSS）产生量                    0.14     0.29   文献[12]
                                             4
                                                   +
             CO 排放量/(g/g)                     每g NH  -N的CO 排放量                       较少       0.79   文献[7,54]
               2                                   4     2
              N O排放量/%                     N O排放量占去除氮负荷的比例                          1.35±0.72 0.074～0.66 文献[55-56]
                                            2
               2

             4.2 工艺特征对比                                        度，造成这种情况的一大原因是实际工程中难以达
                PN/ 和   PD/ A  具有不同的工艺特点。以“抑制                  到实验室所实现的运行条件。因此，在解决该问题
                    A
            NOB、促   进  AOB”为核心的亚硝氮积累策略需要对                      之前，PN/  A  并不是城市污水实        现  Anammo 主流处
                                                                                                     x
            溶解氧、进水有机物、污泥龄、水温等多种条件进行                            理的最佳工艺。
            精准调控，决定       了  PN/ A  系统具有繁杂的工艺特征，                   相比  于  P N  过程“抑  制  NOB、促  进  AOB”路线，
            由此提高了其运行复杂程度。目前，已有众多实验                             P 过程不需要通过控制过多严苛条件来营造特定
                                                                D
            室研究表明，通过采取生物强化、温度控制、曝气调                            的  NO 抑制环境，只需通过调控碳源投加、生物载
                                                                    B
            整等措施能实现稳定          的  PN/ 过程，但真正应用在主               体形式等较少的关键因素便能够在短程反硝化基础
                                     A
                                                                        −
            流城市污水处理中的成功案例却少有报道，可见                              上实  现  NO  的有效积累，最终       与  Anammo 耦合进行
                                                                                                   x
                                                                        2
            PN/ 在主流污水处理中的规模化应用有着极高难                            高效脱氮。因此，相比         于  PN/A，PD/ 在主流城市污
                                                                                              A
                A
   153   154   155   156   157   158   159   160   161   162   163