Page 159 - 《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 · 1515 ·

水中实现规模化应用的工艺复杂程度更低。 发电， 段对氮、磷等污染物进行高效去除，在保证
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4.3 应用场景对比 出水水质前提下达到电能自给自足的目标。其实现
表 2 列举 了 Anammo 应用于城市污水处理厂 核心是通过基于 PN/ A 的侧流 DEMO N 工艺强化
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的实际工程案例。可以看到，Anammo 在奥地利、 Anammo 在 B 段的脱氮贡献率，由此减 少 B 段对碳
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荷兰、美国、瑞士以及国内的污水处理厂均得到一 源的需求量，从而提 高 A 段的有机物回收率，进而增
定应用，以早期研究较多 的 PN/ A 为主，且大多数以 加甲烷产量，最终以热电联产的形式实现全厂的电
侧流方式实现对城市污水的强化脱氮处理。奥地利 能中和。因此，PN/ 应用在 高 C/ 污水处理厂有利
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Stras 污水处理厂是成功将污水资源充分利用的典 于资源的充分回收利用，在碳中和背景下具有重要
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范之一，该厂采用两段 式 A- 法对污水进行除碳脱 的环境效益，但多数案例的运行需要在侧流系统存
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氮处理， A 段回收有机物用于厌氧消化产甲烷进行 在的场景中才能保 证 PN/ 系统的效能发挥。
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表 2 Anammo 应用在城市污水处理厂的代表性工程案例
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Table 2 Representative engineering cases of Anammox application in municipal wastewater treatment plants
污水处理厂名称 处理规模/(m /d) 脱氮路线 核心工艺 Anammox处理模式 运行温度/℃
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奥地利Strass污水处理厂 [57] 2.6×10 4 PN/A DEMON 侧流 30～40
荷兰Dokhaven污水处理厂 [24] 3.4×10 5 PN/A SHARON-Anammox 侧流 30～40
国外 美国Blue Plains污水处理厂 [58] 1.4×10 6 PN/A DEMON 侧流 30～40
瑞士Zürich污水处理厂 [59] PN/A CANON 侧流 30～40
新加坡Changi再生污水处理厂 [60] 2.0×10 5 PN/A 多级A/O-分段进水 主流 28～32
北京高碑店污水处理厂 [4] 1.0×10 6 PN/A IFAS 侧流 30～40
国内
西安第四污水处理厂 [61] 2.5×10 5 PD/A A/A/O-MBBR 主流 11～25

对于主 流 Anammox，起步较晚 的 PD/ A 工艺表 防止其大量流失。2 低 ) D O 运行。该厂好氧 池 DO
现出更强竞争力。PN/ 和 PD/ 处理主流城市污水 浓度 为 1.5～3.4 mg/L，减少了回流液中的分子氧对
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的成功案例各 有 1 例，但二者的实现条件不同。新 AnAO 生长带来的负面影响。3 低 ) C/ N 水质。该
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加 坡 Chanq 再生污水处理厂通过采取低曝气运行 厂进 水 C/ N 为 1.2～7.9，在一定程度上防止了异养
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(好氧 段 D 浓度 为 1.5 mg/L)、多 级 A/ 模 式 (交替 菌的大量繁殖，进而减轻 与 AnAO 的竞争作用。通
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式曝气)、控制短污泥龄 (好氧 SR 为 2.5 d，缺氧 过以上措施，该厂实现了稳定的主 流 PD/A，出水
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SR 为 2.5 d 等措施，成功地对主流污水中 的 NOB T 浓度保持 在 7.8 mg/ 以内。
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)
进行了有效抑制， 为 Anammo 提供可靠的亚硝氮来 以 上 2 组案例均实现了主 流 Anammox，但运行
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源 (积累率 为 76%)，从而获 得 T 浓度小 于 7.2 mg/L 温度存在较大区别。除外界调控措施外，新加坡
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的良好出水效果，是全球首次实现真正意义主 流 PN/A Chang 再生污水处理厂主 流 PN/ A 的稳定运行还受
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的工程案例。 益于当地得天独厚的水温条 件 (28～32 ℃)，其运行
我国西安第四污水处理厂首次报道了主 流 PD/A 模式在低温地区仍面临系统易失稳问题；西安第四
在实际工程中的成功运行。该厂自发产 生 Anammox 污水处理厂的运行温度 (11～25 ℃ 低于新加坡
)
的主要因素有以下几点：1 投加填料。厌/缺氧区投 Chang 再生污水处理厂，表明 PD/ A 能有效避免
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)
加微生物载体带 来 3 个方面的优势，包括有利于 PN/ 普遍存在的冬季水温偏低而导致亚硝氮积累
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AnAO 的富集，缺氧区载体生物膜 的 AnAO 丰度 遭到破坏的情况发生，这无疑 是 PN/ 难以实现的巨
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(0.11% 明显高于絮凝污 泥 (0.04%)；有利于强化反 大优势。综上，在现有技术成熟程度条件下，PN/A
)
硝化作用，生物膜的反硝化功能基 因 (narG、nirK、 适合以侧流形式运用在城市污水处理厂，PD/ 则在
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nirS、nor B 和 nosZ 相对丰度高于硝化功能基因 主流城市污水的深度脱氮处理领域更具发展潜力。
)
(amoA、hao)，且生物膜 中 nar G 的丰度远高于絮凝
5 结语与展望
污泥；有利于形成混 合 SRT，投加填料为微生物的生
长提供附着位点，从而在同一系统中形成生物膜和 不 论 PN/ 还 是 PD/ 途径，由二者驱动的新型
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絮体污 泥 2 种不同 的 SRT，使世代周期长 的 AnAOB 脱氮工艺均对改善传统城市污水处理厂目前所面临
保持 长 SRT，因此可在不影响正常排泥情况下有效 的高能耗、高成本、高排放、脱氮不彻底等现状具有