Page 167 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

第 5 期 常根旺等：短程反硝化耦合厌氧氨氧化强化脱氮工艺研究与应用进展 · 1523 ·

表 3 PD- 工艺运行参数及运行状况 时间（SRT）；另一方面，生物膜内氧传质困难会形成
A
Table 3 Operating parameters and operating conditions of D 浓度差，反硝化菌附着在生物膜表层 将 NO 还原
−
O
3
PD-A process −
为 NO ，为生物膜内的厌氧氨氧化菌提供底物促进
2
Anammox对总 其生长。厌氧氨氧化生物膜形成最核心的机制是由
进水类型 污泥类型 TN去除效果 氮去除的 数据来源
贡献率 微生物产生的胞外聚合物（EPS）固定或黏附在惰
反硝化污 性载体表面，EP 有助于保证生物膜结构的完整
S
城市生活 泥+缺氧 出水TN浓度为 文献[43]
污水 （7.6±2）mg/L 43.1% 性 [61] 。L 等 [43 ] 在某污水处理 厂 MBB 反应器中投
R
i
生物膜
城市生 AnAOB丰度从 加聚丙烯环悬浮载体形成生物膜以促 进 PD- 反应，
A
活污 絮体污泥+缺 出水TN浓度为
d
水+AO消 氧生物膜 5.0 mg/L左右 0.01%提升至 文献[52] 运 行 111 后总氮去除率高于理论值，缺氧生物膜中
7.2%（246 d）
化液 厌氧氨氧化菌的丰度显著高于絮状污泥。M 等 [49]
a
模拟城市 絮状污泥+缺
92.0% 72.0% 文献[49] 的研究也表明，以聚乙烯作为载体构建的缺氧生物
生活污水 氧生物膜
膜可以 以 NO 为电子受体氧 化 NH ，并且 其 NO 还
+
−
−
反硝化污泥 50.7%～64.6% 文献[53-54] 2 4 3
原率高 于 NO 还原率，从而为厌氧氨氧化反应提供
−
2
悬浮污泥+缺 − [62]
B
u
合成废水 氧生物膜 93.0% 文献[55] NO 底物。L 等 发现 在 UAS 反应器中添加铁
2
反硝化污 改性颗粒活性炭（FeGAC）可以加快厌氧氨氧化反应
泥+厌氧氨氧 80.8%～94.1% 文献[53,56] 器启动时间，并促进厌氧氨氧化菌的生长和富集。
化污泥
生物膜载体有助于反应器的快速启动和高效运行，
污水处理中，常见的载体形式有悬浮载体和固定载 然而针对不同类型载体挂脱膜平衡、微生物分布特
体 2 种，常用的载体类型有天然物质（石头、砂砾 征的研究还有待深入。
等）、塑料（聚乙烯、聚丙烯等）、活性炭、金属、织
4 PD- 工艺在实际废水中的应用
A
物、玻璃、陶瓷、泡沫和化学改性聚合物（如可生物
A
A
降解的聚己内酯载体等) [58-59] 。 在 PD- 反应器内添 PD- 工艺有一体式和分体 式 2 种 [63-64] ，短程反
加载体有助于提升厌氧氨氧化菌的丰度和厌氧氨氧 硝化与厌氧氨氧化反应在同一反应器内为一体式，
化污泥的耐冲击负荷 [60] 。一方面，生物载体可以减 短程反硝化和厌氧氨氧化反应在不同的反应器内进
少厌氧氨氧化污泥的水力流失，从而增加污泥停留 行为分体式，如 图 3 所示。

图 3 一体式和分体 式 PD- 工艺流程
A
Fig.3 Schematic diagram of integrated PD-A reactor and two-stage PD-A reactor

由于厌氧氨氧化菌的特性，PD- 工艺更适合处 过 600 的运行，出 水 T N 浓度保持 在 8 mg/ 左右，
d
L
A
理 C/ 较低的废水 [65-66] ，目前，国内外已有一 些 PD-A 实现了强化脱氮，并且缺氧区厌氧氨氧化菌的丰度
N
工艺处理 低 C/ N 实际废水的实践，包括城市生活污 明显高于常规污水处理厂，实现了厌氧氨氧化菌的
水、养殖废水、高硝酸盐废水等。 原位富集。 N 15 稳定同位素标记显示，亚硝酸盐来源
4.1 城市生活污水 于硝酸盐还原，继而被厌氧氨氧化菌利用产 生 N ，这
2
城市生活污水氨氮含量较低、C/ N 比偏高且温 一过程对总氮去除的贡献率 为 43.1%。
度随季节变化大 [67] 。L 等 [43 ] 成功 将 PD- 工艺应用 这种实践的成功得益于缺氧区的改造，生物膜
i
A
于城市生活污水强化脱氮。其改造了原 有 AA 工 载体和拦截筛网的添加有效避免了污泥损失，增加
O
艺的缺氧段，在缺氧段添加厌氧生物膜载体，并设置 了污泥停留时间，配合缺氧环境可以促进厌氧氨氧
潜水搅拌器、导流壁和拦截筛网，形 成 MBB 反应 化菌的生长和富集，潜水搅拌器和导流壁的设置确
R
器，缺氧区 的 D O 浓度控制 在 0.03 mg/ 以下，以建 保了载体和水流的充分接触。缺氧区内厌氧氨氧化
L
立厌氧氨氧化菌和反硝化细菌生长的缺氧环境。经 菌耦合反硝化细菌协同脱氮，既提高了脱氮效率，也