短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺及其应用前景研究进展

2020-06-09张星星张钰王超超达方华徐乐中吴鹏

化工进展 2020年5期

张星星，张钰，王超超，达方华，徐乐中，2，3，吴鹏，2，3

（1 苏州科技大学环境科学与工程学院，江苏苏州215009；2 城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室，江苏苏州215009；3 江苏省水处理技术与材料协同创新中心，江苏苏州215009）

本文以PD协同Anammox 同步生物脱氮除碳过程为背景，综述了近年来PD 工艺及其耦合Anammox 工艺的最新研究进展，并对短程反硝化-厌氧氨氧化（partial-denitrification Anammox，PD/A）直接应用于城市污水及工业硝酸盐废水处理的工艺设计和未来的研究方向进行展望，以期为加快PD/A的工程推广提供理论依据。

1 PD工艺原理及启动影响因素

1.1 PD工艺原理

PD工艺原理见图1。

1.2 PD启动影响因素

1.2.1 污泥源

1.2.2 反应时间

图1 PD工艺原理［4］

1.2.3 碳源类型

1.2.4 碳源量

1.2.5 pH

2 PD耦合Anammox工艺及应用

PD/A 工艺作为全新的节能高效型废水处理工艺受到研究人员的青睐。表1总结了近些年分体式与一体式PD/A工艺的实验研究进展。

2.1 PD耦合Anammox分体式工艺

表1 分体式与一体式PD/A工艺实验研究

2.2 PD耦合Anammox一体式工艺

Qin 等[52]在上向流连续滤式反应器混合接种Anammox和反硝化污泥，探究了葡萄糖对DEAMOX脱氮性能和微生物群落影响，发现进水葡萄糖浓度56.4mg/L 时系统获得最佳TN 去除率98.6%，高通量测序表明，随葡萄糖浓度升高，主导AnAOB 属由C. Kuenenia变为Diaphorobacter，后随糖类含量减少变为Hydrogenophaga，说明有机物对微生物群落有显著影响。Du等[29]却发现连续流DEMOX反应器污泥上浮现象较为严重，认为反应器内水力混合程度偏低降低污泥传质效率，气泡附着颗粒污泥表面并进入颗粒内部导致污泥解体，而通过增大内循环回流可以提升反应器污泥流化态，缓解污泥上浮引起的水质恶化。鉴于连续流DEAMOX 可能出现的污泥上浮弊端，Cao 等[59]提出增设气体自循环回流装置（图2）的应对措施，目的是营造反应器内良好的无氧环境，且能够增大反应器水力混合程度和污泥流化态，通过防止污泥上浮增强生物质传质效率，但此空气回流设施必须待反应器内培养出成熟颗粒污泥后方可启动，避免前期污泥培养驯化时悬浮絮体污泥流失。