城镇污水处理中的氨氮污水处理技术

刘首正

（辽宁省生态环境事务服务中心，辽宁 沈阳 110165）

1 厌氧氨氧化技术

厌氧氨氧化技术是当今厌氧氨氧化技术中最先进、实用化程度高的技术（见图1）。本项目组拥有该技术的专利多项。

图1 厌氧氨氧化技术与传统A/O法脱氮原理对比

1.1 厌氧氨氧化技术特点

作为20世纪80年代发现的厌氧氨氧化原理与菌种，经过几十年的发展，目前已经在世界范围得到一定程度的推广。但由于其菌种的自养菌特征，其增殖速度慢、对工作条件要求高等特点，使得对该技术涉足不深的学者或工程技术人员难以操控，进而影响了该技术的大规模推广。

本课题组核心成员古川宪治教授、朱彤教授、谢元化副教授及多名博士研究生多年从事厌氧氨氧化技术的研究。特别是古川教授从事该技术30余年的研究，目前环太平洋范围内的相关研究及工程项目的菌种多来自古川教授20世纪90年代初从日本熊本地区火山带的地下水底泥中纯化出来的菌种。本课题组于10年前引进并全面继承了古川教授的相关研究工作和全部厌氧氨氧化菌种，通过多年研究，培养扩增出大量菌种，并完成产业化规模菌种量的前期工作（见图2）。

图2 厌氧氨氧化菌种生长状态

1.2 在氨氮污水处理项目中的应用

在养殖方面的氨氮污水处理应用中，氨氮污水的氨氮浓度非常适合运行条件，处理氨氮的负荷可以达到2公斤·牛/（立方米·天)，氨氮的去除可高效实现。例如，以500毫克/升氨氮为例，50立方米的反应器每天可以处理该废水200立方米，相当于一个年出栏3万头肉猪或年产20万头仔猪规模的养猪场日排水量。而如果采用A/O法去除氨氮，则需要处理系统的容积1000立方米，同时运行成本也高出几倍。系统处理氨氮的运行中只需要较弱的曝气，即可在一个容器内实现氨氧化和厌氧氨氧化。同时，系统运行需要的碱度由于进水中偏碱性的特征而省去碱的添加。厌氧氨氧化运行过程的温度控制在冬季可通过畜产企业冬季的自产沼气提供热量。

2 多段式接触氧化技术

多段式接触氧化技术是近些年出现的去除高浓度有机物中低浓度氨氮的优秀技术（见图3）。该方法是将生物反应系统分成若干段，每段中充填优质生物膜填料用于培养微生物。由于采用了多段反应器，提升了系统抗冲击能力，每段中的生物量和生物结构均有不同，使得系统对废水适应性更强，不同段的生物进化导致了污泥的大幅减量。

图3 多段式接触氧化技术原理图

2.1 多段式接触氧化技术的优势

抗冲击能力强：多段优势对水质大幅变化有较强抵抗性能；适用于高浓度废水：不同段的微生物量适应高浓度废水的冲击；适用于难降解废水：菌群结构的自调整能力适应难降解废水的处理；抑制污泥产生：生物的逐级提升形成的微生物层级，自然形成微生物食物链，运行结果导致污泥产量大幅减少；中低浓度氨氮处理优势：系统实现前段去除COD，后段高效去除氨氮。

2.2 多段式接触氧化技术在氨氮污水处理项目中的应用

多段式接触氧化技术曾被应用于华晨宝马涂装废水处理、法国爱森絮凝剂企业生产废水处理两个工程项目，并正应用于鞍钢钢铁公司污水处理厂尾水脱氮项目，完成了本钢集团焦化厂焦化废水处理的研究。目前，所有研究及实验均取得了理想的运行效果。在畜禽废水处理项目中，利用多段式接触氧化技术处理废水目标是在高效降解COD的同时，进行半硝化和硝化反应，为后续厌氧氨氧化进行前处理过程。