基于厌氧氨氧化技术处理垃圾渗滤液的研究综述

由于中老龄垃圾渗滤液的氨氮含量高、碳氮比低且难降解等特点,高效且低耗的处理渗滤液是十分困难的。近年来,厌氧氨氧化生物脱氮技术的出现为处理此类废水开辟了一条新道路。本文着重综述了几种基于厌氧氨氧化技术处理垃圾渗滤液的新型方法,主要包括短程硝化-厌氧氨氧化(SHARN-ANAMMOX)工艺、一体化部分亚硝化和厌氧氨氧化(CANON)工艺、限氧自养硝化-厌氧反硝化(OLAND)工艺、部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN-ANAMMOX)耦合工艺、短程硝化反硝化-厌氧氨氧化联合工艺。     

亚硝化的实现及与厌氧氨氧化联合工艺研究

在高氨氮废水处理方面,厌氧氨氧化工艺与传统硝化-反硝化生物脱氮工艺相比具有较高的脱氮效能,因此近几年得到了快速的发展.但是厌氧氨氧化需要亚硝态氮作为电子受体,而目前实现亚硝酸盐的积累一直是废水脱氮技术中的难点.为此在综述目前实现亚硝化控制的因数研究进展的基础之上,为适应厌氧氨氧化需求,讨论了将其与厌氧氨氧化工艺相结合时,控制参数的优化策略.以及对亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺的可能性进行综述和展望.     

厌氧氨氧化菌富集培养技术的研究与应用

厌氧氨氧化技术是近年来开发成功的新型生物脱氮技术,其脱氮效能大大突破了传统硝化-反硝化技术,具有十分诱人的应用前景。但厌氧氨氧化菌细胞产率极低,生长缓慢,且对环境条件较为敏感,要使接种物显现厌氧氨氧化功能,必须对其进行精心培育。根据厌氧氨氧化菌富集培养物的特点和接种污泥的来源,探讨了厌氧氨氧化菌富集培养技术,指出采取控制和强化技术可加快厌氧氨氧化菌富集培养过程。     

老龄垃圾渗滤液的厌氧氨氧化工艺研究

垃圾渗滤液处理面临的技术难点主要有两个:氨氮浓度高和难生物降解,若采用传统的硝化反硝化工艺处理则能耗大和成本高。本文着重综述了几种基于厌氧氨氧化技术处理垃圾渗滤液的新型方法,主要包括部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN-ANAMMOX)耦合工艺、一体化部分亚硝化和厌氧氨氧化(CANON)工艺、和短程硝化反硝化-厌氧氨氧化联合工艺。     

厌氧氨氧化相关工艺处理垃圾渗滤液脱氮研究现状

垃圾渗滤液有着氨氮浓度大、碳氮比小、组成成分复杂、水质变化大、有机物质含量丰富、色度高等特点。厌氧氨氧化目前是一种新型的深度除氮技术，具有需要碳源少、氧消耗量低、污泥产量小等特点。重点介绍了几种厌氧氨氧化为基础的处理垃圾渗滤液废水的新型深度脱氮工艺，主要包括分体式短程硝化厌氧氨氧化（SHARON-ANAMMOX）工艺、一体化部分亚硝化厌氧氨氧化（CANON）工艺、一体式限氧自养硝化厌氧反硝化（OLAND）工艺。     

厌氧氨氧化工艺的菌种、启动与效能

厌氧氨氧化是微生物和环境领域的重大发现,具有很高的科学和实用价值。研究证明,除了人们最早认识的浮霉状菌外,硝化菌和反硝化菌也有厌氧氨氧化活性。以厌氧颗粒污泥、硝化污泥、自养型和异养型反硝化污泥作为接种物,均可成功启动厌氧氨氧化反应器。在厌氧氨氧化反应器启动过程中,依次呈现菌体自溶、活性迟滞、活性提高和活性稳定4个阶段,根据这种阶段性可及时调控启动过程。实验室和生产性厌氧氨氧化工艺的平均容积基质氮去除速率可达50.75kg.m-3.d-1和9.50kg.m-3.d-1,显示了极高的脱氮效能。     

短程反硝化的微生物富集策略及应用研究进展

污废水的高效节能脱氮技术一直以来都是研究和应用的焦点。短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺因具有能耗低、产泥少、温室气体减排和脱氮效果好等优点,已成为废水脱氮领域研究和应用的热点。其中,短程反硝化被认为是厌氧氨氧化菌获取底物(NO₂^--N)的重要途径之一,对其进行研究具有重要的科学和工程意义。基于此,综述了短程反硝化的工艺原理,总结了硫自养短程反硝化和异养短程反硝化微生物的富集方法,并探讨了短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺处理城市污水、高浓度氨氮废水和硝酸盐废水的工程应用。最后对短程反硝化及其耦合厌氧氨氧化工艺的研究和应用方向进行了展望,以期为短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺处理实际污水提供参考。     

厌氧氨氧化和其他工艺的耦合反应

基于厌氧氨氧化的脱氮工艺是生物脱氮领域的热点,介绍了厌氧氨氧化分别与亚硝化工艺的耦合、与硝化反应的耦合及与异养反硝化的耦合工艺,从理论、动力学及生物学上提出厌氧氨氧化与自养反硝化工艺耦合的设想及发展方向。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺联合形式、应用及脱氮效能评析

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺与传统生物脱氮工艺相比具有一定优势,但该联合工艺是否一定优于传统生物脱氮工艺尚需论证。本文介绍了部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺的组合形式、特点和处理实际废水的研究进展,从脱氮速率、能耗及碳源的角度将部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺与传统生物脱氮工艺进行对比分析。指出部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺具有不需要额外投加有机碳源的优点;部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺虽然在曝气方面可以节省能耗,但是其中温反应需要一定的热能消耗,综合分析其处理能耗高于传统生物脱氮工艺;同时该联合工艺的整体脱氮速率与传统生物脱氮工艺相比差别不大。据此提出在选择生物脱氮工艺时需要考虑废水的碳氮比,碳氮比高时可以采用传统生物脱氮工艺,碳氮比低时可以考虑使用部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺。     

厌氧氨氧化菌种类及其与各类功能菌在ANAMMOX系统内的协作

对目前所发现并报道的共计6个属27种厌氧氨氧化菌进行了总结,结合厌氧氨氧化与短程硝化、短程反硝化、反硝化、厌氧甲烷氧化以及硫自养反硝化5类耦合脱氮工艺,介绍了厌氧氨氧化菌与氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化菌、硫自养反硝化菌以及厌氧甲烷氧化菌之间的相互协作过程,比较了各工艺的优势与不足,归纳了5类耦合工艺的研究重点与难点。认为可以通过多参数在线监测技术的开发及各耦合工艺模型的建立,以达到对反应工况实时控制;同时随着对各生化反应电子传递链,以及基于厌氧氨氧化的污水处理工艺内各功能菌群的协作关系的深入了解,存在问题将迎来更优化的解决方案。     

畜禽养殖废水甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化除碳脱氮探讨

甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化均是实现养殖废水除碳脱氮的途径,与传统除碳脱氮相比,三者联合作用途径占地面积小、运行费用少、能源消耗低、污泥产量少,在养殖废水处理中有着十分广阔的应用前景。文中介绍了甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化反应机理;分析了厌氧氨氧化、甲烷化、反硝化脱氮效果和稳定运行的影响因素及其耦合可行性;论述了目前甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化的耦合研究;提出了后期对甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化用于养殖废水处理研究的展望。     

厌氧氨氧化富集培养研究及其工业应用进展

在高氨氮废水处理方面,厌氧氨氧化工艺与传统硝化-反硝化生物脱氮工艺相比具有较高的脱氮效能.因此近几年得到了快速的发展,但是由于厌氧氨氧化细菌所需要的培养条件及其自身特性使得其不能很快地在实际污水处理中得到广泛推广.本文在总结厌氧氨氧化富集培养研究进展及其向工业化发展的基础之上,讨论了厌氧氨氧化工艺以后发展的方向及其需要解决的问题.     

亚硝化-厌氧氨氧化及其在固定化微生物中的实现

亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺在处理低(超低)C／N比高浓度含氮废水方面有着不可替代的优越性,可节省25％的供气量和40％的有机碳。作者回顾了近年来国内外对亚硝化-厌氧氨氧化工艺的研究和应用进展,概括了亚硝化反应的主要控制因素和厌氧氨氧化可能的反应机理。对亚硝化和厌氧氨氧化在固定化微生物技术中的实现进行了可行性的探讨,并对今后联合工艺研究的重点进行了展望。     

部分硝化-厌氧氨氧化工艺的影响因素及发展

部分硝化-厌氧氨氧化工艺(Partial Nitritation-Anammox Process)是以厌氧氨氧化反应为核心的废水脱氮新技术,也是最为经济的生物脱氮途径之一。分别叙述了影响部分硝化工艺和厌氧氨氧化工艺的因素,包括p H值,溶解氧浓度,温度和基质浓度等,总结了部分硝化-厌氧氨氧化工艺中筛选富集氨氧化菌、加速厌氧氨氧化菌生长的条件,并建议今后应加强联合工艺影响因素的关联性研究、单个反应器最优运行参数研究、前置预处理的组合工艺的快速启动等方面的工作。     

有机物作用的厌氧氨氧化菌代谢特性研究进展

厌氧氨氧化（Anammox）工艺是近年来废水生物脱氮领域的新技术,非常适合于处理含有机物的废水。本文介绍了厌氧氨氧化工艺的特点,详细介绍了有机物对厌氧氨氧化菌的抑制和促进机制。有机物对厌氧氨氧化菌的抑制主要来自两个方面：一是有机物促进异养菌反硝化菌的大量繁殖形成基质竞争抑制;二是废水中的醇类、抗生素等有毒有害有机物会对厌氧氨氧化菌产生毒性抑制。有机物对厌氧氨氧化菌代谢的促进作用也有两种：一是特定的有机物可作为能源被厌氧氨氧化菌利用,促进厌氧氨氧化菌的代谢;二是通过控制废水处理系统中的碳氮比,使厌氧氨氧化菌和反硝化菌在废水处理系统中协同互生。最后指出开发有毒有机废水预处理、驯化厌氧氨氧化污泥、菌种流加等是解决问题的途径。     

快速实现亚硝化的策略

虽然厌氧氨氧化工艺的优点众多,但是其反应所需基质却无法在自然界直接获得,亚硝化技术成为实现厌氧氨氧化工艺的必要条件,因此具有非常广阔的发展空间和开发潜力。介绍了如何通过控制曝气频率、曝气量、FA、DO、温度,来快速实现亚硝化。     

新型污水脱氮工艺研究进展

阐述了污水脱氮的反应工艺,综述对比了厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺、短程硝化反硝化(SHARON)工艺、限氧自养硝化-厌氧反硝化(OLAND)工艺、短程硝化-厌氧氨氧化(SHARN-ANAMMOX)工艺和单相CANON(SHARON-ANAMMOX)这五种生物脱氮工艺工作原理,脱氮效果和工艺的优缺点。     

短程硝化与厌氧氨氧化装置启动及连接过程研究

探究了2种工艺稳定高效启动方法,以及两装置的连接方式及进水改变对总出水的影响。分别启动厌氧氨氧化于短程硝化装置,调整负荷水质以使短程硝化出水满足厌氧氨氧化装置进水要求。短程硝化装置以进水pH=8.4、NH_4~+-N的质量浓度170 mg/L、亚硝氮生成率为14.4 mg/(L·h)启动,亚硝氮积累率稳定在85%以上。厌氧氨氧化装置以进水NH_4~+-N、NO_2~--N的质量浓度分别为150、198 mg/L,HRT为24 h,TN去除率84%启动并稳定。装置连接后,厌氧氨氧化装置进水由人工配水改为短程硝化出水调配水,相较原进水COD残余约80 mg/L,NO_3~--N的质量浓度15 mg/L,TN去除率有些微的提升,但COD对成熟的厌氧氨氧化装置影响还有待检测。成熟稳定的厌氧氨氧化装置可以很好地适应短程硝化出水调配水,并对进水水质变化具有较好的耐受性。     

生物脱氮新工艺研究进展

厌氧氨氧化技术利用NO₂^--N氧化NH₄⁺-N来实现污水中氮素的高效去除,其中NO₂^-N的产生是实现厌氧氨氧化应用的难点,而短程硝化是获取NO₂^-N的重要途径之一。针对目前在实际工程中通过短程硝化难以实现长期稳定的亚硝酸盐累积的问题,介绍了厌氧氨氧化、短程反硝化工艺影响因素及工程应用的研究进展;分析了短程反硝化工艺累积NO₂^-N的过程,从而去除污水中的氮素污染物。对短程反硝化与厌氧氨氧化工艺耦合方式在处理实际废水时的可行性与应用前景进行展望。     

厌氧氨氧化工艺在高氨氮废水处理的研究应用进展

厌氧氨氧化(Anammox)具有节省曝气、剩余污泥产量小和无需外加碳源等优点,是极具发展前景的高氨氮废水处理工艺。但厌氧氨氧化菌世代周期长、低细胞产率、随出水流失以及一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化系统中氨氧化细菌和厌氧氨氧化菌耦合难点阻碍了其推广应用。本文综述了高氨氮废水处理中厌氧氨氧化反应器构建及其启动、厌氧氨氧化菌富集和活性强化。认为需进一步探讨和研究的内容有:系统中厌氧氨氧化菌生物量停留时间的增强;新型填料的开发;生物膜系统中亚硝酸盐氧化细菌的有效清除;高氨氮废水的预处理;厌氧氨氧化的低温启动运行。