全球首个运行的厌氧氨氧化工程实例！

1、全球运行的厌氧氨氧化的工程实例！

全球厌氧氨氧化应用中全程自养脱氮工艺（CANON)占主流地位，全程自养脱氮工艺（CANON)是将厌氧氨氧化(ANAMMOX)和短程硝化(SHARON)结合到一个反应器内的新型生物脱氮工艺。部分氨氮首先通过氨氧化细菌(AOB)转化为亚硝态氮，剩余的氨氮和亚硝态氮被ANAMMOX菌转化为氮气而实现对氮素的去除，是一种简捷的脱氮途径，且ANAMMOX菌与AOB菌属于自养菌，倍增时间较长，故CANON工艺具有不消耗有机碳源、污泥产量少、降低曝气量等优点。

SHARON-ANAMMOX工艺由荷兰TUDelft大学研究开发，该工艺流程分成两段，第一段是在好氧反应器中将一半的NH⁴⁺转化为NO^2-，第二段是在厌氧反应器中将剩余的NH⁴⁺和NO^2-一起直接转化为N₂。

2、SHARON-ANNOMMOX工艺反应器资料

1、SHARON-ANNOMMOX原理

ANAMMOX的生化反应式为:

NH⁴⁺+NO^2-→N₂↑+2H₂O

因此ANAMMOX反应器进水要求有氨氮和亚硝氮且比例最好为1:1。

而SHARON工艺的生化反应式为：

2、SHARON（短程反硝化）

SHARON常用SBR、CSTR反应装置

SHARON（短程反硝化）反应条件控制

（1）当溶解氧(DO)浓度在1.1-1.5mg/L、氨氮负荷0.029kgNH₄+--N/KgVSS.d和PH 值在7.3-7.8时，可以使亚硝酸盐得到稳定积累，出水亚硝态/总硝态氮大于90%，出水NO₂--N/NH₄+-N接近1.0，满足厌氧氨氧化的进水要求。

（2）实现短程硝化的关键是在硝化阶段实现NO₂--N的积累，国内外的研究都是着眼于积累NO₂--N的控制条件。根据国内外文献报道，SHARON工艺的操作温度以30~35℃为宜，pH适应控制在7.4~8.3之间，溶解氧浓度己控制在1.0~1.5mg/L范围，供氧方式可采用间歇曝气。基质中游离氨浓度调控在5~10mg/L范围内有利于实现短程硝化，污泥(以VSS计)氨负荷为0.02~1.67kg/(kg·d)，泥龄在1~2.5天。

（3）大量国内外试验表明，在废水温度较高、Do较低条件下，利用亚硝酸菌和硝酸菌的不同生长速度，通过控制水力停留时间，将生长速率较慢的硝酸菌冲走，使亚硝酸菌大量积累，可以使短程反硝化成功运行。

3、ANNOMMOX反应器

厌氧氨氧化装置

厌氧氨氧化反应生成少量硝态氮

由于厌氧氨氧化细菌生长缓慢, 代时长, 并且细胞浓度至少需达到10∧10−10∧11个/mL才能较好地显现厌氧氨氧化活性, 故多采用污泥停留时间较长的反应器。目前用到的反应器主要有流化床、SBR、UASB、EGSB、ASBR、固定床、气升式反应器和生物滴滤池等。接种的污泥有好氧活性污泥、厌氧颗粒污泥、厌氧消化污泥、反硝化污泥、河涌底泥、垃圾渗滤液处理活性污泥等。

ANNOMMOX控制条件

（1）在厌氧氨氧化污泥培养的过程中，氨氮的去除量、亚硝氮的去除量和硝态氮的生成量的比值最终保持在1：1：0.18，与理论值1：1.32：0.26接近，硝态氮生成速率呈现出了逐渐提高的趋势；污泥颜色逐渐由最初的黑褐色变为棕褐色到最后变为浅红色。氨氮的去除量、亚硝氮的去除量和硝态氮的生成量比值说明了反应器中进行的是厌氧氨氧化。

3、荷兰鹿特丹DOKHAVEN污水处理厂厌氧氨氧化工艺

1、荷兰鹿特丹DOKHAVEN污水处理厂厌氧氨氧化处理污泥流程图：

有机污泥作为一种能源载体，首先考虑将其中的有机物转化为含能气体——甲烷。以此为核心，形成如图所示的污泥处理工艺。来自于污水处理过程产生的剩余污泥在进入污泥消化池（5）前存在两种不同的浓缩方法。来自于A段曝气池的剩余污泥和浮滓在浓缩前先经过一个细格栅（1）过滤，然后平行进入两个重力浓缩池（2）。沉淀污泥含水率为94%；分离出的上清液再回到污水处理工艺进一步处理。

污泥消化液含有相当高的氨氮浓度（最高可达1500 mg N/L），水温为28 ℃。如此高的氮负荷进入污水处理工艺会加重氮的去除负担。正因为如此，采用最新的SHARON与ANAMMOX技术对污泥消化液实施单独脱氮处理是近年来DOKHAVEN污水处理厂升级的最新措施。世界上第一座生产性SHARON反应器（11）已于1998年10月开始在此运行，世界上第一座ANAMMOX反应塔（12）也在2002年6月投入运行。

2、工艺参数

1)细格栅1组，流量为510 m³/h，栅间距为3 mm。

2)重力浓缩池2组，Ф23.6 m,H=3 m，干固体负荷为36 kg/（m²·d），污泥体积为530 m³/d（含水率94%）。

3)带式浓缩机处理能力为90 m³/h或700 kg干固体/h。

4)剩余污泥调节池为900m³。

5)污泥消化池2组，Ф22 m,H=23 m，停留时间为33 ℃时28天，消化后污泥体积为600 m³/d(含水率96%)，熟污泥调节池为900m³。

6)离心机2套，处理量为40m³/h。

7)脱水熟污泥贮存罐2个，体积为150m³；停放时间为2.5 d；H=14 m。

8) SHARON反应器1组；Ф19.5 m,H=5.75 m，流量为550m³/d，水力停留时间为3 d，好氧停留时间为24 h，温度为35 ℃，pH为7～7.2，溶解氧浓度为1.5 mg/L。

9) ANAMMOX反应器1组；Ф2.2 m,H=18 m(V=70 m3)，流量为550m³/d，水力停留时间为3 h，设计负荷为800 kgN/d，温度为35 ℃，pH为 7.5。

SHARON反应器使一半的氨氮氧化至亚硝酸氮（无需控制pH），剩余一半氨氮与转化而来的亚硝酸氮（进水总氨氮的一半）刚好形成1∶1 ANAMMOX所需的摩尔关系，使氨氮和亚硝酸氮自养直接转化为氮气。与传统的硝化/反硝化过程相比，SHARON/ANAMMOX过程可使运行费用减少90%，CO₂排放量减少88%，不产生N₂O有害气体，无需有机物，不产生剩余污泥，节省占地50%，具有显著的可持续性与经济效益特点。

图显示了气体循环ANAMMOX反应塔现场实物图片（利用一废弃浓缩池改建而成）。经SHARON/ANAMMOX对污泥消化液单独进行脱氮处理可使整个处理厂出水氮浓度下降至少5 mgN/L，与原始设计相比出水刚好能满足未来出水标准。

原标题：全球首个运行的厌氧氨氧化工程实例！