1、全球運行的厭氧氨氧化的工程實例！

全球厭氧氨氧化應(yīng)用中全程自養(yǎng)脫氮工藝（CANON)占主流地位，全程自養(yǎng)脫氮工藝（CANON)是將厭氧氨氧化(ANAMMOX)和短程硝化(SHARON)結(jié)合到一個反應(yīng)器內(nèi)的新型生物脫氮工藝。部分氨氮首先通過氨氧化細菌(AOB)轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，剩余的氨氮和亞硝態(tài)氮被ANAMMOX菌轉(zhuǎn)化為氮氣而實現(xiàn)對氮素的去除，是一種簡捷的脫氮途徑，且ANAMMOX菌與AOB菌屬于自養(yǎng)菌，倍增時間較長，故CANON工藝具有不消耗有機碳源、污泥產(chǎn)量少、降低曝氣量等優(yōu)點。

SHARON-ANAMMOX工藝由荷蘭TUDelft大學研究開發(fā)，該工藝流程分成兩段，第一段是在好氧反應(yīng)器中將一半的NH⁴⁺轉(zhuǎn)化為NO^2-，第二段是在厭氧反應(yīng)器中將剩余的NH⁴⁺和NO^2-一起直接轉(zhuǎn)化為N₂。

2、SHARON-ANNOMMOX工藝反應(yīng)器資料

1、SHARON-ANNOMMOX原理

ANAMMOX的生化反應(yīng)式為:

NH⁴⁺+NO^2-→N₂↑+2H₂O

因此ANAMMOX反應(yīng)器進水要求有氨氮和亞硝氮且比例最好為1:1。

而SHARON工藝的生化反應(yīng)式為：

2、SHARON（短程反硝化）

SHARON常用SBR、CSTR反應(yīng)裝置

SHARON（短程反硝化）反應(yīng)條件控制

（1）當溶解氧(DO)濃度在1.1-1.5mg/L、氨氮負荷0.029kgNH₄+--N/KgVSS.d和PH 值在7.3-7.8時，可以使亞硝酸鹽得到穩(wěn)定積累，出水亞硝態(tài)/總硝態(tài)氮大于90%，出水NO₂--N/NH₄+-N接近1.0，滿足厭氧氨氧化的進水要求。

（2）實現(xiàn)短程硝化的關(guān)鍵是在硝化階段實現(xiàn)NO₂--N的積累，國內(nèi)外的研究都是著眼于積累NO₂--N的控制條件。根據(jù)國內(nèi)外文獻報道，SHARON工藝的操作溫度以30~35℃為宜，pH適應(yīng)控制在7.4~8.3之間，溶解氧濃度己控制在1.0~1.5mg/L范圍，供氧方式可采用間歇曝氣�；�質(zhì)中游離氨濃度調(diào)控在5~10mg/L范圍內(nèi)有利于實現(xiàn)短程硝化，污泥(以VSS計)氨負荷為0.02~1.67kg/(kg·d)，泥齡在1~2.5天。

（3）大量國內(nèi)外試驗表明，在廢水溫度較高、Do較低條件下，利用亞硝酸菌和硝酸菌的不同生長速度，通過控制水力停留時間，將生長速率較慢的硝酸菌沖走，使亞硝酸菌大量積累，可以使短程反硝化成功運行。

3、ANNOMMOX反應(yīng)器

厭氧氨氧化裝置

厭氧氨氧化反應(yīng)生成少量硝態(tài)氮

由于厭氧氨氧化細菌生長緩慢, 代時長, 并且細胞濃度至少需達到10∧10−10∧11個/mL才能較好地顯現(xiàn)厭氧氨氧化活性, 故多采用污泥停留時間較長的反應(yīng)器。目前用到的反應(yīng)器主要有流化床、SBR、UASB、EGSB、ASBR、固定床、氣升式反應(yīng)器和生物滴濾池等。接種的污泥有好氧活性污泥、厭氧顆粒污泥、厭氧消化污泥、反硝化污泥、河涌底泥、垃圾滲濾液處理活性污泥等。

ANNOMMOX控制條件

（1）在厭氧氨氧化污泥培養(yǎng)的過程中，氨氮的去除量、亞硝氮的去除量和硝態(tài)氮的生成量的比值最終保持在1：1：0.18，與理論值1：1.32：0.26接近，硝態(tài)氮生成速率呈現(xiàn)出了逐漸提高的趨勢；污泥顏色逐漸由最初的黑褐色變?yōu)樽睾稚�到最后變�(yōu)闇\紅色。氨氮的去除量、亞硝氮的去除量和硝態(tài)氮的生成量比值說明了反應(yīng)器中進行的是厭氧氨氧化。

3、荷蘭鹿特丹DOKHAVEN污水處理廠厭氧氨氧化工藝

1、荷蘭鹿特丹DOKHAVEN污水處理廠厭氧氨氧化處理污泥流程圖：

有機污泥作為一種能源載體，首先考慮將其中的有機物轉(zhuǎn)化為含能氣體——甲烷。以此為核心，形成如圖所示的污泥處理工藝。來自于污水處理過程產(chǎn)生的剩余污泥在進入污泥消化池（5）前存在兩種不同的濃縮方法。來自于A段曝氣池的剩余污泥和浮滓在濃縮前先經(jīng)過一個細格柵（1）過濾，然后平行進入兩個重力濃縮池（2）。沉淀污泥含水率為94%；分離出的上清液再回到污水處理工藝進一步處理。

污泥消化液含有相當高的氨氮濃度（最高可達1500 mg N/L），水溫為28 ℃。如此高的氮負荷進入污水處理工藝會加重氮的去除負擔。正因為如此，采用最新的SHARON與ANAMMOX技術(shù)對污泥消化液實施單獨脫氮處理是近年來DOKHAVEN污水處理廠升級的最新措施。世界上第一座生產(chǎn)性SHARON反應(yīng)器（11）已于1998年10月開始在此運行，世界上第一座ANAMMOX反應(yīng)塔（12）也在2002年6月投入運行。

2、工藝參數(shù)

1)細格柵1組，流量為510 m³/h，柵間距為3 mm。

2)重力濃縮池2組，Ф23.6 m,H=3 m，干固體負荷為36 kg/（m²·d），污泥體積為530 m³/d（含水率94%）。

3)帶式濃縮機處理能力為90 m³/h或700 kg干固體/h。

4)剩余污泥調(diào)節(jié)池為900m³。

5)污泥消化池2組，Ф22 m,H=23 m，停留時間為33 ℃時28天，消化后污泥體積為600 m³/d(含水率96%)，熟污泥調(diào)節(jié)池為900m³。

6)離心機2套，處理量為40m³/h。

7)脫水熟污泥貯存罐2個，體積為150m³；停放時間為2.5 d；H=14 m。

8) SHARON反應(yīng)器1組；Ф19.5 m,H=5.75 m，流量為550m³/d，水力停留時間為3 d，好氧停留時間為24 h，溫度為35 ℃，pH為7～7.2，溶解氧濃度為1.5 mg/L。

9) ANAMMOX反應(yīng)器1組；Ф2.2 m,H=18 m(V=70 m3)，流量為550m³/d，水力停留時間為3 h，設(shè)計負荷為800 kgN/d，溫度為35 ℃，pH為 7.5。

SHARON反應(yīng)器使一半的氨氮氧化至亞硝酸氮（無需控制pH），剩余一半氨氮與轉(zhuǎn)化而來的亞硝酸氮（進水總氨氮的一半）剛好形成1∶1 ANAMMOX所需的摩爾關(guān)系，使氨氮和亞硝酸氮自養(yǎng)直接轉(zhuǎn)化為氮氣。與傳統(tǒng)的硝化/反硝化過程相比，SHARON/ANAMMOX過程可使運行費用減少90%，CO₂排放量減少88%，不產(chǎn)生N₂O有害氣體，無需有機物，不產(chǎn)生剩余污泥，節(jié)省占地50%，具有顯著的可持續(xù)性與經(jīng)濟效益特點。

圖顯示了氣體循環(huán)ANAMMOX反應(yīng)塔現(xiàn)場實物圖片（利用一廢棄濃縮池改建而成）。經(jīng)SHARON/ANAMMOX對污泥消化液單獨進行脫氮處理可使整個處理廠出水氮濃度下降至少5 mgN/L，與原始設(shè)計相比出水剛好能滿足未來出水標準。