1、全球運(yùn)行的厭氧氨氧化的工程實(shí)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(gè)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(xì)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?dú)舛鴮?shí)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(shí)間較長，故CANON工藝具有不消耗有機(jī)碳源、污泥產(chǎn)量少、降低曝氣量等優(yōu)點(diǎn)。

SHARON-ANAMMOX工藝由荷蘭TUDelft大學(xué)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(jìn)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(dāng)溶解氧(DO)濃度在1.1-1.5mg/L、氨氮負(fù)荷0.029kgNH₄+--N/KgVSS.d和PH 值在7.3-7.8時(shí)，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(jìn)水要求。

（2）實(shí)現(xiàn)短程硝化的關(guān)鍵是在硝化階段實(shí)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(xiàn)報(bào)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。基質(zhì)中游離氨濃度調(diào)控在5~10mg/L范圍內(nèi)有利于實(shí)現(xiàn)短程硝化，污泥(以VSS計(jì))氨負(fù)荷為0.02~1.67kg/(kg·d)，泥齡在1~2.5天。

（3）大量國內(nèi)外試驗(yàn)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(shí)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(yùn)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(xì)菌生長緩慢, 代時(shí)長, 并且細(xì)胞濃度至少需達(dá)到10∧10−10∧11個(gè)/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(shí)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(jìn)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(jī)污泥作為一種能源載體，首先考慮將其中的有機(jī)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(jìn)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(gè)細(xì)格柵（1）過濾，然后平行進(jìn)入兩個(gè)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(jìn)一步處理。

污泥消化液含有相當(dāng)高的氨氮濃度（最高可達(dá)1500 mg N/L），水溫為28 ℃。如此高的氮負(fù)荷進(jìn)入污水處理工藝會加重氮的去除負(fù)擔(dān)。正因?yàn)槿绱耍�采用最新的SHARON與ANAMMOX技術(shù)對污泥消化液實(shí)施單獨(dú)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(yùn)行，世界上第一座ANAMMOX反應(yīng)塔（12）也在2002年6月投入運(yùn)行。

2、工藝參數(shù)

1)細(xì)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(fù)荷為36 kg/（m²·d），污泥體積為530 m³/d（含水率94%）。

3)帶式濃縮機(jī)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(shí)間為33 ℃時(shí)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(jī)2套，處理量為40m³/h。

7)脫水熟污泥貯存罐2個(gè)，體積為150m³；停放時(shí)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(shí)間為3 d，好氧停留時(shí)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(shí)間為3 h，設(shè)計(jì)負(fù)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(jìn)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?dú)�。與傳統(tǒng)的硝化/反硝化過程相比，SHARON/ANAMMOX過程可使運(yùn)行費(fèi)用減少90%，CO₂排放量減少88%，不產(chǎn)生N₂O有害氣體，無需有機(jī)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(jì)效益特點(diǎn)。

圖顯示了氣體循環(huán)ANAMMOX反應(yīng)塔現(xiàn)場實(shí)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(dú)進(jìn)行脫氮處理可使整個(gè)處理廠出水氮濃度下降至少5 mgN/L，與原始設(shè)計(jì)相比出水剛好能滿足未來出水標(biāo)準(zhǔn)。