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　　https://journal.hep.com.cn/fese/EN/10.1007/s11783-021-1487-1

　　文章出版：Front. Environ. Sci. Eng. 2022, 16(7): 84

原文信息

　　題目：

　　The main anammox-based processes, the involved microbes and the novel process concept from the application perspective

　　作者：

　　Yan Guo1,2, Zibin Luo2, Junhao Shen2, Yu-You Li (✉)2

　　作者單位：

　　1 University of Science and Technology Beijing, China

　　2 Tohoku University, Japan

　　通訊作者郵箱：

　　gyokuyu.ri.a5@tohoku.ac.jp

　　關(guān)鍵詞：

　　Anammox(厭氧氨氧化);

　　Nitritation(短程硝化);

　　Denitratation (反硝化);

　　Denitrifying anaerobic methane oxidation (反硝化厭氧甲烷氧化);

　　Mainstream wastewater(主流廢水)

文章亮點(diǎn)

　　• 對(duì)實(shí)際工程中應(yīng)用的厭氧氨氧化脫氮工藝進(jìn)行了總結(jié)和論述；

　　• 短程反硝化-厭氧氨氧化脫氮是主流厭氧氨氧化工藝的重要發(fā)展方向；

　　• 耦合反硝化厭氧甲烷氧化和短程反硝化，可實(shí)現(xiàn)更高的總氮去除率；

　　• 充分發(fā)揮功能微生物組的代謝多樣性以強(qiáng)化脫氮值得深入研究；

　　• 提出了一種以厭氧氨氧化工藝為核心的新型的生物處理概念。

文章簡(jiǎn)介

　　厭氧氨氧化技術(shù)在過(guò)去的40年里得到廣泛的研究，使得該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H工程應(yīng)用。厭氧氨氧化的實(shí)現(xiàn)依賴同時(shí)存在的氨態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，而在實(shí)際的污水脫氮處理中往往缺乏亞硝態(tài)氮。因此科研工作者將厭氧氨氧化工藝與其他處理工藝耦合起來(lái)，開(kāi)發(fā)了一系列具有不同脫氮性能的厭氧氨氧化脫氮工藝。本文對(duì)主要的厭氧氨氧化脫氮工藝進(jìn)行了論述，以期提高科研工作者對(duì)厭氧氨氧化技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識(shí)，加快厭氧氨氧化技術(shù)在實(shí)際廢水處理中的應(yīng)用。目前厭氧氨氧化脫氮工藝包括部分短程硝化/厭氧氨氧化工藝（PN/A）、短程反硝化/厭氧氨氧化工藝（PD/A）、反硝化厭氧甲烷氧化/厭氧氨氧化工藝（DAMO/A）等形式。以上厭氧氨氧化工藝技術(shù)均在實(shí)際應(yīng)用中取得突破：硝化與短程反硝化/厭氧氨氧化相結(jié)合可以在主流城市污水處理中實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的脫氮效果；短程反硝化/厭氧氨氧化工藝和厭氧甲烷氧化/厭氧氨氧化工藝結(jié)合可進(jìn)一步提高厭氧氨氧化工藝的總氮去除率。許多基于厭氧氨氧化的新工藝已經(jīng)通過(guò)結(jié)合厭氧氨氧化工藝與其他工藝，如反硝化和DAMO工藝開(kāi)發(fā)。其中，PN/A工藝、DN/A工藝和DAMO/A工藝因其在實(shí)際污水處理中的工程可行性而備受關(guān)注。PN/A-HAP工藝和CN-PN/A工藝等新技術(shù)已成為主流城市污水處理技術(shù)的重要發(fā)展方向。

圖1 文章摘要圖

　　厭氧氨氧化過(guò)程和微生物的功能密切相關(guān)，厭氧氨氧化菌、氨氧化菌、反硝化菌、厭氧甲烷氧化古菌等功能微生物的協(xié)同作用是強(qiáng)化脫氮的關(guān)鍵。功能微生物在特定條件可表達(dá)多樣性的代謝途徑，為厭氧氨氧化工藝的廣泛應(yīng)用提供有利條件，目前這對(duì)微生物組的代謝多樣性的機(jī)理及應(yīng)用仍有必要進(jìn)一步探索。目前基于厭氧氨氧化的脫氮工藝已經(jīng)取得的長(zhǎng)足進(jìn)展，仍有需要從實(shí)際和更全面的角度去解決存在的問(wèn)題，如：

　�。�1）厭氧氨氧化耦合工藝中短程反硝化與厭氧甲烷氧化的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；

　�。�2）厭氧甲烷氧化耦合厭氧氨氧化工藝中進(jìn)水甲烷逸出問(wèn)題；

　�。�3）實(shí)際工程中如何精準(zhǔn)控制控制進(jìn)水中的甲烷和可生物降解有機(jī)物。

　　通過(guò)對(duì)上述過(guò)程的有效配置，本文提出了一個(gè)廢棄物綜合處理的概念系統(tǒng)，該系統(tǒng)由兩條工藝線組成并實(shí)現(xiàn)基質(zhì)互補(bǔ)，以最大限度地回收資源和能源，并將廢物處理對(duì)環(huán)境的有害影響降到最低。

圖2 集成多種厭氧氨氧化工藝的廢棄物綜合處理系統(tǒng)概念圖

編委點(diǎn)評(píng)

　　厭氧氨氧化工藝的工程應(yīng)用仍是國(guó)內(nèi)外科研工作者的研究焦點(diǎn)，該工藝處理高氨氮側(cè)流廢水優(yōu)勢(shì)明顯，而在主流城市污水處理中的應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)。因此探索厭氧氨氧化工藝在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題并開(kāi)發(fā)克服瓶頸的新工藝仍十分必要。本文對(duì)實(shí)際應(yīng)用中主要的厭氧氨氧化工藝的發(fā)展進(jìn)行了綜述，并對(duì)微生物互作機(jī)制進(jìn)行了總結(jié)，最后提出了廢棄物集成處理的概念系統(tǒng)，以最大限度地回收能源和資源，并最大限度地減少?gòu)U物處理對(duì)環(huán)境的有害影響。本綜述可為讀者了解厭氧氨氧化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展提供有益參考。

　　編者 | 張江濤

　　點(diǎn)評(píng) | 張亮

致  謝

　　張亮，北京工業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，F(xiàn)ESE青年編委，國(guó)家注冊(cè)公用設(shè)備工程師。長(zhǎng)期從事污水生物處理新技術(shù)和新工藝開(kāi)發(fā)，城市污水處理廠提質(zhì)增效和城市水環(huán)境綜合治理等領(lǐng)域研究。主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（4項(xiàng)）和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題等科研項(xiàng)目。獲中國(guó)環(huán)境科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)（排名第2）和北京市科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)（排名第3）等省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。個(gè)人主頁(yè)：https://fel.bjut.edu.cn/info/1067/1221.htm

　　張江濤，女，22歲，北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)部2022級(jí)資源與環(huán)境專業(yè)碩士生，導(dǎo)師為張亮教授，研究方向?yàn)閰捬醢毖趸�技術(shù)的應(yīng)用。

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