厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍

ANAMMOX 工艺的原理 ANAMMOX 工艺的特点 ANAMMOX工艺的研究 与发展现状

ANAMMOX(厌氧氨氧化)生物脱氮工艺 是指在厌氧条件下，微生物直接以NH4+作 为电子受体，以NO2—或N3—为电子受体，最 终产生氮气的生物氧化过程，该现象于1995 年在荷兰被发现并命名。

Graaf等通过15N示踪实验提出了Anammox可 能代谢途径。他们认为在微生物的厌氧氨 氧化过程中，NH2OH是最有可能的电子受 体。NO2—首先还原产生NH20H,然后厌氧 氨氧化菌以NH2OH为电子受体将NH4+氧化 为联氨N2H4,N2H4又进一步被还原成N2同 时产生的2H+ 。

此外根据被代谢的有机物中C的最终去向，即 根据ANAMMOX菌在氧化有机物的过程的代谢 方式和有机碳的去向，可以推断ANAMMOX的 代谢过程。 Strous等在ANAMMOX菌Kuenenia stuttgartiensis的基因组中发现了4个表达脂肪酸 生物合成的基因片段，Rattray等用13C标记乙酸 进行示踪试验，证明了ANAMMOX菌能通过乙 酰辅酶A途径代谢乙酸进而合成阶梯烷脂质用 于合成厌氧氨氧化体膜。

Strous等在ANAMMOX菌Kuenenia stuttgartiensis的基因组中发现了4个表达脂肪 酸生物合成的基因片段，Rattray等用13C标 记乙酸进行示踪试验，证明了ANAMMOX 菌能通过乙酰辅酶A途径代谢乙酸进而合成 阶梯烷脂质用于合成厌氧氨氧化体膜。

ANAMMOX(厌氧氨氧化)工艺是一项创 新的生物处理工艺，是脱氮领域的重要突 破。ANAMMOX工艺是和废气除氨的投资 回报很高的工艺。以传统的硝化/反硝化工 艺相比，运行成本和二氧化碳产量的减少 均高达90%。此外，该工艺只需要相当于传 统工艺一半的空间。

ANAMMOX转化过程是自然氮循环的一条 巧妙的捷径。结合亚硝酸反应， ANAMMOX细菌将铵氨(NH4+)直接转化为 气。帕克环保与代尔夫特技术大学(荷兰) 密切合作，开发了该工艺的工业应用。 2002年夏天第一个ANAMMOX工业装置在 荷兰启动。目前有四个ANAMMOX工业装 置在运行。

很高的总去除率 二氧化碳产生量比传统硝化/反硝化工艺减 少90% 减少50%的空间需求 动力消耗比传统硝化/反硝化工艺减少60% 不消耗甲醇 剩余污泥产量极少

目前对于Anammox技术的研究，国内外差 距较大，国外已经在实际工程中得到应用。 荷兰Delft University于2002年6月，在荷兰鹿 特丹南部建成了世界上第一个ANAMMOX 反应器并投入了生产。而我国尚处在实验 室研究阶段，研究方向主要集中在 ANAMMOX菌生理生化特性、ANAMMOX 反应器的启动及影响因素等3个方面

由于ANAMMOX菌生长缓慢，只有在高浓 度时才显示出活性。用传统的微生物培养 方法至今还没有培养到ANAMMOX菌纯培 物。用现代分子生物

学技术，无需纯培养， 已经鉴定出5个ANAMMOX菌，它们均属于 浮霉状菌目。传统微生物培养方法了解到 的只是ANAMMOX菌混培物的一些基本生 理生化特征。ANAMMOX富集培养物优势 种是一类不发光的椭球形细菌，电镜下具 有不规则形状 并显示出古细菌的一些特征。

目前国内对Anammox反应器的启动研究较 多。文献报道采用的反应器类型主要有升 流式厌氧污泥床UASB、序批式反应器SBR、 序批式生物膜反应器SBBR及膨胀颗粒污泥 流化床EGSB。采用的接种污泥主要有好氧 污泥、好氧硝化污泥、厌氧污泥、厌氧颗 粒污泥、厌氧硝化污泥、厌氧颗粒污泥和 好氧污泥的混合污泥等。试验用水主要为 人工配水、垃圾渗滤混合液、生活污水及 焦化废水等。

林琳等研究了亚硝态氮、硝态氮、羟氨对 厌氧氨氧化的影响，得出氨和硝态氮，转 化比例为1.085氨和亚硝态氮的转化比例为 0.897在培养液中加人羟氨加速了厌氧氨氧 化反应的进行。杨洋等15研究了温度、pH 值和有机物对厌氧氨氧化污泥活性的影响 研究表明最佳温度为3035℃。温度和氨氧 化速率的关系可用修正的Arrhenius描述。 最佳pH值为7.09.0pH值和氨氧化速率的关 系可用双底物双抑制。

陈曦等研究了温度和pH值对厌氧氨氧化微 生物活性的影响。研究表明最佳温度为 30℃最佳pH值为7.8。阮文权等17对厌氧氨 氧化反应器运行条件的研究表明厌氧氨氧 化反应最模型来描述有机物的存在会导致 氨氧化菌之间的竞争适pH值为7-7.5温度为 30±1℃当COD质量浓度为800±50mgL时 厌氧氨氧化速率达到最大。

基于ANAMMOX原理目前已开发的工艺主 要有3种OLAND限氧自养硝化-反硝化工艺、 单相CANON工艺、两相SHARONANAMMOX工艺。这几个新工艺的研究限 氧自养硝化反硝化工艺 两相工艺 单相 工艺 基于亚硝酸盐的完全自养脱氮这几个新工 艺的研究目前主要还处于实验室研究阶段。