工艺技术 聊聊：厌氧氨氧化脱氮控制条件

厌氧氨氧化菌生长速率缓慢，需要相当长的污泥停留时间；许多研究尝试不同形式的反应槽避免污泥溢流发生，其中以连续批次式反应槽 (sequencing batch reactor, SBR) 驯养，可得到较稳定之厌氧氨氧化菌，被广泛使用于研究用途。


厌氧氨氧化除氮流程的操作控制策略，主要在于藉由控制系统中pH值、温度、曝气量及污泥停留时间等条件抑制硝酸菌的活性，避免亚硝酸氮 (NO -) 氧化为硝酸盐氮 (NO -)，使厌氧氨氧化菌可将NO -作为电子接受者直接进行脱硝作用，因此该途径被称为短程硝化/反硝化流程。厌氧氨氧化除氮技术操作条件整理如表1所示，建议进流废水之氨氮浓度高于 150mg/L 较能达到处理效益，以操作面而言，各项操作项目彼此间存在共伴效应及交互作用，需监测水质变化实时调整参数，以下就不同控件目进行说明：

表1    表厌氧氨氧化基本操作条件说明（林志高，2011）



01 溶氧控制

溶氧浓度的控制为关键操作因子，需依进入氨氮浓度的不同进行调整；以氨氮浓度为150mg/L 之进流废水而言，反应过程若溶氧高于 0.5mg/L，将抑制厌氧氨氧化菌之活性 (Strous et al., 1997)，然而溶氧浓度也不宜过低，否则将因生成之亚硝酸盐量不足无法提供厌氧氨氧化反应。

02 温度控制

温度是影响细菌活性的重要环境条件之一，厌氧氨氧化菌适合生长温度介于20-43℃， 为常温菌，若操作温度超过45℃，活性将迅速下降 (Dosta et al., 2008)。由于厌氧氨氧化菌的生长世代周期较长，使得该流程与其他生物处理流程相比较难执行，故厌氧氨氧化流程操作温度应尽量在中温 (30-35℃) 进行 (盖书慧， 2009)

03 PH控制

系统中pH值控制应操作介于6.5-9之间， 由于部分氨氮转化为亚硝酸盐氮会消耗水中碱度，使pH值降低，需添加碱剂调整，一般厌氧氨氧化的最大反应速率出现在pH为8左右，当继续提升pH值至9左右，氨氧化速率和总氮去除速率则不断下降，直至接近于零因此污泥驯养环境中pH值需控制得宜以获得较佳反应活性 (盖书慧，2009)。

04 污泥停留时间及驯养

厌氧氨氧化菌之生长与增值极为缓慢，操作时污泥增值所需废弃之污泥量相当少，故操作上需延长污泥停留时间以保留大部分污泥， 或是采用较能避免污泥流失之处理设施，以确保获得充分而稳定的厌氧氨氧化菌种。当厌氧氨氧化菌驯养阶段渐趋稳定时，污泥会呈现暗红色，红色的鲜艳程度可以初步推估厌氧氨氧化菌的活性良好与否，颜色越鲜艳活性越高 (林志高，2011)，易聚集形成污泥团状颗粒，并有小气泡不断自污泥中窜出。经驯养后的菌体易于附着生长，图2为台湾垃圾渗出水处理厂中所发现附着于载体之厌氧氨氧化菌群。

图2   厌氧氨氧化菌体附着生长外观(Wangetal.,2010)