工艺技术探讨：厌氧氨氧化脱氮方式

查看全部 · 发表于 2021-4-18 08:57:12

污废水之氨氮大多来自有机质或含氮化学药品，一般利用生物处理方式利用微生物之代谢作用将氨氮有效去除，主要机制包含了两个主要的步骤，分别为硝化与脱硝。氨氮经硝化菌之好氧硝化反应，产生亚硝酸盐氮与硝酸盐氮，后续由脱硝菌进行厌氧脱硝分解后，还原为氮气返回大气层中。

而在厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, ANAMMOX) 除氮技术多年前被开发后，其直接去除氨氮的特性，在国际上相当受到瞩目；相较于传统高耗能的硝化与脱硝技术，厌氧氨氧化能够以最短路径将氨氮转化为氮气，不仅曝气动力降低，加药量与污泥产量亦较传统方式减少许多，厌氧氨氧化除氮技术的应用除了提供新的除氮方式选择，更为生物除氮技术展开新页。

过去「硝化与脱硝」被认为是唯一废水生物除氮方法，直至1999年荷兰学者以厌氧流体化床处理酵母菌工厂废水时，发现有一种微生物可于厌氧环境下将氨氮直接降解，至此才确认厌氧氨氧化菌的存在 (Strous et al., 1999)。

一般环境中的氮循环，是经由生物固氮作用形成氨氮后，再由硝化菌氧化氨氮形成亚硝酸盐氮及硝酸盐氮，最终由异营脱硝菌将硝酸根还原为氮气；而厌氧氨氧化菌为自营菌，不须外加碳源即可将氨氮与亚硝酸盐直接脱硝转为氮气，近年来诸多研究结合部分亚硝酸盐化流程及厌氧氨氧化反应，首先将部分氨氮氧化成亚硝酸盐氮，再由厌氧氨氧化流程将剩余氨氮与亚硝酸盐氮一并去除，产生氮气；可有效缩短传统生物硝化及脱硝之流程，节省能源消耗成本。高浓度有机碳源将对厌氧氨氧化菌产生抑制作用 (陈重军，2014)，因此厌氧氨氧化技术主要应用于低碳氮比废水处理。

厌氧氨氧化反应以亚硝酸盐氮为电子接受者，以氨氮为电子供给者，将氨氮与亚硝酸盐氮一并转化为氮气，其主要之化学反应计量式如下：

环保之家.JPG

由上式可知，厌氧氨氧化主要由氨氮及亚硝酸盐氮参与反应，反应过程伴随着氢离子消耗，使得系统pH值逐渐上升，而厌氧氨氧化菌本身为自营菌，以少量的无机碳如碳酸根或水中的二氧化碳作为碳源，不须外加有机物，并可于无氧或缺氧环境中生长。反应最终产物为氮气与少量的硝酸盐氮，产生之污泥量极少，可减少后续污泥处理处置费用。整体氮循环反应过程如图。

环保之家0.JPG

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