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“红菌”发展简史:厌氧氨氧化的发现、研究与应用

北极星环保网来源:环保新课堂2019/1/14 9:05:56我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:红菌 厌氧氨氧化 污水处理

四、厌氧氨氧化技术为什么会用于处理废水

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厌氧氨氧化是在缺氧条件下能够将氨氮和亚硝氮转化成氮气的反应,而厌氧氨氧化菌本身属于一种自养菌。自1989年Mulder和Kuenen在厌氧流化床中发现厌氧氨氧化现象以后,厌氧氨氧化反应如雨后春笋在科学界蔓延开来。

在生物学领域,学者们通过基因组学研究,到目前为止已发现厌氧氨氧化菌共有5属15种。

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在地质学领域里,学者们发现厌氧氨氧化菌遍布全球各地。在黑海、阿拉伯海、胜利油田、冰川、地下水、峡湾沉积层及实验室反应器内,甚至是家庭厨房的下水道里都有厌氧氨氧化菌的发现。

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那么,为什么厌氧氨氧化会用于污水处理行业?

由于厌氧氨氧化细菌在自然界氮循环方面是一个革命性的发现,它们会在氮循环中可以产生“短程”现象,从而彻底改变了传统氮循环中NH4+只有通过硝化—反硝化途径才能被转变为N2的认识。此外,厌氧氨氧化反应过程中无需有机碳源和氧的介入,因此,如果将厌氧氨氧化技术运用到污水处理中,并且能实现工程化,那就意味着污水脱氮技术有可能朝着可持续的方向发展。

当荷兰人Mulder和Kuenen发现厌氧氨氧化后,当时他们想直接利用厌氧氨氧化途径实现氮“短程”转化的尝试,但并没有取得成功。在厌氧氨氧化工程应用变为现实前,荷兰戴尔福特大学在厌氧氨氧化微生物富集和证实方面做了大量研究工作,使厌氧氨氧化在工程化方面迈进了一大步。之后,荷兰一家公司与戴尔福特大学合作,并获得厌氧氨氧化技术专用权,开始对厌氧氨氧化技术进行工程化应用。此外,在欧洲以及亚洲等地也相继看到厌氧氨氧化技术的中试和应用实例。

从污水处理工程应用角度看,厌氧氨氧化过程比传统硝化—反硝化脱氮方式具有明显优势。这一过程可以彻底改变过去需要通过投加电子供体(碳源)才能脱氮的传统途径(反硝化),无需外加碳源。同时,厌氧氨氧化过程不需要曝气,降低曝气能耗,厌氧氨氧化也可以使剩余污泥产量降至最低,从而节省大量的污泥处置费用。如果将厌氧氨氧化以颗粒污泥的形式富集于反应器中,便能维持较高的容积负荷率,这样不仅可以节省占地,还可以节约投资。此外能量消耗减少便意味着CO2排放的降低,因此厌氧氨氧化技术还具有明显的可持续性。

五、厌氧氨氧化在污水处理中的发展史

厌氧氨氧化技术从发现到实际工程应用,总共经历了四个阶段:

①起点:厌氧氨氧化反应是在一个处理高氨氮废水的厌氧流化床中发现的。当时发现者之一Mulder就敏锐的判断到了该技术在污水处理中的应用前景,并顺利申请了专利。Anoxic ammoniaoxidation. US Patent 5, 078, 884 (1992).从专利到应用经过了十年的时间,包括菌种富集、反应器设计、工程建设和启动等方面。

从这个专利来看,厌氧氨氧化应该翻译成缺氧氨氧化。至今仍有人问小编,为什么有硝酸盐参与的反应,还会被叫做厌氧氨氧化?我总解释说,这只是个名字,不要太在意。

延伸阅读:

厌氧氨氧化耦合部分反硝化处理低浓度氨氮废水

ABR厌氧氨氧化反硝化协同脱氮除碳研究

新加坡再生水厂发现主流厌氧氨氧化和强化生物除磷共存现象

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