从OLND工艺的应用谈活性污泥法的下一个百年

3.2.2 工艺条件的优化

在确定菌群的基础上，进一步研究了最适合于芽孢杆菌群繁殖和生存的工艺条件。并在实践中逐步发现以下影响芽孢杆菌群最主要的几点条件：

(1)合理控制生化池有机负荷(F/M，Food/Microorganism)，为微生物提供良好的分泌胞外多聚物的环境;

(2)控制合适的反应温度。

(3)由于NH4+-N浓度较高，合理控制进水pH及温度，控制具有毒性的游离氨浓度。

(4)为解决填埋场渗滤液冬季运行低温问题，直接从垃圾堆体重抽取渗滤液。

(5)控制限氧环境，实验室研究发现，芽孢杆菌群最适宜的溶解氧环境为0.3~0.5mg/L，由于现场运行对溶解氧的控制不可能做到绝对精确，因此一般控制在0~1mg/L可以达到运行要求;

(6)综合考虑污水处理效果和运行能耗之间的关系，综合选择合理的回流比。

3.2.3 OLND工艺的形成

在逐步解决了菌种问题和工艺条件优化的问题后，在OLAND工艺基础上优化的OLND工艺(限氧脱氮技术，oxygen limited nitrification-denitrification degradation)被最终发现是适合于芽孢杆菌群工程化应用的理想工艺，工艺流程图见图1。与传统脱氮工艺A2O相比，OLND的工艺流程更简化，通过菌群的优化，以及限氧条件的控制，便于控制亚硝化的反应过程，实现短程脱氮。

图1 OLND工艺流程图

Fig.1 Flow Chart of OLND Process

4 活性污泥法的下一个百年

如果一项工艺能作为某项科学研究的技术支撑、推动技术革新，那它就无愧于百年工艺。活性污泥法自发现以来至今已有100年的历史，针对不同污染物而不断优化的新机理和新工艺一直被提出。其中部分工艺通过不断的试验和优化逐渐成为了活性污泥法的主流工艺，但更多的工艺由于始终无法突破某些工程应用上的瓶颈却难以被大规模应用。

因此可以说，活性污泥法的百年历程，始终是在一个提出机理、选择菌种、优化工艺、工程应用的循环中进行。即便如A2O一般应用广泛的工艺，也只能说是现阶段最为成熟的工艺，但绝不能断言为最优的工艺。自上世纪90年代以来，活性污泥法研究的重点逐步向高效脱氮转移，归根到底，还是在于对一种“超级菌种”和其最优工艺条件的向往。

无论是ANAMMOX、OLND，还是最新在Nature和Science杂志上报道的COMAMMOX(完全氨氧化菌，complete ammonia oxidizers)，谁能率先攻克其大规模工程应用的瓶颈难题，谁或许就可以成为未来活性污泥法很长一段时间的主流工艺。

以本文所阐述的OLND工艺为例，目前尚不明确的问题还有很多：例如以芽孢杆菌为主要菌种的OLND菌群，在利用碳源进行反硝化以及利用氨氮来进行反硝化的先后顺序和机理究竟如何?芽孢杆菌是否还有更多功能有待开发?OLND工艺对于不同类型污水的适用能力如何?还有更多涉及工艺优化方面的新思路，如可否通过ORP人为创造限氧或厌氧环境来精确控制溶解氧等等。

然而截至目前，OLND工艺在国内应用领域仍比较窄，还需要水处理界更多的关注、深入研究并加以工程化应用实践，才能促进其发展，并在此基础上做出更多有针对性的优化，形成适合我国国情的污水高效脱氮技术。

因此本文所提出的“下一个百年”，严格意义上并不是将某项工艺定位于“下一个百年工艺”，而是认为继续不断寻找“超级菌种”，并不断优化其工艺条件才是活性污泥法的“下一个百年”。

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