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SNAD—MBBR一体式生物脱氮技术研究
作者：陈家琪
来源：《中国高新科技·上半月》2018年第03期
摘要：文章以污泥消化液为处理对象，成功启动SNAD-MBBR（同时亚硝化/厌氧氨氧化/反硝化-生物移动床）一体式生物脱氮工艺，为高氨氮、低C/N废水的处理提供新思路。首先，启动亚硝化-厌氧氨氧化串联工艺，运用污泥消化液对从实验室获取的接种细菌（亚硝化细菌、厌氧氨氧化细菌）进行了相应的驯化培养，使其很好地适应污泥消化液的水质特点，体现出了较高的活性。污泥消化液中氨氮的亚硝化率达56%，得到了合适的厌氧氨氧化过程进水。厌氧氨氧化细菌对污泥消化液的总氮去除率达82.4%。将亚硝化细菌接种至厌氧氨氧化反应器中，并投加适量的生物填料启动SNAD-MBBR一体式脱氮工艺。运行15天后，SNAD-MBBR工艺启动成功，总氮去除率达91.2%。 关键词：SNAD-MBBR；生物脱氮；污泥消化液
文章编号：2096-4137（2018）05-053-04 DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2018.05.04 1 概述
我国是生产制造大国，在经济飞速发展的同时，含氮污染物的排放量与日俱增。尤其是近些年含氮废水又呈现“高氮低碳”成分复杂等特点，期中以污泥消化液最为典型。传统的生物脱氮工艺处理成本高（曝气能耗高、加有机碳源需求量大和投加药剂调节pH）且效率低。因此，低C/N废水脱氮面临的一个难题是如何更高效、更低耗。
厌氧氨氧化反应作为一种新型的高效生物脱氮技术，自提出后便成为国内外众多学者的研究热点。厌氧氨氧化反应方程式如式（1）所示，整个脱氮全过程在无氧、无有机碳的条件下即可发生，所以该技术与传统的硝化-反硝化技术相比具有无曝气能耗、无需有机碳源等优点。但是，厌氧氨氧化细菌的反应底物为氨氮和亚硝氮，通常污水中的氮素大都以氨氮形式存在，亚硝氮含量较少。所以，为了推广厌氧氨氧化技术的应用，国内外专家学者提出了亚硝化-厌氧氨氧化的耦合工艺。该工艺与传统的脱氮技术相比，具有曝气能耗低（仅需55%的氨氮氧化为亚硝氮），碱度需求量小，无需有机碳源，污泥产量少等优点。 厌氧氨氧化反应：NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→0.26NO3-+1.02N2+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O （1）
在低碳氮比废水处理过程中，废水中含有的少量有机碳源会抑制厌氧氨氧化细菌的生长，同时脱氮过程中残留的较高浓度的亚硝氮（>80mg/L）会抑制厌氧氨氧化细菌的活性，导致脱氮能力下降。针对上述问题，SNAD工艺在低碳氮比废水处理领域应运而生。SNAD工艺，即同时亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化工艺。该工艺通过控制合适的条件将亚硝化细菌、厌氧氨氧
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化细菌和反硝化细菌在同一反应器中培养，完成脱氮除碳全过程。其原理是在有氧条件下亚硝化细菌将水中部分NH4+-N转化为NO2-N，如反应式（2）所示。然后，ANAMMOX菌将生成的NO2--N和剩余NH4+-N转化为N2，实现对废水中大部分氮的去除，如反应式（1）所示。反硝化细菌利用废水中的COD作为电子供体，在厌氧或缺氧条件下，将生成的NO3--N和残留的NO2--N还原成N2，实现进一步的脱氮，如反应式（5）所示。SNAD工艺解决了低碳氮比废水处理过程中，有机碳源和亚硝氮对厌氧氨氧化细菌活性的抑制，能够达到同时脱氮除碳的目的，并且进一步提高了总氮去除率。同时，SNAD工艺反应器结构简单，占地面积少，能耗低。
亚硝化反应：2NH4++3O2 2NO2-+2H2O+4H+ （2） 反硝化反应：3NO3-+CH3OH3NO2-+CO2+2H2O （3） 2NO2-+CH3OH2OH-+N2+CO2 +H2O （