厌氧氨氧化工艺在高氨氮废水处理的研究应用进展.docx

厌氧氨氧化工艺在高氨氮废水处理的研究应用进展
随着工业化与城市化的发展，废水排放量越来越大，其中高氨氮废水占据着越来越大的比例。高氨氮废水中含有大量的有机物、氨氮和钾、磷等元素。其中氨氮是一种比较难处理的污染物，传统的生物处理技术需要较长的处理时间和大量的投入。因此，对于高氨氮废水处理问题的研究，一直是人们关注的重点。近年来，厌氧氨氧化技术（Anammox）因其能够实现高效、节能、环保等优点，在高氨氮废水处理领域中得到了广泛应用。
一、厌氧氨氧化工艺概述
厌氧氨氧化工艺是利用厌氧菌通过一系列复杂的化学反应，将废水中的氨氮和硝酸盐还原成氮气释放出来，从而达到高效、节能、环保的处理效果。这种化学反应具有以下几个特点：
1、厌氧氨氧化过程中还原氮的利用效率高，几乎能够达到100%。
2、厌氧氨氧化过程中不需要外加有机碳源，甚至不需要补充硝酸盐，能够实现节能和环保处理。
3、厌氧氨氧化是一种新型的细菌代谢途径，能够实现废水中氮循环的闭合，避免了传统生物处理过程中可能的硝化酸化失衡等情况。
厌氧氨氧化过程中通常使用厌氧颗粒污泥或者颗粒化微生物（GrDBGs）等进行处理。其中厌氧颗粒污泥是一种特殊的菌群聚集体，具有相对稳定的微观结构。颗粒化微生物（GrDBGs）是在生物膜基础上发展出来的一种新型的微生物系统。这两者均能够利用厌氧氨氧化技术进行高氨氮废水的处理。
二、厌氧氨氧化工艺的应用研究进展
1、厌氧氨氧化在生活污水处理上的应用
厌氧氨氧化技术在生活污水处理中得到了广泛的应用。生活污水中氮循环闭合的一个重要环节是氨氮转化为硝酸盐和氮气。传统的生物处理方法可以实现污水中氮元素的保留，但是硝化反应和脱氮反应需要消耗大量的有机质，造成了碳、氮、磷的不平衡。厌氧氨氧化技术能够实现生活污水中氨氮的高效转化，从而避免了有机碳的消耗和碳氮磷不平衡的问题，实现了污水处理的环保和节能。
2、厌氧氨氧化在工业污水处理中的应用
随着工业化的发展，工业废水中的氨氮含量逐渐增加。厌氧氨氧化工艺在这方面的应用也得到了广泛的关注和研究。研究发现，厌氧氨氧化过程可以实现废水的高效处理，同时还能够回收部分的能源和资源。工业废水处理中另一个需要考虑的因素是废水中的有机物质种类和浓度变化较大，有可能会造成微生物组成稳定性不足的问题。因此，厌氧氨氧化技术还需要进一步研究，探讨其对不同种类、不同浓度有机物质的适应性和稳定性问题，以更好地推广其应用。
3、厌氧氨氧化对废水中微量元素的影响
高氨氮废水中还含有一些微量元素，如铜、锌、镍、铁等。这些微量元素对微生物的生长有一定的影响。一些研究表明，厌氧氨氧化处理可以有效去除废水中的铵氮、硝态氮等污染物，并且对废水中的微量元素去除效果也很好。但是有些研究表明，厌氧反应器中微量元素的存在会对反应器的菌群组成、反应速率和废水处理效果产生一定的影响。进一步研究发现，通过调节厌氧反应器内的微量元素浓度，可以改善废水处理效果并保持厌氧氨氧化反应器的稳定性和效率。
三、厌氧氨氧化工艺存在的局限性及解决方案
1、氨氮浓度限制
厌氧氨氧化工艺对氨氮浓度有一定的限制，一般不能超过500mg/L。因此，在多数情况下，厌氧氨氧化技术只适用于高氨氮水体的处理。对于中、低氨氮水体，还需要采取其他的废水处理技术。
解决方案：可以采用多级处理技术，将低浓度氨氮通过厌氧反应器与其他处理方法相结合的技术来处理。
2、微生物容易受到抑制
废水中的一些化学物质，如酚、氯仿、氨氮含量过高等都会对厌氧菌的生长产生抑制作用，从而影响废水的处理效果。
解决方案：可以通过调整反应器内的微生物种类和添加缓冲剂等方法来提高厌氧反应器的容忍性，并提高废水处理的效率。
3、反应器占地面积较大
相比传统的废水处理工艺，厌氧氨氧化技术需要更大的反应器空间。这对于一些场地相对狭小的企业来说会对工艺的实际应用造成一定的限制。
解决方案：可以采用一些新型的反应器设计，如浮床式反应器、流化床反应器、过滤式反应器等。这些新型设计能够实现在较小的容器中进行厌氧反应，从而减小了反应器的占地面积。
四、总结
厌氧氨氧化工艺因其高效、节能、环保等优点已经成为废水处理领域的重要技术之一。本文综述了厌氧氨氧化工艺的原理、应用研究的进展以及存在的局限性和解决方案。在应用前需要针对废水中的污染物种类、浓度进行充分的研究和分析，制定详细的实施方案，以求达到最好的废水处理效果。