新型氨氧化污水处理技术及应用

新型污水处理技术。

对难降解污水的处理提供了一条新思路。

本书系统地归纳和总结了国内外厌氧氨氧化技术的研究现状和成果，包括厌氧氨氧化的原理、产生条件，厌氧氨氧化菌的生态分布及多样性，厌氧氨氧化的影响因素以及实际工程应用；除了介绍亚硝酸盐型厌氧氨氧化外，还介绍了硫酸盐型厌氧氨氧化的原理、产生条件，硫氧化菌的多样性，影响因素以及实际工程应用；同时还介绍了铁离子型厌氧氨氧化（Feammox）的原理、产生条件，Feammox菌的分布和多样性，Feammox菌的影响因素以及实际工程应用。*后，结合作者十余年在厌氧氨氧化和Feammox方面的研究成果对氨氧化技术进行了详细的介绍。

这本书基本包括了国内外*的氨氧化过程的机理和技术的研究内容和*进展，可供污水处理技术研究的科研人员、技术人员和管理人员阅读，也可供高等学校环境工程及相关专业的师生参考。

第1章概论1

1.1国内外污水生物脱氮技术的研究现状1

1.1.1传统硝化-反硝化生物脱氮1

1.1.2短程硝化-反硝化生物脱氮5

1.1.3同步硝化-反硝化（SND）生物脱氮8

1.1.4短程硝化-厌氧氨氧化（Anammox）生物脱氮10

1.1.5电极生物膜法脱氮13

1.1.6人工湿地法15

1.2目前污水生物脱氮技术存在的问题18

第2章亚硝酸盐型厌氧氨氧化处理技术的原理和工艺24

2.1亚硝酸盐型厌氧氨氧化的原理25

2.2厌氧氨氧化菌的生态分布及多样性30

2.2.1厌氧氨氧化菌的生态分布30

2.2.2厌氧氨氧化菌的多样性30

2.3亚硝酸盐型厌氧氨氧化的影响因素36

2.3.1光和温度36

2.3.2pH值37

2.3.3溶解氧37

2.3.4有机碳源38

2.3.5基质39

2.3.6磷酸盐40

2.3.7重金属41

2.3.8盐度41

2.3.9污泥回流比42

2.3.10污泥龄43

第3章硫酸盐型厌氧氨氧化处理技术的原理和工艺45

3.1硫酸盐型厌氧氨氧化处理技术的原理和产生条件45

3.1.1硫酸盐型厌氧氨氧化处理技术的基本原理46

3.1.2硫酸盐型厌氧氨氧化处理技术的产生条件48

3.1.3硫酸盐型厌氧氨氧化处理技术工艺50

3.2硫酸盐型厌氧氨氧化菌的生态分布及多样性59

3.2.1硫酸盐型厌氧氨氧化菌的生态分布59

3.2.2硫酸盐型厌氧氨氧化菌的多样性61

3.3硫酸盐型厌氧氨氧化的影响因素以及实际工程应用63

3.3.1硫酸盐型厌氧氨氧化的影响因素63

3.3.2硫酸盐型厌氧氨氧化的实际工程应用分析69

第4章铁离子型厌氧氨氧化（Feammox）的原理和工艺70

4.1Feammox原理和产生条件70

4.1.1Feammox原理70

4.1.2Feammox产生条件73

4.2Feammox菌的分布和多样性76

4.2.1Feammox中铁还原菌的研究历程76

4.2.2不同环境中铁还原性细菌的多样性78

4.2.3Acidimicrobiaceae bacterium A6发现及机理82

4.3Feammox影响因素及实际工程应用82

4.3.1Feammox影响因素82

4.3.2Feammox实际工程适用性研究88

第5章典型厌氧氨氧化处理技术实例90

5.1亚硝酸盐型厌氧氨氧化实际工程应用90

5.1.1工程实例——荷兰鹿特丹的DOKHAVEN污水处理厂91

5.1.2奥地利Strass水厂100

5.1.3新加坡再生水厂改造106

5.1.4瑞典sjlunda污水厂115

5.1.5我国厌氧氨氧化工程实例——湖北十堰西部垃圾填埋场渗滤液自养脱氮115

5.2Feammox研究实例116

5.2.1铁还原条件下氨氧化富集培养基的培养116

5.2.2影响Acidimicrobiaceae bacterium A6菌存在及脱铵的环境因素117

5.2.3Acidimicrobiaceae sp.A6分离与特征118

5.2.4厌氧氨氧化与人工湿地中铁还原的耦合研究119

5.2.5Feammox与NAFO耦合119

5.2.6蒽醌-2,6-二磺酸盐（AQDS）促进作用121

5.3工程适用性展望122

附录125

附录一《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）125

附录二《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）138

参考文献151

厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation，Anammox）反应是指在厌氧或者缺氧条件下，厌氧氨氧化微生物以NO-2-N为电子受体，氧化NH 4-N为氮气的生物过程。相比传统硝化-反硝化工艺，该过程可降低50%的曝气量、100%的有机碳源以及90%的运行费用，且污泥产率低，以厌氧氨氧化为主体的污水处理工艺的研究和开发，给我国目前污水处理界面临的低碳氮比废水脱氮难、能耗高、污泥产量大等问题带来了曙光。

氨氧化反应过程对于环境系统中氮素循环有着尤为重要的影响，厌氧氨氧化虽然具有良好的脱氮效率，但仅停留于高氨氮、低有机物废水的处理，如垃圾渗滤液、污泥消化液及污泥脱水液、味精废水、养殖废水等。随着对Anammox菌研究的不断深入，人们发现Anammox菌除了能够以铵盐和亚硝酸盐为电子供体和电子受体外，还能以有机物（如乙酸、丙酸）为电子供体，以硫酸盐为电子受体（硫酸盐型厌氧氨氧化），并且能够参与完全不同的反应途径，例如异化硝酸盐还原为铵盐（DNRA）和将羟胺歧化为氮气和铵盐。与此同时，厌氧氨氧化耦合异化铁还原过程（铁离子型氨氧化）进一步拓展了氨氧化工艺领域，而在微生物生态学领域，铁离子型氨氧化过程作为一种新型的观点，是地球生态系统氮素循环的重要途径，这种观点对于理解地球化学元素诸如驱动地球上微小动植物生长的氮和铁的循环有重要作用。

本书结合氨氧化过程电子转移原理，重点对亚硝酸盐型厌氧氨氧化、硫酸盐型型氨氧化、铁离子型型氨氧化等的反应机理、微生物群落、影响因素、工程适用性分析等进行了详细阐述。氨氧化工艺的发展对于氮素在环境系统中的循环起着至关重要的作用，对于缓解水环境的氮污染具有重要作用，因此本书结合现有的氨氧化研究成果，进一步明确了氨氧化的研究方向和应用前景。

编著者

2019.5