傳統(tǒng)城市生活污水處理主要采用硝化-反硝化工藝，通過高曝氣量和外加源來達到脫氮的效果，產(chǎn)生很多不必要的處理費用[1]. 厭氧氨氧化自養(yǎng)脫氮工藝相對于傳統(tǒng)脫氮工藝可節(jié)省60%的曝氣量，無需有機碳作為碳源，從而可以充分利用城市污水中的有機物產(chǎn)生能源物質(zhì)——甲烷[2]，且不會產(chǎn)生CO2和N2O，是一種可持續(xù)污水處理技術(shù)[3,4].

　　但是厭氧氨氧化菌對有機物、 DO、 溫度和光等環(huán)境因素非常敏感，而預處理過后的生活污水仍會含有一定量的COD、 DO等物質(zhì)，使得厭氧氨氧化系統(tǒng)受到影響[5, 6, 7]. Kalyuzhnyi等[8]發(fā)現(xiàn)，厭氧氨氧化菌和反硝化菌可以共生，通過兩種細菌的協(xié)同作用，可以有效地克服有機物對于厭氧氨氧化反應的抑制;

Toh等[9]在利用厭氧氨氧化菌處理焦化廢水的研究中發(fā)現(xiàn)了反硝化菌的存在; Sabumon等[10]證實了有機碳存在的環(huán)境下，厭氧氨氧化反應能夠進行，且在ORP為(-248±25)mV時一部分NH4+會被氧化為NO3-通過反硝化作用被去除. 本研究以NH4+-N、 NO3--N為基質(zhì)成功啟動了ANAMMOX反應器，并逐步向反應器內(nèi)添加有機物，分析不同C/N比對厭氧氨氧化反應的影響，以期為厭氧氨氧化工藝處理城市生活污水的實際應用提供.

厭氧氨氧化協(xié)同反硝化處理生活污水

　　目前，厭氧氨氧化工藝已被用于處理實際高氨氮廢水，例如垃圾滲濾液[28]、 污泥消化液[29]、 畜禽糞便廢水[30]等，采用此工藝處理低氨氮濃度的實際生活污水的研究較為少見. 本實驗中，采用厭氧氨氧化協(xié)同反硝化工藝處理低負荷含氮廢水，在NH4+濃度為50 mg ·L-1，C/N比為1時，可得到良好的處理效果，TN去除率可穩(wěn)定在90%以上，并具有一定的抗有機負荷沖擊能力. 為考察厭氧氨氧化協(xié)同反硝化反應器處理城市生活污水的性能，采用實驗室穩(wěn)定運行的ABR出水，另外再投加NaNO2提供NO2--N，作為本階段厭氧氨氧化反應器用水.

　　在第Ⅲ階段(133～153 d)，厭氧氨氧化反應器進水C/N比在1.1左右，經(jīng)過20 d的運行，反應器出水水質(zhì)穩(wěn)定，出水NO2--N和NO3--N均低于1 mg ·L-1以下，出水NH4+-N平均濃度為6.5 mg ·L-1，TN平均濃度為7.5 mg ·L-1，TN平均去除率達到86%. 經(jīng)分析此階段經(jīng)厭氧氨氧化反應去除的氮占去除TN的 71%，經(jīng)異養(yǎng)反硝化反應去除的氮占26%，其他途徑占3%，厭氧氨氧化菌與反硝化菌在此條件下能實現(xiàn)協(xié)同脫氮.

　　盧健聰?shù)萚31]采用“甲烷化+半亞硝化+厭氧氨氧化脫氮”聯(lián)合工藝處理模擬城市污水，出水TN<4 mg ·L-1，溶解性COD<10 mg ·L-1，達到了良好的處理效果. 這種3段式處理工藝，可以充分利用各個反應器的特點，聯(lián)合起來達到產(chǎn)甲烷除COD和厭氧氨氧化脫氮的目的. 除三相式反應器之外，有研究者利用單相反應器實現(xiàn)厭氧氨氧化脫氮. Lotti等[32]利用SBAR反應器實現(xiàn)了短程硝化-厭氧氨氧化脫氮，該反應器在10℃、 進水NH4+-N濃度為60 mg ·L-1時，仍能運行良好. 本實驗采用ABR反應器，在不同格室內(nèi)培養(yǎng)優(yōu)勢微生物，實現(xiàn)一體化除碳脫氮，有利于厭氧氨氧化工藝的實際應用.

　　3 結(jié)論

　　(1)利用ABR反應器1 ∶1混合接種厭氧氨氧化顆粒污泥和厭氧顆粒污泥，可在45 d內(nèi)快速啟動厭氧氨氧化反應，并實現(xiàn)穩(wěn)定運行. 反應器出水NO2--N、 NH4+-N和NO3--N濃度平均值分別為1.1、 4.1和13 mg ·L-1，總氮平均去除率為83%，該階段三氮比為1 ∶1.31 ∶0.27.

　　(2)向反應器內(nèi)加入少量的有機物(COD<100 mg ·L-1)，可以通過厭氧氨氧化菌和反硝化菌的協(xié)同作用提高TN去除率. C/N比為1時，反應器可達到處理效果，對TN去除率維持在90%以上; C/N升高到2時，在高COD的影響下，厭氧氨氧化反應受到抑制，TN去除率下降; 通過降低進水COD濃度可以使受有機碳抑制的反應器快速恢復，說明協(xié)同脫氮反應器可以抵抗一定的有機負荷沖擊.

　　(3)采用厭氧氨氧化協(xié)同反硝化反應器處理城市污水，出水NO2--N和NO3--N均低于1 mg ·L-1以下，NH4+-N和TN平均濃度分別為6.5 mg ·L-1和7.5 mg ·L-1，TN平均去除率達到86%以上，說明協(xié)同脫氮反應器可以穩(wěn)定地處理城市生活污水.