文章亮点
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全生物膜轻质填料固定床HBR工艺在缺氧区有效富集了厌氧氨氧化菌；
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主流部分厌氧氨氧化脱氮效果稳定，出水水质优于一级A标准；
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HBR工艺在节地、节能型市政污水深度脱氮方面有重要应用价值。
文章简介
我国是缺地缺水型国家，传统市政污水处理设施不仅占地面积大，且能耗、药耗高，污水再生利用率低。在碳达峰、碳中和目标下，降低污水处理的能耗、药耗、减少碳排放是市政污水处理行业升级改造的迫切需求。厌氧氨氧化技术因曝气少、无需外加有机碳源、污泥产量小等优势，是目前极有前景的新型生物脱氮技术。然而慢生型厌氧氨氧化菌在常温、低浓度市政污水处理体系中难以大规模持留或富集，限制了这一工艺的实际应用。
中国水环境集团研发团队，在国家水专项的支持下开展产学研协同创新，充分发挥生物膜工艺生物量截留和长泥龄的优势，开发了全生物膜的轻质填料固定床hybrid biofilm reactor(HBR)工艺，实现了厌氧氨氧化菌快速富集和深度脱氮，开展了300吨/天的生产性研究，总水力停留时间仅8小时。通过短期投加羟胺快速实现短程硝化，为厌氧氨氧化菌提供了稳定亚硝氮基质来源。微生物群落分析结果表明，厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia在HBR工艺的缺氧区得到了有效富集，其占缺氧区总微生物的丰度从第1天的0%增加到了第130天的0.33%和第213天的2.89%。7个月连续试验结果显示，HBR工艺对实际生活污水具有良好的处理效果，出水COD、NH4+-N、TN、SS分别为12 mg/L、0.662 mg/L、7.2 mg/L、6 mg/L，出水水质优于一级A标准，实现了主流部分厌氧氨氧化的稳定运行。
图1 摘要图
图2HBR工艺示意图a)正常模式b)反洗模式
编者点评
我国市政污水处理工程普遍存在占地面积大、能耗药耗高等问题，亟需构建全新的污水处理低碳路线和技术体系。近年来，奥地利、美国、荷兰等国已有污水处理设施通过厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥等新型低能耗工艺实现了能量中和。本文开发的轻质填料固定床HBR工艺在规模化市政污水脱氮系统中有效富集了厌氧氨氧化菌，突破了主流厌氧氨氧化技术发展应用的重要瓶颈，同时实现了节地、节能、水质提升的多重目标，对于助推我国污水处理行业绿色低碳发展具有重要价值。
本期编辑
肖锐，男，25岁，浙江大学环境与资源学院2017级环境科学与工程专业博士生，导师为逯慧杰研究员，从事市政污水主流厌氧氨氧化技术与微生物学研究。
文章出版：Front. Environ. Sci. Eng.2022, 16(3): 33
原文链接：https://journal.hep.com.cn/fese/EN/PDF/10.1007/s11783-021-1467-6
原文刊载于【环境前沿】公众号
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