深圳清华大学研究院王思琦博士：两级厌氧氨氧化工艺对厨余废水的脱氮性能研究

文章来源： 《工业水处理》2022年第6期

第一作者 ：王思琦

通讯作者 ：王思琦

合作单位 ：清研环境科技股份有限公司

图1 两级厌氧氨氧化工艺流程

针对厨余废水氨氮浓度高，常用的两级硝化反硝化脱氮工艺停留时间长、占地面积大，难以广泛应用的问题，提出了一种新的节能高效的脱氮方式：两级厌氧氨氧化工艺，可大幅缩短水力停留时间、减少占地。

两级Anammox工艺处理厨余废水厌氧出水，总氮去除率可达90.1%，总氮去除效率可达2 050 mg/(L·d）。两级Anammox工艺对总氮的去除是通过Anammox和反硝化耦合作用实现的，其中Anammox贡献了87.7%，反硝化贡献了2.4%。

两级Anammox 反应器中主要的厌氧氨氧化菌为 Candaditue kuenenia，两级Anammox反应器对于厨余废水具有较高的适应性，可使Candaditue kuenenia保持较高的相对丰度，有助于实现高效稳定脱氮。

我国厨余垃圾产量大幅提升，对市政和环境造成巨大的压力。目前厨余垃圾处理主要是以厌氧消化和好氧发酵为主。厨余垃圾好氧发酵工艺在垃圾压缩和冲洗处置环节会产生高浓度的厨余废水。

厨余废水具有有机物浓度高、氨氮浓度高、水量水质波动大等特点，目前针对厨余废水，工程应用较广的是“预处理+UASB除碳+两级AO脱氮+MBR”组合工艺处理。

此工艺由于两级AO脱氮过程停留时间长，占地面积大，甚至超过了厨余垃圾好氧发酵的占地面积，难以大规模推广应用。

厌氧氨氧化（Anammox）是迄今为止最节能高效的脱氮方式，可以实现高负荷自养脱氮，节约碳源和供氧能耗、缩短水力停留时间（hydraulic retention time，HRT）和减少占地面积、降低剩余污泥产量和减少温室气体排放等显著低碳特性，是污水处理领域的颠覆性技术。

据文献报道，全球至今已有200余座厌氧氨氧化工艺的实际工程。

近年来，Anammox工艺已逐步开始应用于污泥消化液、垃圾渗滤液、制药废水等高氨氮废水，然而还没有研究报道利用厌氧氨氧化处理厨余废水。

与污泥发酵液和垃圾渗滤液相比，厨余废水具有高的碳氮比，并且可生化性较强，高的有机物浓度对厌氧氨氧化菌（Anaerobic ammonia oxidizing bacterial，anAOB）具有抑制作用，因此，需与厌氧消化除碳结合，通过“厌氧消化除碳+Anammox脱氮”的方式处理厨余废水，高浓度有机物的厌氧消化技术已经成熟，而通过Annammox处理厨余废水厌氧出水还需进一步探究。

因此，本研究针对厨余废水氨氮浓度高、传统处理技术效率低、占地面积大等问题，提出通过两级Anammox工艺处理厨余废水的厌氧出水。

本研究采用实际厨余废水的厌氧出水作为进水，探究了两级Anammox处理厨余废水厌氧出水的可行性和稳定性，并通过氮素的物料平衡计算分析了Anammox反应器的脱氮性能，同时从两级反应器中采泥样，通过16s rRNA扩增子基因测序技术分析了微生物群落的丰度。

（1）通过两级Anammox工艺处理厨余废水厌氧出水，TN去除率达到90.1%，NRR稳定实现2050 mg/(L·d）以上。

（2）两级Anammox工艺对TN的去除是通过Anammox和反硝化耦合作用实现的，其中Anammox贡献了87.7%，反硝化贡献了2.4%。

（3）两级anammox脱氮系统中主导anammox的anAOB为Candaditue Kuenenia，两级Anammox反应器中Candaditue Kuenenia的相对丰度比一级反应器提高了35.4%，促进系统实现高效稳定脱氮。

（4）该研究结果为厨余废水处理提供了节能高效省地的新工艺。

第一作者/通讯作者 ：王思琦，博士，工程师。E-mail：wsq921029@163.com。

（ 来源 ：《工业水处理 》 2022年第6期 ）