厌氧氨氧化反应器：十余年的发展经验

发布时间：2026-06-02 03:47:02 来源：贵人多忘事网 作者：知识

荷兰Paques公司和代尔夫特理工大学(TUDelft)于1998年首次发展了厌氧氨氧化反应器，厌氧应器余年验并在随后的氨氧十余年中，在全球针对不同的化反污水水质，完成了20多个厌氧氨氧化项目。展经MaximeRemy,厌氧应器余年验TimHendrickx和RidHaarhuis总结了厌氧氨氧化最新的发展和他们多年的运行经验。

全球对利用厌氧消化技术处理污泥、氨氧有机固废和工业污水的化反兴趣正日趋增强，厌氧消化不仅能够处理污水污泥而且能够产生可利用的展经生物沼气。而经过厌氧消化后的厌氧应器余年验消化液中含有很高浓度的氨氮。针对该部分高浓度的氨氧氨氮单独去除的厌氧氨氧化技术，可以节省能耗并且工艺紧凑占地小。化反在过去的展经十余年中，荷兰Paques公司针对不同的厌氧应器余年验污水种类，设计并建造了拥有专利技术的氨氧厌氧氨氧化反应器。

厌氧氨氧化工艺的化反适用性

厌氧氨氧化技术尤其适合处理厌氧产甲烷工艺的出水，这种出水通常都含有很高浓度的氨氮，这些氨氮是由含氮有机物在厌氧过程中被降解而产生。这种出水中往往只有相对较低的BOD，因为大部分的有机质已经被转化为生物沼气。如果没有额外碳源投加(甲醇)以及大量曝气，这种高氨氮低有机物的水质很难用传统的脱氮工艺(如图1)实现氨氮的高效去除。

厌氧氨氧化工艺的进水可以是市政污水也可以是工业污水。在市政污水领域，厌氧氨氧化反应器往往以侧流的方式，安装在污泥消化或污泥脱水之后。经过厌氧氨氧化工艺脱氮后的出水再回到主流程，从而降低主流工艺的氨氮负荷。在工业污水领域，厌氧氨氧化通常直接应用在厌氧反应器(如UASB)之后，已经被应用在食品，半导体等众多工业领域的污水处理中。

同传统的脱氮工艺相比，厌氧氨氧化有诸多优势：

曝气将降低60%

污泥产率降低90%

结构紧凑但适应高达2KgN/m3.d的高氨氮负荷

无需额外碳源。保留的碳源可尽可能的转化为生物沼气;无需额外甲醇投加。

截止2015年1月，已经有25个厌氧氨氧化项目在建设或运行，每日处理的氨氮已经超过75吨。表1中列出了相关项目的信息。

厌氧氨氧化工艺的启动

在图2中的数据是利用厌氧氨氧化工工艺，处理荷兰一处污水在初期两个半月时间里的启动情况。该污水处理厂主要是来自牲畜屠宰场的污水，工艺共分三个系列，每个系列设计处理量为每天2000Kg的NH4-N，如图3所示。上游工艺是高效厌氧反应器(BIOPAQIC)和用于去除BOD和硫化物预曝气池。厌氧消化液和组合工艺处理的出水混合后进入MBR反应器，得到进一步处理。厌氧氨氧化的目的是降低MBR反应器的氨氮负荷。由于项目设计占地空间的限制，厌氧氨氧化的优势得到体现。厌氧氨氧化启动时利用了从荷兰Olburgen运来了颗粒污泥接种。

然而，最早期的厌氧氨氧化反应器启动时间往往需要长达6个月的时间。如今，借助大量现有的厌氧氨氧化厂的颗粒污泥接种，新建反应器的启动时间大大缩短。大约在一个星期的时间里，氨氮的去除能力就可达90%，随后可逐步提到进水的氨氮浓度。在污水厂启动时，一开始只是接种了其中的一个系统，当该系列的颗粒污泥稳定后，再被用于接种其余两个系列。稳定运行后，最终的氨氮去除率高达95%以上。

厌氧氨氧化反应器长期的运行效果

荷兰Olburgen厌氧氨氧化工艺自2006年开始运行，图4展示了该厂运行8年半的情况。Olburgen厂处理的进水是来自市政污水和马铃薯食品工业经UASB预处理的出水的混合液。该厂位于当地市政污水厂内，并由Waterstromen公司运营。在厌氧氨氧化工艺之后，是PaquesPhospaq磷回收工艺，在此氧化镁投加后形成鸟粪石(MgNH4PO4.6H2O)以回收污水中的磷。该厂设计每天处理1200Kg的NH4-N。如图5

即使伴随着每天以及季节性的来水氨氮负荷变化，该厂也均能稳定达到90%的氨氮去除率。在过去的5年中，平均的氨氮去除率达到92%，出水浓度平均约28mg/L。最近一次出水氨氮最高值出现在2012年6月，但这是由于误操作导致反应器中80%的污泥被冲出，而反应器随后在没有外加接种污泥的情况下迅速恢复。目前，经过修正后的设计和运行经验已经成为Paques公司设计厌氧氨氧化工艺的标准。

Olburgen厂是第一个采用一段厌氧氨氧化工艺(亚硝化和厌氧氨氧化在同一反应器中进行)的处理厂。世界上第一个生产规模的厌氧氨氧化处理厂是在荷兰鹿特丹，但采用的是两段分布工艺(亚硝化和厌氧氨氧化在不同反应器中进行)。因此Olburgen厂的工艺比鹿特丹处理工艺又往前迈了一大步。自Olburgen厂2006年运行以来，后续设计的厌氧氨氧化工艺均采用了一段法。

额外的一些经验总结

虽然厌氧氨氧化已经被证明了是可靠的技术，但是Paques公司还是在该工艺启动初期的经验的基础上，总结了该工艺的瓶颈以及潜在的应对方案。厌氧氨氧化菌较低的生物增值率(倍增时间为12天)导致在第一个项目启动时间长达6个月。随着全球厌氧氨氧化工艺在不同污水种类应用项目的逐渐增多，接种污泥的获取越来越容易，因此，后续项目启动的时间往往小于1个月。

由于反应器设计上采用了内部滞留区，颗粒厌氧氨氧化污泥可以被很好的保留住。因此反应器可以在很高的进水悬浮颗粒浓度条件下运行。然而，在悬浮颗粒浓度极高的情况下(大于10g/L)时，流体的粘度增加，将影响相对较小的颗粒污泥的反应器中的保留，进而影响厌氧氨氧化污泥的增长效率。当进水总的磷浓度很高时，在不可控的情况下形成鸟粪石将会给稳定运行带来麻烦。当氨氮负荷超过2KgN/m3.d时，优化运行可以通过紧凑的设计来实现，最低温度要求为30℃。

通过一些预处理，可以解决上述运行中的一些问题。如采用Phospaq工艺解决磷含量过高的问题;沉淀池可用于解决来水悬浮颗粒过高的问题;预曝气用于解决进水中过高硫化物和挥发性脂肪酸的问题。谨慎运行预处理工艺和厌氧氨氧化工艺，可以有效规避聚合物毒性和亚硝酸累积带来的问题。

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