張星星，張鈺，王超超，達(dá)方華，徐樂中，2，3，吳鵬，2，3

（1 蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇蘇州215009；2 城市生活污水資源化利用技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室，江蘇蘇州215009；3 江蘇省水處理技術(shù)與材料協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇蘇州215009）

本文以PD協(xié)同Anammox 同步生物脫氮除碳過程為背景，綜述了近年來PD 工藝及其耦合Anammox 工藝的最新研究進(jìn)展，并對短程反硝化-厭氧氨氧化（partial-denitrification Anammox，PD/A）直接應(yīng)用于城市污水及工業(yè)硝酸鹽廢水處理的工藝設(shè)計和未來的研究方向進(jìn)行展望，以期為加快PD/A的工程推廣提供理論依據(jù)。

1 PD工藝原理及啟動影響因素

1.1 PD工藝原理

PD工藝原理見圖1。

1.2 PD啟動影響因素

1.2.1 污泥源

1.2.2 反應(yīng)時間

圖1 PD工藝原理［4］

1.2.3 碳源類型

1.2.4 碳源量

1.2.5 pH

2 PD耦合Anammox工藝及應(yīng)用

PD/A 工藝作為全新的節(jié)能高效型廢水處理工藝受到研究人員的青睞。表1總結(jié)了近些年分體式與一體式PD/A工藝的實驗研究進(jìn)展。

2.1 PD耦合Anammox分體式工藝

表1 分體式與一體式PD/A工藝實驗研究

2.2 PD耦合Anammox一體式工藝

Qin 等[52]在上向流連續(xù)濾式反應(yīng)器混合接種Anammox和反硝化污泥，探究了葡萄糖對DEAMOX脫氮性能和微生物群落影響，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水葡萄糖濃度56.4mg/L 時系統(tǒng)獲得最佳TN 去除率98.6%，高通量測序表明，隨葡萄糖濃度升高，主導(dǎo)AnAOB 屬由C. Kuenenia變?yōu)镈iaphorobacter，后隨糖類含量減少變?yōu)镠ydrogenophaga，說明有機(jī)物對微生物群落有顯著影響。Du等[29]卻發(fā)現(xiàn)連續(xù)流DEMOX反應(yīng)器污泥上浮現(xiàn)象較為嚴(yán)重，認(rèn)為反應(yīng)器內(nèi)水力混合程度偏低降低污泥傳質(zhì)效率，氣泡附著顆粒污泥表面并進(jìn)入顆粒內(nèi)部導(dǎo)致污泥解體，而通過增大內(nèi)循環(huán)回流可以提升反應(yīng)器污泥流化態(tài)，緩解污泥上浮引起的水質(zhì)惡化。鑒于連續(xù)流DEAMOX 可能出現(xiàn)的污泥上浮弊端，Cao 等[59]提出增設(shè)氣體自循環(huán)回流裝置（圖2）的應(yīng)對措施，目的是營造反應(yīng)器內(nèi)良好的無氧環(huán)境，且能夠增大反應(yīng)器水力混合程度和污泥流化態(tài)，通過防止污泥上浮增強(qiáng)生物質(zhì)傳質(zhì)效率，但此空氣回流設(shè)施必須待反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)出成熟顆粒污泥后方可啟動，避免前期污泥培養(yǎng)馴化時懸浮絮體污泥流失。

圖2 一體式PD/A-UASB反應(yīng)器

2.3 PD耦合Anammox工藝應(yīng)用前景

值得注意的是，工業(yè)硝酸鹽廢水源主要分布在工業(yè)園區(qū)，因此在園區(qū)建立以PD/A 為主體處理工藝的城市污水廠有光明的應(yīng)用前景，可接納同步處理工業(yè)園區(qū)及附近居民生活污水和工業(yè)硝酸鹽廢水。綜合以上分析，本文作者提出兩種園區(qū)城市污水廠PD/A工程方案（圖3、圖4），以期為推廣PD/A工藝應(yīng)用提供參考和借鑒。

3 結(jié)語與展望

圖3 園區(qū)城市污水廠一體式PD/A工程應(yīng)用方案

圖4 園區(qū)城市污水廠兩級式PD/A工程應(yīng)用方案