盧帥宇，由 昆，周偉偉，劉德釗

(1. 沈陽建筑大學(xué) 市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110168；2. 山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院 市政與設(shè)備工程系，山東 濟(jì)南 250103；3. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備與信息化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程研究所，浙江 杭州 310058)

0 引 言

近幾年，在較高氨氮濃度的廢水處理領(lǐng)域也已有Anammox工藝成功應(yīng)用的工程案例[5-6]。然而，厭氧氨氧化菌生長(zhǎng)繁殖緩慢、世代周期長(zhǎng)[2]，對(duì)生長(zhǎng)的環(huán)境較為苛刻，這也限制了Anammox工藝的在實(shí)際工程中的應(yīng)用發(fā)展[7]。研究發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)緩慢的AAOB菌偏向于在聚集體(如生物膜)中生長(zhǎng)[8-9]，投加懸浮載體或具有讓AAOB菌有效富集的潛能[10]。

移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(moving bed biofilm reactor,MBBR)通過對(duì)投加的懸浮載體進(jìn)行微生物培養(yǎng)，提高附著生物膜的生物量及種類，從而對(duì)污染物進(jìn)行降解處理。MBBR兼具了生物膜法(流化態(tài)附著生長(zhǎng))和活性污泥法(懸浮態(tài)生長(zhǎng))的優(yōu)點(diǎn)，耐沖擊負(fù)荷、處理效率高、節(jié)省占地面積、節(jié)約投資成本[11]。此外，通過調(diào)節(jié)流化狀態(tài)，能夠使底物基質(zhì)在反應(yīng)器中的傳遞更高效，同時(shí)也促進(jìn)了生物膜的代謝更新，適合生長(zhǎng)緩慢的AAOB得到有效富集，從而實(shí)現(xiàn)在MBBR中Anammox反應(yīng)的快速啟動(dòng)和運(yùn)行穩(wěn)定。Chen等[12]以缺氧序批式生物膜反應(yīng)器(SBBR)對(duì)厭氧氨氧化進(jìn)行研究，在低C/N比進(jìn)水條件下驗(yàn)證了富集AAOB的可行性。呂愷等[13]以某城市污水廠中缺氧池的填料作為載體來啟動(dòng)運(yùn)行MBBR反應(yīng)器，成功富集了AAOB，并探討了MBBR厭氧氨氧化的快速啟動(dòng)及其處理特性。

以往Anammox工藝主要側(cè)重于顆粒污泥形式的研究，本文對(duì)MBBR方式的厭氧氨氧化工藝在處理污水方面進(jìn)行綜述，探討了MBBR形式的Anammox工藝的特征與反應(yīng)機(jī)理，重點(diǎn)分析了基質(zhì)濃度、有機(jī)物、溫度、溶解氧等因素對(duì)工藝穩(wěn)定的影響，論述了MBBR形式Anammox工藝在污水處理方面的工程化應(yīng)用情況，并展望了應(yīng)用和發(fā)展前景，最后總結(jié)了工藝還需要解決的問題并為后續(xù)應(yīng)用研究提出了建議。

1 MBBR厭氧氨氧化工藝

1.1 工藝介紹

MBBR形式的Anammox工藝，是在其載體的生物膜上進(jìn)行氨氧化和厭氧氨氧化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫氮。較大比表面積的填料有利于AAOB的富集，并使反應(yīng)器的空間結(jié)構(gòu)更加有效利用；同時(shí)，出水防堵篩網(wǎng)也可截留更多的生物量。在MBBR中，據(jù)生物膜內(nèi)微生物分布特性，在限制曝氣條件下，氧傳遞受阻使MBBR的生物膜產(chǎn)生了好氧和缺氧區(qū)，生物膜內(nèi)同時(shí)發(fā)生短程硝化和厭氧氨氧化反應(yīng)[14]。此外，MBBR又包括純膜和泥膜混合系統(tǒng)[15]，前者只有懸浮載體填料，無懸浮污泥參與，而后者[16]則兩種都有[17]。

1.2 Anammox機(jī)理

早在1977年，Broda[18]就預(yù)測(cè)了Anammox反應(yīng)的存在，直到1995年，Mulder等[19]在實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)了氨氮的厭氧生物氧化現(xiàn)象，證實(shí)了前者的預(yù)測(cè)，并將其稱之為厭氧氨氧化。此后，眾多研究人員在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的相關(guān)研究。

對(duì)于Anammox反應(yīng)機(jī)理的研究，在研究人員中有很高認(rèn)可度的是van de Graaf等[20]提出的反應(yīng)模型，其反應(yīng)的中間體為羥胺(NH2OH)，如圖1(a)所示。隨后，Strous等人[21]又研究得出氨氮、亞硝氮的去除量和硝氮的生成量在Anammox過程中存在著1∶1.32∶0. 26的比值關(guān)系，其反應(yīng)式如式(1)。

(1)

隨著科學(xué)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，Kueneniastuttgartiensis宏基因組學(xué)[22]顯示反應(yīng)中間體是一氧化氮(NO)的模型也得到很多學(xué)者的認(rèn)同，結(jié)合氮元素循環(huán)轉(zhuǎn)化反應(yīng)總結(jié)如圖1(b)所示。

圖1 Anammox反應(yīng)模型Fig.1 The reaction model of anammox

圖2 顆粒污泥與生物膜形式的厭氧氨氧化結(jié)構(gòu)Fig.2 Anammox structure in the form of granular sludge and biofilm

2 MBBR Anmmox影響因素

隨著人們對(duì)AAOB的研究，明確了底物主要是氨氮和亞硝酸鹽，光、溫度、pH、微量元素、氧氣等是其生長(zhǎng)環(huán)境的影響因子，同時(shí)有機(jī)物等也對(duì)AAOB有所影響。另外，投加的填料、反應(yīng)器流化條件也對(duì)基于MBBR的厭氧氨氧化反應(yīng)有較大的影響。

2.1 反應(yīng)條件

2.1.1 底物基質(zhì)濃度

表1 進(jìn)水基質(zhì)濃度對(duì)Anammox的影響

另外，AAOB也需要以二氧化碳或碳酸鹽作為無機(jī)碳源(IC)。當(dāng)水體環(huán)境中的IC濃度不足會(huì)導(dǎo)致Anammox性能釋放不充足，但過高的濃度又會(huì)使環(huán)境中的pH升高，從而影響AAOB的活性[30]。丁敏等[31]通過研究發(fā)現(xiàn)，IC的濃度在1.0～2.0 g/L范圍內(nèi)最有利于Anammox的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1.2 有機(jī)物

AAOB是自養(yǎng)型細(xì)菌，只需要IC不需要有機(jī)碳源，當(dāng)存在有機(jī)物時(shí)，亞硝酸鹽氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)會(huì)大量繁殖并對(duì)AAOB生長(zhǎng)環(huán)境造成壓迫。

Chamcho等[24]研究發(fā)現(xiàn)，AAOB的活性會(huì)在COD濃度超過300 mg/L的時(shí)候被抑制。Zhu等[32]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進(jìn)水COD濃度范圍在200～400 mg/L之間，AAOB的活性會(huì)隨著其濃度的升高而增強(qiáng)，當(dāng)COD濃度升高到720 mg/L時(shí)，系統(tǒng)中異養(yǎng)反硝化菌成為優(yōu)勢(shì)菌種，從而對(duì)Anammox產(chǎn)生嚴(yán)重抑制。朱澤沅等[33]在Anammox反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)進(jìn)水C/N小于0.33時(shí)，主要發(fā)生Anammox反應(yīng)；當(dāng)C/N>1.33時(shí)，反硝化反應(yīng)更加活躍，同時(shí)NOB抑制了AAOB活性；而C/N比達(dá)到2.96時(shí)，AAOB活性被明顯抑制。Lackner等[34]比較了SBR和MBBR反應(yīng)器對(duì)單級(jí)PN/A處理高有機(jī)負(fù)荷的高C/N比工業(yè)廢水的性能和運(yùn)行穩(wěn)定性，研究中將進(jìn)水從市政污水C/N比1∶1逐步改變?yōu)楣I(yè)廢水的C/N比3∶1，結(jié)果表明MBBR在整個(gè)階段的氨氮去除率顯著提高，在25%的高含碳(C/N=3∶1)廢水中性能最佳(1.5 kg-N/(m3·d))；隨著高含碳廢水百分比的增加，氨氮的去除率略有下降，但在1.0 kg-N/(m3·d)左右保持穩(wěn)定；而在將進(jìn)水增加到>75%的高含碳廢水后，氨氮去除率下降到0.25 kg-N/(m3·d)；隨著高含碳廢水比例的增加，硝酸鹽減少了3%～4%，也表明兩個(gè)反應(yīng)器中的反硝化活性均有增加。

上述研究人員觀點(diǎn)總結(jié)后詳見表2，可以看出在不同條件下，有機(jī)碳源對(duì)厭氧氨氧化產(chǎn)生抑制的濃度也不同，雖然有時(shí)AAOB活性會(huì)隨著COD濃度升高而增強(qiáng)，但高濃度有機(jī)碳源使得異養(yǎng)菌優(yōu)勢(shì)面更廣。面對(duì)高有機(jī)碳源的廢水需要先進(jìn)行處理降低其COD濃度，才能更好地實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化深度脫氮處理。

另外，適量濃度的磷酸鹽有利于AAOB的生長(zhǎng)。李剛強(qiáng)[35]研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中總磷(TP)濃度低于5 mg/L時(shí)，對(duì)于AAOB活性沒有影響，而TP達(dá)到7.5 mg/L時(shí)，厭氧氨氧化反應(yīng)的脫氮性能會(huì)下降，而在停止投加磷酸鹽后，厭氧氨氧化反應(yīng)脫氮性能可在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)。

表2 有機(jī)物濃度對(duì)Anammox的影響

2.2 環(huán)境因素影響

2.2.1 光和溫度

AAOB對(duì)光敏感，受到光照會(huì)影響氮的去除率[36]。因此，Anammox反應(yīng)器外層需要包裹遮光或者放置于暗室中，從而降低光對(duì)AAOB活性的影響，保證厭氧氨氧化順利進(jìn)行[37]。

Mariusz等[38]研究發(fā)現(xiàn)15～20 ℃是AAOB代謝的臨界點(diǎn)。多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，最適宜AAOB生長(zhǎng)繁殖的溫度在30～40 ℃范圍內(nèi)，研究人員也基本都在30 ℃以上的環(huán)境中進(jìn)行有關(guān)與Anammox工藝的研究[39]。有研究人員將溫度從29 ℃降到12.5 ℃時(shí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)AAOB的世代周期延長(zhǎng)了61 d，而且其活性大約降低了90%[40]。Olsheimer等[41]在Sj?lunda污水處理廠的主流厭氧氨氧化試驗(yàn)廠開發(fā)和實(shí)施一種測(cè)量特定厭氧氨氧化活性的方法時(shí)發(fā)現(xiàn)，在MBBR載體上，相對(duì)于較高溫度(20～30 ℃)，較低溫度(10～20 ℃)下的Anammox活性(以活化能Ea表示)對(duì)溫度依賴性會(huì)增加，當(dāng)將溫度降低20 ℃時(shí)(從30 ℃下降到10 ℃)，Anammox的活性損失了約95%以上。

也有研究表明，AAOB可以在較低溫度時(shí)保持活性。Kouba等[42]在4 L的MBBR反應(yīng)器中(室溫22 ℃、總氨氮濃度50 mg/L、溶解氧0.4 mg/L條件下)運(yùn)行了342 d，總氮去除效率達(dá)到80%，反應(yīng)器運(yùn)行結(jié)束后觀察到即使在12 ℃下也有顯著的厭氧氨氧化菌活性(40 g-N/(m3·d))。

由上述研究觀點(diǎn)總結(jié)至表3，大多數(shù)觀點(diǎn)都認(rèn)為在30 ℃以上才能滿足Anammox的運(yùn)行，而實(shí)際工程中高溫環(huán)境條件相對(duì)較少，眾多研究者開始在非高溫條件探索MBBR厭氧氨氧化工藝的適用性，其中AAOB細(xì)菌在低溫條件下反應(yīng)器中的活性更是被廣泛關(guān)注。低溫條件下厭氧氨氧化菌活性的保持，提高了其在污水處理中的實(shí)際應(yīng)用寬度，有利于工藝后續(xù)的工程應(yīng)用化發(fā)展。

表3 溫度對(duì)Anammox的影響

2.2.2 pH

李亞峰等[43]發(fā)現(xiàn)pH為8時(shí)，最適合AAOB生長(zhǎng)，進(jìn)水氨氮和亞硝氮的去除率均達(dá)到84%以上，且Anammox反應(yīng)是一個(gè)致堿反應(yīng)。陳宗姮等[44]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH為8時(shí)，Anammox反應(yīng)總氮去除率升至99%以上，AAOB菌活性最大的最適pH理論值為7.85。另外，周家中等[45]采用基于MBBR的CANON工藝處理污泥消化液時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在pH>8時(shí)，懸浮載體會(huì)因?yàn)樘妓猁}類沉淀而出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象；當(dāng)pH在7.5左右時(shí)，可預(yù)防懸浮載體結(jié)垢，同時(shí)能獲得良好的亞硝化過程。因此，將進(jìn)水pH范圍控制在接近中性或弱堿性，最適宜AAOB生長(zhǎng)繁殖，也有利于MBBR形式的厭氧氨氧化工藝更好的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2.3 溶解氧

AAOB是對(duì)氧氣濃度較敏感的厭氧微生物，一般Anammox反應(yīng)器的進(jìn)水溶解氧(DO)需要低于0.5 mg/L，且反應(yīng)器為密閉狀態(tài)，保證系統(tǒng)為厭氧環(huán)境。在Anammox系統(tǒng)中，DO濃度過高會(huì)利于亞硝酸鹽氧化細(xì)菌(NOB)的生長(zhǎng)，與AAOB和氨氧化菌(AOB)競(jìng)爭(zhēng)亞硝酸鹽和氧氣。

盧欣欣等[46]采用MBBR反應(yīng)器構(gòu)建一體式短程硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)處理回收磷后的實(shí)際污泥水，研究中發(fā)現(xiàn)DO的降低會(huì)直接導(dǎo)致氨氮去除率的銳減，當(dāng)DO從0.5 mg/L降至0.2 mg/L左右時(shí)出水氨氮濃度升高，而且DO的恢復(fù)并不能立即恢復(fù)脫氮性能，恢復(fù)期約16～20 d。呂愷等[47]研究發(fā)現(xiàn)將DO濃度控制在0.4～0.7 mg/L時(shí)，氨氮濃度為100 mg/L的廢水經(jīng)過一段式亞硝化-厭氧氨氧化的SMBBR反應(yīng)器的處理，可達(dá)(51.58±6.80)%的去除率，AOB和AAOB之間形成了較好的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了該反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 填料

AAOB可以將填料作為附著和生長(zhǎng)繁殖的載體，延長(zhǎng)其在反應(yīng)器的停留時(shí)間，使AAOB得到有效富集，從而加快Anammox反應(yīng)器的啟動(dòng)。填料的比表面積、孔隙率、材質(zhì)、密度等也是影響AAOB掛膜效果的關(guān)鍵之處。

Miao等[48]采用聚乙烯海綿作為載體處理滲濾液時(shí)，發(fā)現(xiàn)能實(shí)現(xiàn)更好的脫氮效果，形成的生物膜中AAOB的基因比例從1.3%增加到13.3%。王鈞等[49]在厭氧序批式生物膜反應(yīng)器(ASBBR)中分別采用聚乙烯和聚氨酯2種填料作為AAOB載體來處理城市生活污水，發(fā)現(xiàn)聚乙烯填料更適合AAOB的富集。趙少康[50]對(duì)比了分別投加Nowoven-chip、K3填料的MBBR和UASB反應(yīng)器啟動(dòng)厭氧氨氧化的性能，研究表明MBBR比UASB反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間要快10 d以上，而且MBBR比UASB反應(yīng)器更能承受沖擊負(fù)荷。楊嵐等[51]將聚丙烯環(huán)填料投加在城市污水后置反硝化SBR中構(gòu)建了缺氧雙污泥系統(tǒng)，使得AAOB在缺氧MBBR填料生物膜中富集，達(dá)到了7.21%的相對(duì)豐度，并實(shí)現(xiàn)了城市生活污水部分厭氧氨氧化深度脫氮。蔡琳娜[52]選取了5種不同填料對(duì)其厭氧氨氧化功能生物膜構(gòu)建機(jī)制進(jìn)行了解析研究，發(fā)現(xiàn)填料材質(zhì)和尺寸差異主要影響生物膜微生物量的累積，填料接觸角和密度影響微生物的附著，—NH和—OH分別是聚酯類填料(纖維球和無紡布)和聚氨酯海綿類填料(聚氨酯海綿和改性海綿)影響生物量的主要官能團(tuán)。

目前，聚乙烯海綿、無紡布、聚乙二醇凝膠、聚丙烯等材料均成功應(yīng)用于AAOB菌的截留，添加填料不僅加快了Anammox反應(yīng)器的啟動(dòng)，同時(shí)提高了反應(yīng)器的脫氮性能。

2.4 流化條件

MBBR的關(guān)鍵所在是流化條件，一方面，流化條件影響載體生物膜的氧氣轉(zhuǎn)移和物質(zhì)傳遞效率，另一方面，合理的流化狀態(tài)也是避免填料堵塞的唯一方式[16]。周家中等[45]將微孔和穿孔曝氣結(jié)合在一起，調(diào)節(jié)基于MBBR的CANON工藝中的曝氣強(qiáng)度使生物膜厚度保持適宜，從而達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的處理效果。周夢(mèng)雨等[53]在MBBR反應(yīng)器中采用間歇曝氣來控制水中的溶解氧濃度變化，成功實(shí)現(xiàn)了一段式PN/A過程，富集了AAOB，有效限制了NOB，提高了系統(tǒng)脫氮性能。由此可知，在MBBR形式的Anammox工藝中，控制曝氣強(qiáng)度一方面可以控制DO濃度使得短程硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)可以順利進(jìn)行；另一方面，控制流化速度可以使得填料在反應(yīng)器中空間分布更均勻，也使填料上生物膜保持良好的狀態(tài)進(jìn)行更替，實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化穩(wěn)定運(yùn)行脫氮處理。

3 MBBR Anammox的應(yīng)用現(xiàn)狀

對(duì)于MBBR生物膜形式的厭氧氨氧化工程應(yīng)用，首次應(yīng)用也是應(yīng)用較廣的就是威立雅公司發(fā)布的ANITA Mox。該模式主要通過控制DO和生物增強(qiáng)來達(dá)到系統(tǒng)的厭氧氨氧化，通過預(yù)栽培生物載體播種快速啟動(dòng)。MBBR系統(tǒng)是一段式的厭氧氨氧化工藝，其中AOB和厭氧菌在生物載體通過在表面上形成生物膜的形式共存。

2013年12月，美國(guó)弗吉尼亞的James River污水廠通過接種10%成熟生物膜填料(從瑞典Malm的Sjolunda污水處理廠取得)，在啟動(dòng)4個(gè)月后，可去除率超過85%的氨氮；2014年5月測(cè)試顯示，氨氮的平均去除率為90%。這是ANITA Mox在美國(guó)的第一個(gè)案例。2015年，美國(guó)South Durham污水廠同樣以MBBR啟動(dòng)厭氧氨氧化工藝，設(shè)計(jì)氨氮水平達(dá)到1 000 mg-N/L，設(shè)計(jì)流量為300 m3/d。2016年，美國(guó)芝加哥的Egan污水資源回收工廠，同樣接種10%填料，采用1個(gè)調(diào)節(jié)池+4個(gè)平行ANITAMox反應(yīng)器，期間經(jīng)過長(zhǎng)期維修翻新后，在90天內(nèi)達(dá)到了940 kg-N/d的設(shè)計(jì)負(fù)荷水平。2017年，美國(guó)科羅拉多州Denver的再生水廠是目前ANITA Mox規(guī)模最大的工程案例(設(shè)計(jì)負(fù)荷4 000 kg-N/d，設(shè)計(jì)流量3 400 m3/d，設(shè)計(jì)氨氮水平1 200 mg-N/L)，該工程在接種比5%的情況下，在13周完成了啟動(dòng)。在沒有投加額外堿度的情況下，實(shí)現(xiàn)了70%左右的氨氮去除率。2021年位于澳大利亞的Luggage Point再生水廠，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)流量1 000 m3/d的MBBR厭氧氨氧化工藝[54]。

陜西省西安市第四污水處理廠提標(biāo)改造后，采用A2/O+MBBR工藝，在缺氧區(qū)投加填料，采用同時(shí)攪拌和曝氣實(shí)現(xiàn)流化，并將HRT延長(zhǎng)了80%(為3.6 h)，出水水質(zhì)提升為一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。通過長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)Anammox工藝在全廠脫氮比例中達(dá)到約15.9%[55]。該污水處理廠全年水溫約為10～25 ℃，在并非AAOB的最適溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了部分厭氧氨氧化工藝的啟動(dòng)和運(yùn)行，可能是由于MBBR形式對(duì)AAOB的良好富集截留作用，也有利于厭氧氨氧化工藝在更多污水廠中的試驗(yàn)推廣。

另外，周家中等[45]通過填充44%的SPR-III填料，動(dòng)態(tài)流接種污泥，經(jīng)過70 d成功啟動(dòng)了基于MBBR的CANON工藝處理消化液的中試(有效體積為8.55 m3)，運(yùn)行200 d的總氮平均去除率為85%，具有良好的Anammox性能，且填料生物膜上AAOB豐度達(dá)14%。王剛[56]利用少量厭氧氨氧化污泥和硝化污泥在MBBR反應(yīng)器中混合來進(jìn)行Anammox反應(yīng)，設(shè)計(jì)了亞硝化、厭氧氨氧化和反硝化(SNAD)為核心技術(shù)的低能耗旁側(cè)污水處理工藝，啟動(dòng)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)基于污泥消化液處理的SNAD工程，日處理規(guī)模為500 m3，進(jìn)水的氨氮均為1 550 mg/L，結(jié)果顯示工程脫氮效果較好，總氮去除率達(dá)到70%，且SNAD-MBBR工藝明顯的減少了啟動(dòng)的時(shí)間，僅為240 d。山東某制藥企業(yè)的排放廢水達(dá)到950 mg/L氨氮濃度，水質(zhì)具有水量大、高氨氮低C/N比的特點(diǎn)，每天都需要投加大量有機(jī)碳源，運(yùn)行費(fèi)用較高。在加入Anammox工藝的提標(biāo)改造后，在原池中構(gòu)建了純膜MBBR的CANON工藝[57]，大幅降低了氮負(fù)荷，在節(jié)省了運(yùn)行成本的同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能減排的效果。

MBBR形式的Anammox工藝，應(yīng)用規(guī)模從10 L、200 L，到6、12、50 m3，2021年實(shí)現(xiàn)污水日處理量為1 000 m3。隨著研究人員不斷深入的研究探索，突破實(shí)驗(yàn)室階段的中試、現(xiàn)場(chǎng)深度處理也開始逐漸發(fā)展壯大，這些不同層面的實(shí)踐正逐步推動(dòng)主流厭氧氨氧化技術(shù)向前發(fā)展。

4 結(jié)論與展望

隨著我國(guó)“碳中和、碳達(dá)峰”目標(biāo)的提出和實(shí)現(xiàn)路徑的實(shí)施，對(duì)于污水處理行業(yè)來說降低處理過程中的能耗物耗是行業(yè)升級(jí)、實(shí)施碳減排的必然要求。在此背景下，具有節(jié)能降耗、綠色低碳、深度脫氮等優(yōu)勢(shì)的Anammox工藝受到了廣泛關(guān)注與研究，未來在污水生物脫氮領(lǐng)域?qū)?huì)有廣大的發(fā)展和應(yīng)用前景。

MBBR形式的厭氧氨氧化工藝，采用投加填料載體使AAOB附著來保持較高的生物量，通過維持較低的DO并控制生物膜厚度來抑制NOB的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)。目前，在MBBR厭氧氨氧化工藝實(shí)際應(yīng)用中，依然存在AAOB倍增時(shí)間長(zhǎng)、亞硝氮供給不足、運(yùn)行易受波動(dòng)等問題需要解決。如何高效富集AAOB、快速啟動(dòng)反應(yīng)器，如何調(diào)控進(jìn)水基質(zhì)比，如何在低水溫條件啟動(dòng)并運(yùn)行工藝，實(shí)現(xiàn)MBBR形式Anammox工藝在污水生物脫氮處理領(lǐng)域中更廣泛的工程應(yīng)用化以及技術(shù)推廣，需要繼續(xù)開展以下幾方面的研究：

(1)在探討MBBR填料生物膜中微生物群落結(jié)構(gòu)及豐度的基礎(chǔ)上，對(duì)AAOB的生理代謝反應(yīng)機(jī)理有待繼續(xù)闡明，需要在微觀層面不斷深入研究。

(2)需要繼續(xù)開發(fā)在中低水溫條件下，不同種類污水中MBBR厭氧氨氧化工藝快速啟動(dòng)與穩(wěn)定運(yùn)行的新方法技術(shù)，并總結(jié)其工藝控制特征與規(guī)律。

(3)實(shí)驗(yàn)室的研究可以證明MBBR厭氧氨氧化工藝適用于處理各類廢水，但在實(shí)際工程應(yīng)用中，面對(duì)污水復(fù)雜的組成成分，為實(shí)現(xiàn)MBBR厭氧氨氧化工藝的穩(wěn)定運(yùn)行仍需要不斷解決各種技術(shù)難題。

(4)要實(shí)現(xiàn)MBBR厭氧氨氧化工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，一定要依靠精準(zhǔn)的在線傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)變化并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能化控制調(diào)節(jié)。