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生物膜内自养脱氮工艺

CANON 工艺（Completelyautotrophicammoni-umremovalovernitrite）即生物膜内自养脱氮工艺，是一种新型生物脱氮工艺，该工艺是指在单个反应器或者生物膜内通过控制溶解氧实现亚硝化和厌氧氨氧化，从而达到脱氮的目的。在微氧条件下，亚硝酸菌将氨氮部分氧化成亚硝酸，消耗氧化创造 ANAMMOX 过程所需的厌氧环境；产生的亚硝酸与部分剩余的氨氮发生 ANAMMOX 反应 116 生成氮气。在限氧条件下能够建立好氧和厌氧氨氧化菌的共生系统，而这一系统的存在才导致 CANON 过程的发生。该工艺依赖于两种自养微生物菌群在缺氧条件下稳定的相互作用关系，这两种自养微生物菌群分别为 Nitrosomonas 属好氧菌和 Plancto2 mycete 目的厌氧氨氧化菌。这些自养菌将 NO2- 作为中间产物，将 NH4+直接转化成 N2。将这一工艺运用到实际污水处理过程中，可以在单一自养反应器中实现 NH4+ 的完全去除。这两种自养微生物菌群在反应器中相互作用，同时发生两种反应。在限氧条件下，NH4+被好氧亚硝化菌(如 Nitro2 somonas 和 Nitrososira)氧化成 NO2- 。随后，Plancto2mycete 目厌氧氨氧化菌将产生的 NH4+ 和 NO2-以及痕量的 NO3-转化为 N2。NO2-也可作为微生物合成时的电子供体，CO2 为电子受体，在这一过程中 NO2-被 CO2 氧化生成 NO3-。在限氧条件下好氧和厌氧氨氧化菌的相互作用将使得 NH4+完全转化为 N2，同时也有少量 NO3-产生。在限氧条件下由于氧的穿透能力有限,因此自然形成了活性污泥的好氧区和厌氧区,好氧区位于活性污泥的表层,主要以氨氧化菌和异养氧化菌为主;厌氧区则位于活性污泥的里层,主要以 ANAMMOX 菌为主,可将氨氮及表层反应的产物 NO2-同时转化为 N2 和少量的 NO3-。在实验室研究成果的基础上，成功应用于尿液提取液废水的污水处理工程，通过改进设计及相关参数控制，一级生化氨氮浓度由初始浓度 5000 mg/L 左右，降至 50 mg/L，处理量为 30 t/d，二级生化达到氨氮一级 A 排放标准。

山东大学 2021-04-13