【摘 要】
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硝氮（NO3--N）是存在于自然环境中的主要氮素形式之一,工业生产中硝酸盐通过多种途径进入环境会引起严重的环境问题。尿素（H2NCONH2）是世界上使用最广的氮肥,直接排放引起氮污染,严重危害人体健康和生态环境。与全程反硝化相比,短程反硝化反应速度快、所需碳源量仅为原来碳源量的40%左右。尿素生物水解的温度压力要求低,常温常压即可实现,具有成本低、工艺流程短。ANAMMOX工艺具有低能耗、脱氮效能
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硝氮（NO3--N）是存在于自然环境中的主要氮素形式之一,工业生产中硝酸盐通过多种途径进入环境会引起严重的环境问题。尿素（H2NCONH2）是世界上使用最广的氮肥,直接排放引起氮污染,严重危害人体健康和生态环境。与全程反硝化相比,短程反硝化反应速度快、所需碳源量仅为原来碳源量的40%左右。尿素生物水解的温度压力要求低,常温常压即可实现,具有成本低、工艺流程短。ANAMMOX工艺具有低能耗、脱氮效能高、无需碳源、产泥量低等优点。本研究通过对短程反硝化的影响因素进行探究,确定最佳的反应条件,提出短程反硝化-尿素厌氧水解-厌氧氨氧化（PD-U-ANAMMOX）组合工艺,对NO3--N废水和尿素废水中的氮素进行脱除,验证了新型工艺对NO3--N、尿素废水处理的可行性,以期为工程化应用提供理论依据。PD-SBR反应器通过分批投加碳源可在短时间内（10 d）内启动高效稳定的短程反硝化系统,NTR最高达89.78%。考察了污泥种类、碳源投加方式、C/N、HRT对短程反硝化性能的影响。试验结果表明:（1）不同接种污泥反应器的出水各基质浓度差异不大,接种广州某工业废水处理厂的好氧硝化污泥与实验室培养成熟的全程自养脱氮污泥的混合污泥（质量比为1:9）的反应器内短程反硝化反应运行最稳定;（2）碳源量固定时,随着碳源投加次数的增加反应器内的短程反硝化活性增强,在本实验条件下,碳源分六次投加时效果最优;（3）C/N=2.0时反应器内短程反硝化性能最优,随着碳源量的增加,反应器内短程反硝化活性减弱;（4）HRT为8 h、4 h、2 h时,三种条件下反应器出水的NO2--N、NO3--N浓度变化不大,均在6.00 mg/L、57.00 mg/L左右。（5）碳源量投加过多导致的反应器内短程反硝化反应崩溃,可以使用饥饿法使短程反硝化性能恢复。采用模拟废水对尿素厌氧水解UAFR反应器、ANAMMOX反应器进行培养,以实现其快速启动与负荷提升。UAFR反应器在第10天启动完成,连续培养44天后,反应器的ULR提至1.0 kg/（m~3·d）,尿素去除率（URE）达98.87%。ANAMMOX反应器在第10天启动完成,连续培养38天后,进水氮负荷（NLR）提至0.98 kg N/（m~3·d）,总氮去除率（NRE）达76.00%。构建新型组合工艺PD-U-ANAMMOX,对模拟NO3--N废水、尿素废水进行处理,探究了组合工艺可行性与脱氮性能。实际废水（广州市某工业废水处理厂一级好氧池出水）运行阶段,PD-SBR反应器平均出水NO3--N浓度为3.30 mg/L,NO2--N浓度154.10mg/L,NTR为78.40%;UAFR反应器出水平均NH4+-N浓度为429.84 mg/L;ANAMMOX反应器的平均出水NH4+-N、NO2--N浓度稳定在5.00 mg/L以下,最大容积负荷NLR为（0.83±0.9）kg N/（m~3·d）,NRE为78.79%。PD-U-ANAMMOX组合工艺对NO3--N废水、尿素废水具有良好的去除效果,各阶段的尿素去除率均达99.00%以上,平均NO3--N去除率(NRENO3--N)为82.54%,平均总氮去除率（NRE）为78.76%。组合工艺能高效去除NO3--N废水和尿素废水中的氮素,实现了废水的低能耗、高效率处理。PD-SBR反应器中,短程反硝化功能菌属Thauera丰度逐渐增加,说明与短程反硝化相关的微生物得到富集。UAFR反应器中菌属种类较多,大部分都能水解尿素,SBR1031为优势菌属。ANAMMOX菌属（Candidatus＿Brocadia）在两个阶段的相对丰度分别为12.88%、6.89%,能够保证ANAMMOX反应的进行,实现高效的脱氮。
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