短程硝化(hua)(hua)-厭氧氨(an)氧化(hua)(hua)工藝(yi)(yi)是一種(zhong)新型高效(xiao)的(de)自養生(sheng)(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)技術，在處理高氨(an)氮(dan)、低碳氮(dan)比(bi)廢(fei)水方(fang)面(mian)具(ju)有(you)諸多(duo)優勢和良好應用(yong)前景。相(xiang)較于傳統生(sheng)(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)工藝(yi)(yi)，短程硝化(hua)(hua)-厭氧氨(an)氧化(hua)(hua)工藝(yi)(yi)具(ju)有(you)脫(tuo)氮(dan)效(xiao)率(lv)高、無需外加有(you)機(ji)碳源、節約(yue)60%曝氣(qi)量、降低90%剩(sheng)余污泥產量、顯著(zhu)減(jian)少(shao)溫室氣(qi)體排放等(deng)優點(dian)。

其(qi)關鍵的一步是(shi)快速啟(qi)動(dong)短程硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)工(gong)藝且保持穩定的運行效果，即在短程硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應器中將氨(an)氮的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)控制(zhi)并維持在亞(ya)硝(xiao)(xiao)態(tai)氮階(jie)段(duan)（即亞(ya)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)階(jie)段(duan)）。通過(guo)調控和優化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度、水(shui)力停留時間(jian)、污泥齡、溶解氧(yang)(yang)（DO）、pH、游離氨(an)（FA）等工(gong)作參數強化(hua)(hua)(hua)氨(an)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)菌（AOB）活性(xing)、抑(yi)制(zhi)亞(ya)硝(xiao)(xiao)酸鹽氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)菌（NOB）活性(xing)，提高AOB純度和菌群競爭優勢，可(ke)以實現亞(ya)硝(xiao)(xiao)態(tai)氮積累(lei)。較(jiao)(jiao)低DO濃度、較(jiao)(jiao)高pH和較(jiao)(jiao)高FA濃度都有(you)利于短程硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。

近年來，短(duan)(duan)程硝化工藝的(de)快(kuai)速啟(qi)動(dong)和穩定性(xing)(xing)維(wei)持成為(wei)廢水生(sheng)物(wu)脫氮領域的(de)研究熱點之一。通過(guo)優選反應器結(jie)構、外加(jia)磁場(chang)/超聲波、添加(jia)化學(xue)試劑(ji)等方(fang)法，可(ke)以強化短(duan)(duan)程硝化工藝，從而提高(gao)其啟(qi)動(dong)效能(neng)和運行穩定性(xing)(xing)。

1 反應器結構優選

1.1 流化床生物反應器

在流化床生物反(fan)應器中，污水自下而上流經反(fan)應器，使載體(ti)呈流動(dong)狀態，提(ti)高了氧傳質效率。

另外，載體表面的生(sheng)物(wu)膜受水流沖刷而擁有(you)較快(kuai)(kuai)的更新速率，從而保證較好(hao)的底物(wu)傳質(zhi)性能。選(xuan)擇適宜的載體是流化床生(sheng)物(wu)反應器(qi)快(kuai)(kuai)速啟(qi)動短(duan)程(cheng)硝化過程(cheng)的關鍵。

賴(lai)鼎東等采用三相流化(hua)床(chuang)反應器啟(qi)動短程硝化(hua)，用親水(shui)性玻璃態(tai)單體制備生(sheng)(sheng)物相容(rong)性高(gao)分子共(gong)聚物載體，運用固(gu)定(ding)化(hua)細(xi)胞(bao)(bao)增殖技術(shu)將AOB固(gu)定(ding)于(yu)載體。該(gai)載體具(ju)有微孔結構(gou)和良好的(de)生(sheng)(sheng)物相容(rong)性，使得AOB易附(fu)著、活性高(gao)、密度大，僅一(yi)個月(yue)AOB即在(zai)(zai)載體上大量附(fu)著，生(sheng)(sheng)長(chang)良好。反應器溫度控制在(zai)(zai)30 ℃，DO控制在(zai)(zai)3~5 mg/L，在(zai)(zai)進水(shui)氨氮為100、75、50、25 mg/L的(de)條件下，經10 d的(de)運行(xing)亞硝化(hua)率(lv)為98.6%、94.5%、95.2%、94.7%，表明這種高(gao)分子共(gong)聚物載體及(ji)固(gu)定(ding)化(hua)細(xi)胞(bao)(bao)增殖技術(shu)有助(zhu)于(yu)短程硝化(hua)快速啟(qi)動。

呼(hu)曉明(ming)等(deng)采用內循環生(sheng)物流(liu)化(hua)(hua)床反應器啟(qi)動短程硝化(hua)(hua)，以粒(li)徑為(wei)(wei)(wei)0.25~1.25 mm、密度為(wei)(wei)(wei)2.36 g/cm3、孔隙率(lv)為(wei)(wei)(wei)40%~45%的瓷粒(li)為(wei)(wei)(wei)載體(ti)，通(tong)過(guo)反應器混合液(ye)在(zai)內外(wai)筒結構之(zhi)間的內循環使(shi)載體(ti)呈流(liu)化(hua)(hua)狀態(tai)，在(zai)提(ti)高(gao)生(sheng)物量的同時，強化(hua)(hua)底(di)物傳質。反應器溫(wen)度為(wei)(wei)(wei)31 ℃、pH為(wei)(wei)(wei)8.0~8.5、DO為(wei)(wei)(wei)1.5~2.5 mg/L，通(tong)過(guo)逐步提(ti)高(gao)溫(wen)度和(he)進(jin)水氨(an)氮(dan)濃度、降(jiang)低(di)DO和(he)縮(suo)短HRT提(ti)高(gao)短程硝化(hua)(hua)性能，在(zai)第42天進(jin)水氨(an)氮(dan)達(da)到300 mg/L，HRT縮(suo)短至8 h，亞硝態(tai)氮(dan)積累率(lv)達(da)到75%，實現穩定(ding)的短程硝化(hua)(hua)。

1.2 微生物燃料電池

微生物(wu)燃(ran)料電池（MFC）將底物(wu)直(zhi)接轉化(hua)(hua)為電能(neng)，提高(gao)了(le)能(neng)量轉化(hua)(hua)效(xiao)率；且可在(zai)常溫條件下進行(xing)反應(ying)，反應(ying)條件溫和。MFC在(zai)工(gong)(gong)業廢水進行(xing)脫氮處理方面具(ju)有廣(guang)泛(fan)的應(ying)用潛力，近(jin)年來成為一種新興的短程(cheng)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)工(gong)(gong)藝(yi)強化(hua)(hua)手(shou)段。MFC強化(hua)(hua)短程(cheng)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)工(gong)(gong)藝(yi)主要從以下兩個(ge)方面實現：

（1）由(you)于MFC的電子傳遞作用，在陰極氧(yang)氣得電子發生氧(yang)化還原反應(ying)——酸性(xing)條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)氧(yang)氣與氫離子反應(ying)生成水(shui)(shui)，堿性(xing)條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)氧(yang)氣與水(shui)(shui)反應(ying)生成OH-，維持MFC陰極具有(you)較高(gao)的pH環(huan)境，同時質子膜延緩(huan)質子遷移(yi)速率，為pH升高(gao)創造有(you)利條(tiao)件(jian)(jian)，而(er)較高(gao)的pH有(you)利于短程硝化。

（2）MFC陰(yin)(yin)(yin)極pH升高影(ying)響(xiang)FA濃(nong)度升高，高濃(nong)度FA會抑(yi)制(zhi)NOB活(huo)性(xing)，有利于亞硝(xiao)態氮的(de)積累(lei)。MFC不僅能(neng)在強化短(duan)程硝(xiao)化工藝(yi)的(de)同時收(shou)集電能(neng)，且由于陰(yin)(yin)(yin)極的(de)氧化還原(yuan)反應維持了反應器(qi)陰(yin)(yin)(yin)極室較高的(de)pH環境(jing)，從而能(neng)節約外加堿度。

賈璐維(wei)等(deng)利用(yong)雙(shuang)室(shi)曝(pu)氣陰(yin)極MFC，在開(kai)路電壓為620.7 mV、內(nei)阻為112 Ω、最大功(gong)率密度為81 W/m3的(de)(de)條(tiao)件下，令短(duan)程硝化發(fa)生(sheng)在MFC陰(yin)極，控制(zhi)進水氨氮為60 mg/L，反應器連續(xu)運行21 d使亞硝化率達到95%以(yi)上(shang)，通過MFC強化作用(yong)實現(xian)短(duan)程硝化工(gong)藝的(de)(de)快速啟動(dong)和穩(wen)定運行。

1.3 膜生物(wu)反應器

膜生(sheng)物反(fan)應(ying)器（MBR）的(de)優點(dian)有：高效(xiao)的(de)截留(liu)能力有利于富集生(sheng)長(chang)增殖緩慢的(de)AOB，從而提(ti)高短程硝化反(fan)應(ying)效(xiao)率(lv)；以膜分離(li)代替(ti)泥水(shui)分離(li)能力使得出(chu)水(shui)水(shui)質良好；具有較(jiao)小的(de)占地(di)面(mian)積。

Gang Wang等(deng)使用工作(zuo)體積為4.5 L的MBR，設置膜(mo)面積為0.024 m2、孔徑為0.1 μm的浸沒式平板微濾膜(mo)結(jie)構，控(kong)制溫度、pH、DO分別(bie)為35 ℃、7.9~8.2、< 0.3 mg/L，在(zai)(zai)啟動階段將進水(shui)氨(an)氮從70 mg/L逐(zhu)步提高至290 mg/L，利用好(hao)氧/厭(yan)氧為1.0 min/（2.5~3.1）min的間(jian)歇曝氣的方式，僅用21 d就實現了短(duan)程硝化過程，MBR中異養活性污泥細(xi)菌逐(zhu)漸被自(zi)養AOB取代，亞硝酸鹽積累率在(zai)(zai)50%以(yi)(yi)上，總氮去除(chu)率在(zai)(zai)第45天之后穩定(ding)在(zai)(zai)85%以(yi)(yi)上。

Xiaowu Huang等在工作體積為(wei)3.2 L的(de)MBR中間安裝有效面積為(wei)0.03 m2、孔徑(jing)為(wei)0.25 μm的(de)浸(jin)沒式中空(kong)纖維(wei)膜組件(jian)，保持(chi)溫度在32.0 ℃，pH 7.25~7.35，恒(heng)定(ding)氨(an)氮負荷0.24 kgN/（m3·d），在第1天—第19天，控制DO在1.2~1.5 mg/L，氨(an)轉化(hua)(hua)率從73.8%增加到(dao)84.9%，產生硝(xiao)酸鹽(yan)僅為(wei)（2.3±1.1）mgN/L，表明(ming)亞硝(xiao)酸鹽(yan)在MBR中有效積累，實現短程硝(xiao)化(hua)(hua)過程的(de)啟(qi)動。從第26天開始，短程硝(xiao)化(hua)(hua)穩定(ding)運行，出水NO2--N/NH4+-N為(wei)1.15±0.09，實現亞硝(xiao)酸鹽(yan)積累率高達(da)94.6%±3.1%。

Zhao Niu等在MBR中(zhong)心布置中(zhong)空纖維膜(mo)(mo)組件(jian)，膜(mo)(mo)材料為(wei)聚偏二氟乙烯，膜(mo)(mo)與水(shui)的接觸角為(wei)79.4°±1.0°，膜(mo)(mo)孔徑為(wei)0.03 μm，膜(mo)(mo)有效表面積為(wei)0.11 m2，在該(gai)MBR中(zhong)接種硝(xiao)(xiao)化細菌啟(qi)動(dong)短程硝(xiao)(xiao)化工藝。將氨氮(dan)負荷控制(zhi)在300mg/（L·d），HRT為(wei)24 h，溫(wen)度控制(zhi)在（37±0.5）℃，pH控制(zhi)在7.4~8.3，DO約(yue)1 mg/L，反應器的攪拌速度設定(ding)為(wei)約(yue)100 r/min。10 d后進水(shui)NH4+-N的50%轉化為(wei)亞硝(xiao)(xiao)態(tai)氮(dan)，出水(shui)硝(xiao)(xiao)態(tai)氮(dan)與亞硝(xiao)(xiao)態(tai)氮(dan)比例接近1:1.32，實現短程硝(xiao)(xiao)化工藝的快速啟(qi)動(dong)。

2 磁場/超聲波強化

2.1 超聲波強化

超(chao)聲波技術在污水處(chu)理中具有無二次污染、反應條件溫和、處(chu)理效(xiao)率(lv)高、應用范(fan)圍廣等優點。超(chao)聲會對(dui)不(bu)同功能(neng)性菌的(de)活性產(chan)(chan)生(sheng)不(bu)同的(de)影響。有研究(jiu)表明，超(chao)聲波產(chan)(chan)生(sheng)的(de)局部空化作(zuo)用能(neng)提(ti)高AOB活性，抑制NOB活性。

超(chao)聲(sheng)波可影響AOB生(sheng)長代謝過(guo)程，隨(sui)著超(chao)聲(sheng)功率強度(du)的(de)增加(jia)，AOB活性(xing)先達到(dao)峰(feng)值(zhi)后(hou)下降，而(er)NOB活性(xing)卻(que)持續下降；在超(chao)聲(sheng)處理的(de)SBR中，AOB Nitrosomonas屬在生(sheng)物量中能(neng)保持一定的(de)水平，但NOB Nitrospira在30 d內消失，因此，適合的(de)超(chao)聲(sheng)強度(du)可選擇性(xing)抑(yi)制NOB活性(xing)，促進亞硝態氮的(de)積(ji)累，使短(duan)程硝化啟動和(he)運行效能(neng)被強化。

Min Zheng等(deng)以SBR運行短程硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)和同(tong)步硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)工藝(yi)，SBR一(yi)個(ge)循環為(wei)8 h，每個(ge)循環啟動1次低頻超(chao)聲(sheng)（40 kHz、0.027 W/mL）輻射，考(kao)察(cha)了超(chao)聲(sheng)對短程硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)和同(tong)步硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)影響。控制(zhi)進(jin)水(shui)氨氮為(wei)50 mg/L，約40 d后，在2 h的(de)最佳照射時長下(xia)，氨氮去(qu)除率(lv)(lv)從(cong)15.2%增加到(dao)59.5%，亞硝(xiao)酸鹽(yan)積累率(lv)(lv)提(ti)高(gao)到(dao)73.9%，同(tong)步硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)率(lv)(lv)達到(dao)72.8%。該研究表明，低頻超(chao)聲(sheng)處理(li)可以破壞NOB群落結構，為(wei)AOB提(ti)供(gong)更(geng)佳的(de)生長條件(jian)。

黃書昌等利用(yong)SBR反(fan)應器(qi)探究了不同(tong)聲(sheng)(sheng)能(neng)密度與(yu)輻(fu)照時間的(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)對短程硝化的(de)影響，控(kong)制溫度為18~21 ℃，pH為7.5~8.5，進水氨氮維持在(zai)60 mg/L，以(yi)超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)對濃縮污泥進行處(chu)理(li)，固定超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)輻(fu)照時長10 min，采用(yong)超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)頻率為20 kHz，調整超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)聲(sheng)(sheng)能(neng)密度0.05、0.1、0.2、0.3、0.4 W/mL，發現最(zui)適合(he)聲(sheng)(sheng)能(neng)密度為0.05 W/mL，此條件下SBR經10 d運行的(de)亞硝酸鹽積累率比對照組(zu)提高17.6%。

當(dang)DO > 3 mg/L，在(zai)最適聲(sheng)能密度0.05 W/mL的條件下，控制超聲(sheng)輻照時(shi)間為20、60 min時(shi)，SBR經(jing)14 d運行，氨氮去除負(fu)荷比對(dui)照組提高(gao)了41%、48%，亞硝(xiao)酸鹽積累率達(da)到59.6%、64.9%。在(zai)輻照時(shi)長為20 min時(shi)AOB活(huo)性(xing)達(da)到峰(feng)值8.06 mgO2/（gVSS·h），比對(dui)照組提高(gao)了144%，說(shuo)明適宜能量的超聲(sheng)波能有效維持(chi)SBR在(zai)較高(gao)DO條件下的短程硝(xiao)化(hua)。

2.2 磁場強化

磁場(chang)從三方面影響(xiang)短程硝化(hua)效果：

（1）磁場強度通過影(ying)響功能微(wei)生(sheng)物細胞膜通透性而影(ying)響反應進程；

（2）短程硝化過(guo)程都是由多(duo)種(zhong)酶參(can)與(yu)的酶促反應，磁場會(hui)影(ying)響(xiang)微生物功能酶活(huo)性，從而直接影(ying)響(xiang)反應效(xiao)果；

（3）低強(qiang)度磁場能(neng)強(qiang)化功能(neng)基因(yin)表達，從而改(gai)善短程硝化功能(neng)菌的(de)活性。

因(yin)此，探(tan)究(jiu)最適(shi)宜短程硝化的(de)磁場強度是十分必(bi)要(yao)的(de)。

Zhibin Wang等通過(guo)短(duan)期批式實驗研究(jiu)不同磁場(chang)（0、5、10、15、20、25 mT）對短(duan)程硝化混培物(wu)中AOB活(huo)性的(de)影響，發現(xian)5 mT低強度磁場(chang)作(zuo)用下(xia)AOB活(huo)性較對照(zhao)組提高(gao)最多，功(gong)能(neng)基(ji)因檢測(ce)結(jie)果表明，5 mT磁場(chang)作(zuo)用下(xia)短(duan)程硝化混培物(wu)中功(gong)能(neng)基(ji)因表達較高(gao)，這些功(gong)能(neng)基(ji)因與細(xi)胞運動(dong)、信(xin)號轉導和膜透過(guo)性相(xiang)關。

Zhibin Wang等采用(yong)兩組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)SBR通過(guo)長期連(lian)續(xu)流試驗(yan)(yan)(yan)(yan)研究低強(qiang)度(du)(du)(du)磁(ci)(ci)場對(dui)(dui)短程(cheng)(cheng)(cheng)硝(xiao)化工藝啟動運行性能(neng)(neng)的(de)(de)影(ying)響(xiang)，其中一組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)SBR外加(jia)5 mT靜(jing)磁(ci)(ci)場作(zuo)為(wei)(wei)實驗(yan)(yan)(yan)(yan)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)，而另一組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)不加(jia)磁(ci)(ci)場作(zuo)為(wei)(wei)對(dui)(dui)照組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)。當溫度(du)(du)(du)為(wei)(wei)35 ℃、進(jin)水氨氮為(wei)(wei)500 mgN/L、HRT為(wei)(wei)12 h時(shi)(shi)(shi)，實驗(yan)(yan)(yan)(yan)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)和(he)(he)對(dui)(dui)照組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)短程(cheng)(cheng)(cheng)硝(xiao)化均在30 d內成功啟動；隨后，進(jin)水氨氮濃度(du)(du)(du)保持不變(bian)，HRT縮短至8 h，實驗(yan)(yan)(yan)(yan)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)和(he)(he)對(dui)(dui)照組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)出現(xian)先抑制再恢(hui)復(fu)的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)，實驗(yan)(yan)(yan)(yan)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)和(he)(he)對(dui)(dui)照組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)在10 d和(he)(he)18 d內恢(hui)復(fu)了(le)短程(cheng)(cheng)(cheng)硝(xiao)化，表(biao)明外加(jia)5 mT的(de)(de)磁(ci)(ci)場可以提(ti)高短程(cheng)(cheng)(cheng)硝(xiao)化的(de)(de)耐(nai)水力負荷沖擊能(neng)(neng)力；第65天，HRT保持不變(bian)，進(jin)水氨氮增加(jia)至1 000 mgN/L，實驗(yan)(yan)(yan)(yan)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)和(he)(he)對(dui)(dui)照組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)也出現(xian)抑制恢(hui)復(fu)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)，且(qie)實驗(yan)(yan)(yan)(yan)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)短程(cheng)(cheng)(cheng)硝(xiao)化在更短的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間內恢(hui)復(fu)，表(biao)明外加(jia)5 mT的(de)(de)磁(ci)(ci)場也可以提(ti)高短程(cheng)(cheng)(cheng)硝(xiao)化的(de)(de)耐(nai)底物(wu)濃度(du)(du)(du)負荷沖擊能(neng)(neng)力。對(dui)(dui)反(fan)應器(qi)內微(wei)生物(wu)的(de)(de)分析結果表(biao)明，低強(qiang)度(du)(du)(du)磁(ci)(ci)場可以提(ti)高細菌活性，且(qie)當磁(ci)(ci)場強(qiang)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)5 mT時(shi)(shi)(shi)，實驗(yan)(yan)(yan)(yan)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)AOB氧攝取率比對(dui)(dui)照組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)高2.38倍，而實驗(yan)(yan)(yan)(yan)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)NOB氧攝取率低于對(dui)(dui)照組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)。

3 添加化學試劑強化

3.1 NaCl強化

NaCl會影(ying)響酶促反應(ying)中涉及到的多種酶及細胞(bao)滲(shen)透壓，NaCl較高會影(ying)響細胞(bao)生長(chang)，AOB、NOB均被抑制，但(dan)NOB比AOB對鹽(yan)更(geng)敏感(gan)。

因此，當水(shui)中NaCl達到一定(ding)的濃度時，NOB細胞被破壞，從(cong)而抑(yi)制(zhi)硝態(tai)氮產生，有利于亞硝態(tai)氮積累。但應(ying)注意NaCl濃度不宜過高(gao)，否則也會嚴(yan)重(zhong)抑(yi)制(zhi)AOB生長，造成氨氮轉(zhuan)化效率大大降(jiang)低。

張彥灼等運用(yong)SBR觀察了不同鹽度梯度下好氧顆粒(li)污泥中AOB與(yu)NOB的(de)活性，反應器(qi)連(lian)續運行116 d，進水(shui)NH4+-N保持在70 mg/L，NaCl質量濃度從(cong)10 g/L逐(zhu)步提高到40 g/L。

結果表明，第1天(tian)—第7天(tian)，反(fan)(fan)應器NaCl質量濃度(du)為(wei)10g/L，NOB的活性受到(dao)(dao)嚴(yan)重抑(yi)制，亞硝(xiao)(xiao)酸鹽平均積(ji)累率為(wei)80%，氨(an)氮去除率從85%上升至97%；第21天(tian)—第68天(tian)，NaCl質量濃度(du)提高(gao)(gao)到(dao)(dao)25g/L，氨(an)氮去除率和(he)亞硝(xiao)(xiao)態積(ji)累率達(da)到(dao)(dao)最(zui)高(gao)(gao)，分別為(wei)100%和(he)99%；在反(fan)(fan)應運(yun)行到(dao)(dao)第113天(tian)—第116天(tian)時(shi)，控(kong)制NaCl質量濃度(du)為(wei)40 g/L，出水亞硝(xiao)(xiao)酸鹽質量濃度(du)從43 mg/L下(xia)降至9 mg/L，短(duan)程(cheng)(cheng)硝(xiao)(xiao)化(hua)過程(cheng)(cheng)被破(po)壞，氨(an)氮去除率僅(jin)為(wei)34%，即此(ci)時(shi)達(da)到(dao)(dao)好氧顆粒污泥實(shi)現短(duan)程(cheng)(cheng)硝(xiao)(xiao)化(hua)的耐鹽極限(xian)。好氧活性污泥在經(jing)過高(gao)(gao)鹽度(du)廢水馴化(hua)后，即便增加(jia)曝氣(qi)時(shi)間到(dao)(dao)9 h，也(ye)不會影響短(duan)程(cheng)(cheng)硝(xiao)(xiao)化(hua)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)的反(fan)(fan)應效果。這表明，AOB對高(gao)(gao)鹽度(du)廢水的適應能(neng)力遠強于NOB，適宜的鹽度(du)能(neng)逐(zhu)漸(jian)淘汰(tai)NOB，有利于短(duan)程(cheng)(cheng)硝(xiao)(xiao)化(hua)進程(cheng)(cheng)。

3.2 硫化物強化

硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物對于NOB有可(ke)逆的(de)抑(yi)制性作用，硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物可(ke)以作為NOB的(de)選擇性抑(yi)制劑，加(jia)快短(duan)(duan)程(cheng)硝化(hua)(hua)(hua)工藝(yi)快速啟(qi)動(dong)。常賾(ze)等運(yun)用SBR反應器處理(li)模擬市(shi)政廢水(shui)，控(kong)制反應條件為低溶解氧〔（1.0±0.5）mg/L〕、低C/N（約為0.6）、溫度（23±2）℃、水(shui)力(li)停(ting)留時間12 h、進水(shui)平(ping)均(jun)NH4+-N 98 mg/L，在短(duan)(duan)程(cheng)硝化(hua)(hua)(hua)啟(qi)動(dong)階(jie)段(duan)添加(jia)50 mg/L的(de)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物對NOB活性進行(xing)抑(yi)制，實驗第7天亞硝態氮積(ji)累率達(da)到91%，之后一直(zhi)穩定(ding)在92%，實現了短(duan)(duan)程(cheng)硝化(hua)(hua)(hua)的(de)快速啟(qi)動(dong)和(he)穩定(ding)運(yun)行(xing)。

3.3 鐵離子強化

鐵是微生物(wu)生長的(de)(de)必(bi)要元素，且鐵離子也(ye)是氧化反應的(de)(de)重要催化劑。在(zai)一(yi)定閾值范圍內，Fe3+的(de)(de)添加能(neng)(neng)激活(huo)處于競(jing)爭劣(lie)勢的(de)(de)AOB，且能(neng)(neng)對(dui)NOB起到(dao)抑制作(zuo)用，從(cong)而實(shi)現短程硝化。陳佼(jiao)等通過構建(jian)人工快(kuai)速滲濾系統(tong)（CRI），研究Fe3+對(dui)CRI系統(tong)中NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN的(de)(de)影響，結果表明，在(zai)溫度(du)為(wei)28 ℃、進水(shui)NH4+-N為(wei)50 mg/L的(de)(de)條(tiao)件下(xia)，Fe3+為(wei)7mg/L時(shi)最(zui)能(neng)(neng)有效提(ti)升CRI系統(tong)內總(zong)氮(dan)的(de)(de)去(qu)除(chu)，與對(dui)照組(zu)相比，總(zong)氮(dan)去(qu)除(chu)率從(cong)32%提(ti)高至64.9%，亞硝酸(suan)鹽積(ji)累率達(da)到(dao)31%，有氧段AOB數量(liang)(liang)提(ti)高3.86倍。添加一(yi)定量(liang)(liang)的(de)(de)Fe3+可以提(ti)高AOB數量(liang)(liang)，促進亞硝酸(suan)鹽積(ji)累，更多的(de)(de)氨氮(dan)通過短程硝化反硝化過程去(qu)除(chu)，因此(ci)，CRI總(zong)氮(dan)去(qu)除(chu)效果得以改善。

3.4 鈣離子強化

呂永濤等在(zai)(zai)SBR反應器接種(zhong)普通活性污(wu)泥，探究Ca2+對短程硝(xiao)化(hua)污(wu)泥顆粒培(pei)養的強化(hua)效果(guo)。控(kong)制溫度為（26±2）℃，在(zai)(zai)DO大(da)于2 mg/L的條件(jian)下，添加50 mg/L CaCl2，將進水(shui)氨氮(dan)由110 mg/L升高(gao)至300 mg/L，經31 d運行亞硝(xiao)態氮(dan)積累率達83%，隨(sui)后亞硝(xiao)態氮(dan)積累率保(bao)持在(zai)(zai)80%~85%，實現穩定的短程硝(xiao)化(hua)。

掃描電(dian)鏡和粒(li)徑分析表(biao)(biao)明(ming)，經(jing)30 d運行(xing)(xing)反(fan)應器(qi)出現結構(gou)較為密實的(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)聚集(ji)體，運行(xing)(xing)到(dao)60 d細砂狀的(de)(de)短(duan)(duan)程(cheng)硝(xiao)化(hua)顆(ke)(ke)粒(li)污(wu)(wu)泥(ni)出現，平(ping)均粒(li)徑達168.6 μm。研究表(biao)(biao)明(ming)，通(tong)過添(tian)加(jia)(jia)50 mg/L CaCl2，一方面污(wu)(wu)泥(ni)表(biao)(biao)面Zeta電(dian)位由(you)-21.4 mV升(sheng)高(gao)至-13.6 mV，從而(er)使得污(wu)(wu)泥(ni)顆(ke)(ke)粒(li)間靜電(dian)斥(chi)力減小，污(wu)(wu)泥(ni)顆(ke)(ke)粒(li)間更易聚集(ji)；另一方面，Ca2+的(de)(de)添(tian)加(jia)(jia)增大了EPS含量，胞(bao)(bao)外蛋(dan)白(bai)質由(you)26.82 mg/g升(sheng)至51.99 mg/g，增多(duo)的(de)(de)胞(bao)(bao)外蛋(dan)白(bai)在Ca2+架橋作(zuo)(zuo)用下可結合(he)形成(cheng)高(gao)分子(zi)生(sheng)物聚合(he)體，二(er)者共同作(zuo)(zuo)用強(qiang)化(hua)了短(duan)(duan)程(cheng)硝(xiao)化(hua)顆(ke)(ke)粒(li)污(wu)(wu)泥(ni)的(de)(de)形成(cheng)。顆(ke)(ke)粒(li)污(wu)(wu)泥(ni)具有更好的(de)(de)沉降性能，通(tong)過添(tian)加(jia)(jia)一定量的(de)(de)Ca2+加(jia)(jia)快短(duan)(duan)程(cheng)硝(xiao)化(hua)污(wu)(wu)泥(ni)顆(ke)(ke)粒(li)化(hua)進程(cheng)，可以改善反(fan)應器(qi)對(dui)污(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)AOB的(de)(de)截留能力，從而(er)強(qiang)化(hua)AOB的(de)(de)積累，提高(gao)短(duan)(duan)程(cheng)硝(xiao)化(hua)運行(xing)(xing)的(de)(de)穩定性。

3.5 羥胺強化

羥(qian)(qian)胺(an)強化短程(cheng)(cheng)(cheng)硝(xiao)化主要(yao)表現在兩個方面：一是對系(xi)統中(zhong)AOB、NOB活性的(de)(de)(de)(de)影響。二(er)是從生物化學(xue)角度看(kan)，硝(xiao)化過程(cheng)(cheng)(cheng)還涉及多種酶(mei)、中(zhong)間產物、電子（能量）傳遞等。羥(qian)(qian)胺(an)是硝(xiao)化過程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)關鍵中(zhong)間產物，少(shao)量羥(qian)(qian)胺(an)的(de)(de)(de)(de)添加有利于氨單加酶(mei)和羥(qian)(qian)胺(an)氧化酶(mei)的(de)(de)(de)(de)酶(mei)活性，促進亞硝(xiao)酸(suan)鹽的(de)(de)(de)(de)積累。

 陳佼等在CRI系統(tong)內，添(tian)加(jia)羥(qian)胺作為(wei)抑制劑的(de)(de)同時選擇進水pH作為(wei)協同調控因子，控制溫度為(wei)（28±2）℃，進水NH4+-N為(wei)45~50 mg/L，在連(lian)續添(tian)加(jia)13 d的(de)(de)0.5 mmol/L羥(qian)胺后亞硝(xiao)態氮積累(lei)率達(da)到77.9%，成功(gong)啟動了(le)(le)短程硝(xiao)化(hua)。實驗探究了(le)(le)反應34 d結束時系統(tong)內硝(xiao)化(hua)菌的(de)(de)空間(jian)分(fen)布情況，發現連(lian)續添(tian)加(jia)一段(duan)時間(jian)0.3~0.5 mmol/L的(de)(de)羥(qian)胺后只對NOB產生了(le)(le)很大的(de)(de)抑制而(er)對AOB的(de)(de)影(ying)響幾乎(hu)可以(yi)忽略。

羥(qian)胺(an)(an)作為(wei)一(yi)種還原劑，在(zai)特(te)定的濃度(du)下對NOB具有選擇性(xing)殺(sha)滅作用(yong)，可(ke)以(yi)在(zai)對AOB影響較小的同時選擇性(xing)地(di)淘汰NOB，即(ji)便后(hou)期(qi)不再添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)羥(qian)胺(an)(an)，硝化反應(ying)也(ye)很難(nan)恢復，但亞硝化反應(ying)仍(reng)能繼續(xu)。應(ying)注意，羥(qian)胺(an)(an)不應(ying)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)過(guo)(guo)量(liang)且不宜持(chi)(chi)(chi)續(xu)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)，一(yi)方面是因(yin)為(wei)高(gao)濃度(du)羥(qian)胺(an)(an)的持(chi)(chi)(chi)續(xu)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)對硝化和亞硝化過(guo)(guo)程都有較強的不可(ke)逆(ni)性(xing)，另一(yi)方面是防止(zhi)長期(qi)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)產(chan)生(sheng)毒素(su)積累(lei)及二(er)次污染(ran)。因(yin)此在(zai)完成短(duan)程硝化的成功啟動后(hou)，建議改為(wei)pH調控維持(chi)(chi)(chi)系統穩定運行。

4 結語

短程(cheng)硝(xiao)化(hua)技術對處理低碳氮比、高氨氮濃度污(wu)水(shui)具(ju)有(you)重要意(yi)義，但(dan)其對反應條件要求較高，短程(cheng)硝(xiao)化(hua)的快速啟動與穩(wen)定運行(xing)是實現這一(yi)技術工(gong)業化(hua)推廣的關鍵(jian)點(dian)。雖然短程(cheng)硝(xiao)化(hua)強(qiang)化(hua)已取得一(yi)定的成果，但(dan)仍有(you)以下問題亟(ji)待解(jie)決：

（1）低溫(wen)(wen)(wen)短(duan)程(cheng)硝化(hua)(hua)強(qiang)化(hua)(hua)方(fang)法(fa)。短(duan)程(cheng)硝化(hua)(hua)可以在(zai)11~15 ℃這樣較低的溫(wen)(wen)(wen)度下實(shi)現，但低溫(wen)(wen)(wen)影(ying)響(xiang)短(duan)程(cheng)硝化(hua)(hua)啟(qi)動運行(xing)效(xiao)能。通過一定的強(qiang)化(hua)(hua)方(fang)法(fa)，實(shi)現短(duan)程(cheng)硝化(hua)(hua)工(gong)藝在(zai)低溫(wen)(wen)(wen)條(tiao)件(jian)下的快速啟(qi)動和高效(xiao)運行(xing)，對于推進短(duan)程(cheng)硝化(hua)(hua)及(ji)其組合工(gong)藝在(zai)主流污水處理工(gong)藝的廣泛應用具有重(zhong)要意義。因此，有必要探索低溫(wen)(wen)(wen)短(duan)程(cheng)硝化(hua)(hua)的強(qiang)化(hua)(hua)方(fang)法(fa)。

（2）運行參數(shu)優化。單(dan)一的強(qiang)化手(shou)段(duan)可以在一定程(cheng)度上提高短(duan)程(cheng)硝化性能，然而大(da)部分(fen)研究(jiu)是在設定的運行工況下進(jin)行，沒有達到最佳強(qiang)化效(xiao)果。因(yin)此，研究(jiu)單(dan)一的短(duan)程(cheng)硝化強(qiang)化方法，應通(tong)過采集數(shu)據建立模型，優化運行參數(shu)，進(jin)一步(bu)提高強(qiang)化效(xiao)果。

（3）強(qiang)化(hua)(hua)機(ji)理(li)(li)有待(dai)深入。大部分研究僅關(guan)注(zhu)強(qiang)化(hua)(hua)手段對短程(cheng)硝(xiao)化(hua)(hua)效果的改(gai)善，而對于強(qiang)化(hua)(hua)機(ji)理(li)(li)只是初步探討，缺少具體、細致(zhi)的分析(xi)，特別是強(qiang)化(hua)(hua)手段對于短程(cheng)硝(xiao)化(hua)(hua)污泥菌(jun)群(qun)行(xing)為(wei)、形態和結構的影響(xiang)機(ji)理(li)(li)還不明(ming)確。

（4）實(shi)際(ji)(ji)廢水(shui)(shui)短程(cheng)(cheng)硝化強(qiang)化方法。多數研究采用的(de)是模擬廢水(shui)(shui)，而(er)(er)實(shi)際(ji)(ji)廢水(shui)(shui)成分較為(wei)復雜，水(shui)(shui)質(zhi)存(cun)在一定波動。而(er)(er)短程(cheng)(cheng)硝化強(qiang)化方法要(yao)在工(gong)程(cheng)(cheng)上(shang)廣泛應用，就要(yao)考察其處理(li)(li)(li)實(shi)際(ji)(ji)廢水(shui)(shui)的(de)能力。因(yin)此，短程(cheng)(cheng)硝化強(qiang)化方法處理(li)(li)(li)實(shi)際(ji)(ji)廢水(shui)(shui)的(de)效果和機(ji)理(li)(li)(li)有(you)待深入(ru)研究，為(wei)該強(qiang)化方法工(gong)程(cheng)(cheng)化提供理(li)(li)(li)論依據。

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