基于亞硝化的全程自養脫氮(CANON)工藝是一種新型的單級自養生物脫氮技術。與傳統生物脫氮工藝相比，其在低碳氮比(C/N)廢水治理中具有諸多優勢。近年來，隨著CANON工藝應用范圍的擴大，相繼有學者嘗試利用此技術脫除城鎮生活污水中的氮素。然而，由于城鎮生活污水的水溫通常低于25℃，其中的NH4+-N含量普遍偏低且水質波動較大，CANON工藝對此類廢水的脫氮效果不盡人意。經分析可知，當CANON工藝處理城鎮生活污水時，其中的短程硝化作用易因亞硝酸鹽氧化菌(NOB)過量增殖而失穩，從而導致系統脫氮性能常呈惡化狀態。
CANON反應體系依賴于好氧氨氧化微生物和厭氧氨氧化菌(AnAOB)的高效協同，其中，短程硝化(NH4+-N→NO2--N)可為厭氧氨氧化(ANAMMOX)反應提供電子受體——NO2--N，故該過程的實現是確保CANON工藝順利運行的前提。為此，當CANON工藝應用于城鎮生活污水治理時，需保障系統中短程硝化和ANAMMOX反應之間的平衡。由當前研究可知，溶解氧(DO)調控被認為是實現城鎮生活污水短程硝化的有效途徑，但有研究指出，當裝置運行溫度低于25℃時，無論何種曝氣模式均不能有效實現此類污水的短程硝化，NOB增殖無法得到有效抑制。
隨著生物電化學工藝日益應用于污水脫氮領域，微生物電化學氨氧化技術不斷發展。目前已有文獻發現，生物電化學系統(BES)中可發生電極氨氧化反應，即電活性生物膜能以陽極為電子受體將NH4+-N氧化并產能。作者前期研究證實，在特定運行條件下，BES中培育的電活性生物膜可通過電極氨氧化作用實現NH4+-N的厭氧氧化與NO2--N的累積，此發現為NO2--N的穩定獲取提供了新思路;另一方面，生物電化學技術還可提高AnAOB的豐度與活性，利于該菌群與相關電活性微生物之間實現協作。鑒于此，在前期研究基礎上，如能借助生物電化學強化措施將電活性氨氧化微生物與AnAOB耦合，進而構建基于電極氨氧化的全程自養脫氮反應體系，則可彌補CANON工藝在處理城鎮生活污水時存在的短程硝化難實現且穩定性差的缺陷。然而，基于電極氨氧化的全程自養脫氮系統的構建方式及啟動性能目前尚待探究，其中的耦合機制亦不明晰。
本研究以電極氨氧化型序批式生物膜反應器(SBBR)為試驗裝置，接種ANAMMOX污泥后將其置于常溫下處理模擬城鎮生活
聲明：
“電極氨氧化全程自養脫氮技術” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：安徽農業大學資源與環境學院，安徽新華學院城市建設學院，山東省環境保護科學研究設計院有限公司
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2025年07月24日 ~ 26日 
