8-天津会议-向韬16比9版.pdf

1、 向韬 沈阳建筑大学市政工程系邮箱：锰氧化物介导的新型脱氮工艺高效锰氧化物介导的新型脱氮工艺高效运行的技术研究运行的技术研究目录一、研究背景二、国内外研究现状三、前期研究基础四、前期主要研究进展五、后续研究思路构建一、研究背景一、研究背景1969BarthDart and SqurrA/O processBardenpho processMcCartyTamblyn and Sword 1960Wuhrmann 1968Balakrishnan and Eckenfelder19721970Bio-denipho system 197519951959Finsen and Sampson196

2、2Ludzack and Ettinger 尝试以糖浆作为碳源反硝化活性污泥系统后置反硝化尝试引入曝气三段法脱氮反硝化碳源及载体优化约翰内斯堡：经典工艺形成100 m3/dDE氧化沟厌氧氨氧化（Anammox）1.1 生物脱氮工艺发展简史生物脱氮工艺发展简史 一、研究背景一、研究背景Partial Nitritation-Anammox=“Deammonification”与传统生物脱氮工艺相比：节省62.5%的曝气能耗 节省100%的碳源需求剩余污泥与温室气体排放量大大降低1.2 基于基于anammox发展出来的完全自养脱氮工艺（发展出来的完全自养脱氮工艺（Deammonification）

3、低碳、节能、减排低碳、节能、减排一、研究背景一、研究背景1.3 低氨氮自养脱氮工艺的应用难点低氨氮自养脱氮工艺的应用难点Xiang et al.,Bioresource Technology，2021.低氨氮:进水氮负荷难以满足AnAOB生长需求，NOB难以抑制低温：进一步抑制AnAOB的生长，总氮去除率难以提升。AnAOB的活性保证是关键的活性保证是关键指标指标典型的北方污水处理典型的北方污水处理厂厂典型的南方污水处理典型的南方污水处理厂厂COD(mg/L)130-698(363)85.3-834(342)BOD(mg/L)59.5-326(129)49.0-380(153)NH4+-N(m

4、g/L)15.2-52.8(36.8)15.5-74.2(45.6)TN(mg/L)19-77.9(42.5)23.2-81.5(48.5)残余有机物：触发异养菌群生长，与AnAOB竞争051015202530123456789101112进水水温（）月份某南方污水厂某北方污水厂电子供体电子供体NO2-N难以稳定积累是制约该工艺应用的瓶颈难以稳定积累是制约该工艺应用的瓶颈能否换一种思路？能否换一种思路？二、国内外研究现状二、国内外研究现状2.1 其余电子供体的选择其余电子供体的选择-铁氨氧化（铁氨氧化（Feammox）与锰氨氧化（）与锰氨氧化（Mnammox）Swathi.Rev Enviro

5、n Sci Biotechnol,2021.二、国内外研究现状二、国内外研究现状2.2 Mnammox的优势（相较于的优势（相较于Feammox）效率更高效率更高减少二次污染减少二次污染更加经济更加经济锰类化合物的零电点更低，在微生物代谢中的利用效率是铁类化合物的5-6倍Feammox系统铁离子易滞留，需多次投加铁源实现铁循环，可能导致系统矿化甚至二次水污染相比于Feammox，Mnammox中氧化一摩尔NH4+所需要Mn（）更少。Chen,et al.Science of the Total Environment,2020.Li,et al.Chemical Engineering Jou

6、rnal,2023二、国内外研究现状二、国内外研究现状 1882年 1997年 2015年 2020年2.3 Mnammox的关键研究及节点的关键研究及节点科学家首次通过推测出微生物在锰氧化过程中的潜在作用。W.Spring(1882)对海底和田间沉积物分析发现NO3-含量和 Mn2+含量有显著正相关性，并通过热力学计算揭示了N2的产生。Luther G W,et al.(1997)首次通过实验验证了锰氨氧化的存在，证明了锰可以作为电子受体，与氨结合。Cao,L.T.T.et al.(2015)表明锰氨氧化过程在水处理过程的应用潜力，锰氨氧化在环境修复中的应用前景也得到了进一步探讨。Chern