什么是短程反硝化

1、什么是短程反硝化？

短程反硝化（partialdenitrification）：在反硝化過程中，有機(jī)物提供電子供體，細(xì)菌將NO3ˉ還原為NO2ˉ，而不是直接將NO3ˉ還原為N2的過程，稱為短程反硝化。

反應(yīng)式為

：

3NO3ˉ+CH3OH→3NO2ˉ+CO2+2H2O

2011年，彭永臻院士團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)短程反硝化的特殊現(xiàn)象后，開展了長(zhǎng)達(dá)10余年的機(jī)理研究，最終在世界范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，并建立相關(guān)理論。

▲短程反硝化發(fā)展歷程

2、短程反硝化的應(yīng)用

短程反硝化的應(yīng)用，主要應(yīng)用于短程反硝化耦合厭氧氨氧化技術(shù)！

厭氧氨氧化（anaerobicammoniumoxidation,Anammox）：是在厭氧（實(shí)際為缺氧）條件下，以氨為電子供體，以亞硝酸鹽為電子受體，將氨氧化成氮?dú)?，這比全程硝化（氨氧化為硝酸鹽）節(jié)省60%以上的供氧量。以氨為電子供體還可節(jié)省傳統(tǒng)生物脫氮工藝中所需的碳源。

以氨為電子供體還可節(jié)省傳統(tǒng)生物脫氮工藝中所需的碳源。同時(shí)由于厭氧氨氧化菌細(xì)胞產(chǎn)率遠(yuǎn)低于反硝化菌，所以，厭氧氨氧化過程的污泥產(chǎn)量只有傳統(tǒng)生物脫氮工藝中污泥產(chǎn)量的15%左右。

短程反硝化-厭氧氨氧化這一過程的必要條件和關(guān)鍵步驟是其中的短程反硝化，因?yàn)槿绻麤]有NO2ˉ產(chǎn)生，就不可能發(fā)生厭氧氨氧化反應(yīng)（簡(jiǎn)化為NH4*+NO2ˉ→N2+2H2O)，而在缺氧池中，又不存在好氧條件及其短程硝化（NH4+至NO2ˉ）來產(chǎn)生NO2ˉ，因此，只能以污水中的有機(jī)物作為電子供體，通過短程反硝化將回流污泥和內(nèi)回流硝化液中的NO3ˉ還原為NO2ˉ，同時(shí)利用來源于污水并過量存在于厭氧和缺氧池的NH4+，形成與促進(jìn)部分Anammox反應(yīng)過程。

目前，短程反硝化耦合厭氧氨氧化技術(shù)在西安四污已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用！3、彭永臻院士：短程反硝化或是城市污水厭氧氨氧化的研究方向！

在“2019(第14屆)水處理行業(yè)熱點(diǎn)技術(shù)論壇”上舉辦了主題為“城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)的提質(zhì)增效”和“城鎮(zhèn)污水處理新技術(shù)發(fā)展方向”的圓桌對(duì)話環(huán)節(jié)上，中國工程院院士、城鎮(zhèn)污水深度處理及資源化利用技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室主任、北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)科首席教授彭永臻等進(jìn)行了多方面的討論，提出了各自獨(dú)到的見解。

彭永臻院士

彭永臻：首先我拋磚引玉，把近兩年對(duì)城市污水處理脫氮技術(shù)的一些想法分享給大家。目前城市污水脫氮技術(shù)發(fā)展得很快，但主流厭氧氨氧化應(yīng)用幾乎還是零。厭氧氨氧化技術(shù)主要有3個(gè)特點(diǎn)：一是附著性，厭氧氨氧化技術(shù)中存在的顆粒污泥和填料使得懸浮污泥很難進(jìn)行培養(yǎng)。二是該技術(shù)需要較高的溫度，32℃最好，低溫則不行。三是增殖速度非常慢。城市污水一般存在低氨氮、低溫、大水量等特點(diǎn)，而正因?yàn)檫@三個(gè)理由，厭氧氨氧化技術(shù)在城市污水處理應(yīng)用中受到了很大的阻礙。

但厭氧氨氧化技術(shù)也有其優(yōu)勢(shì)所在。目前主流城市污水脫氮技術(shù)存在一大難點(diǎn)，就是能耗高、消耗大。厭氧氨氧化可以把一半左右的氨氮氧化為亞硝酸根，然后在厭氧氨氧化作用下還原為氮?dú)?，這對(duì)于城市污水處理的節(jié)能是非常有利的。眾所周知，新加坡的氣溫較高，很適用于厭氧氨氧化技術(shù)，但那里依舊有許多厭氧氨氧化技術(shù)工程被廢棄，可見該技術(shù)在城市污水處理中推廣難度之大。所以，將厭氧氨氧化技術(shù)徹底應(yīng)用于城市污水處理之中還任重道遠(yuǎn)。

最后談一下我們團(tuán)隊(duì)正在研究的短程反硝化技術(shù)，這個(gè)技術(shù)對(duì)于未來厭氧氨氧化技術(shù)的應(yīng)用推廣十分重要。短程反硝化是將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽的過程，在污水處理中，短程反硝化過程可以縮短厭氧氨氧化反應(yīng)時(shí)間，提高厭氧氨氧化的脫氮效率，同時(shí)減少有機(jī)碳源的需求。例如，A2O回流百分之百的污泥，內(nèi)循環(huán)后就是百分之二百，在缺氧厭氧條件下去除1毫升的氨氮，將伴隨去除1.32毫升的亞硝，亞硝把回流液中的硝酸氮還原為亞硝酸氮