主流氨厭氧氧化為污水廠能量自給提供了技術(shù)上可能性，同時該技術(shù)對低碳氮比污水營養(yǎng)化去除具有特別意義。本報告介紹了世界上最大(日處理量二十萬立方污水，新加坡樟宜回用水廠)主流氨厭氧氧化工藝的反應(yīng)器構(gòu)型、運轉(zhuǎn)、特征，并與生產(chǎn)規(guī)摸常規(guī)營養(yǎng)物去除過程在出流水質(zhì)及能耗方面進(jìn)行了比較，從而說明了主流氨厭氧氧化過程的獨特的優(yōu)越性。

　　感謝有這么一個機會跟國內(nèi)的同行交流。二十多年前我從蘇州出去，去年從新加坡公用事業(yè)局(PUB相當(dāng)一個副部級單位)回國。PUB管理所有的與水有關(guān)的收集、流域，供水、再生水（污水）等，是新加坡國家的水務(wù)管理機構(gòu)。我所在的部門是叫做回用水廠部，相當(dāng)于我們污水處理司。

　　我今天主要介紹一個生產(chǎn)規(guī)模的主流厭氧氨氧化過程。這個項目跟美國DCWaterHRSD和奧地利Strass廢水處理廠在同一主題項目下一起獲得了2014年度IWA應(yīng)用創(chuàng)新大獎。是目前世界上最大也是第一個自身維持厭氧菌的過程。我介紹這個研究課題時，同時也指出好處在哪里，省錢在什么地方。與常規(guī)生物過程出水水質(zhì)和曝氣能耗做比較。最后我想提出這一個技術(shù)在新加坡能夠應(yīng)用，很大程度上與它的氣候有關(guān)，對中國來說，廣東和海南氣候是不是也考慮嘗試。

　　今天污水處理的根本難題是碳管理。在傳統(tǒng)的生物處理過程中，原水當(dāng)中的碳服務(wù)于兩個目的，一個營養(yǎng)物去除，第二個送到硝化池里面產(chǎn)生沼氣。營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格時實際沒有多少碳源可以用作能源回收的。因此，發(fā)展一種營養(yǎng)去除不需要碳源的新過程，就提到議事日程上。

　　氨氮厭氧氧化菌發(fā)現(xiàn)以后，引起了人們的注意。因為它可以節(jié)約60%的溶解氧，且不需要碳源進(jìn)行氨氮去除。這是一個根本性的變化。就是今天上午彭老師講，碳跟氮去除不用放在一起，可以分開來處理。理論上來說厭氧氧化全部成功可以把所有碳源拿去做能源回收。美國的切薩皮克（Chesapeake.）地區(qū)有很嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　Blue Plains污水處理廠每年花六百萬美元買碳源。這是美國開發(fā)這項技術(shù)的主要驅(qū)動力。歐洲的驅(qū)動力是增加能源回收。從國外研發(fā)來看，已經(jīng)花費六年時間進(jìn)行改技術(shù)的開發(fā)。而對國內(nèi)來說，我們相當(dāng)部分的污水碳氮比比較低，如果能夠應(yīng)用這項技術(shù)，可以在低碳氮比情況下達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的營養(yǎng)去除。

　　樟宜回用水廠實行了主流氨氮厭氧化（60萬噸每天），工藝是典型的五點進(jìn)料，進(jìn)料以20%的比例進(jìn)每一個硝化池?；亓鞅龋?0%）進(jìn)入到第一個硝化池。硝化池和好氧池容積相同。整個水力停留時間為5.6h。新加坡污水溫度為28℃-32℃。這個圖是我們從2011年在現(xiàn)場取樣分析的平均值制成。

　　有兩個典型現(xiàn)象：第一，氨氮不但好氧池里面去除，在厭氧池里也被去除；第二，每個好氧池的末端的亞硝酸氮濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硝酸氮濃度。短程硝化很明顯。部分硝化率為72%，相當(dāng)于10個氨氮進(jìn)入好氧去，有7個氨氮被氧化掉。而這7個被氧化掉的氨氮中70%氧化成了亞硝酸，剩余的變成了硝酸根。亞硝酸氧化菌的活性被嚴(yán)重抑制。

　　兩家當(dāng)?shù)氐拇髮W(xué)進(jìn)行了微生物研究，證明這個系統(tǒng)當(dāng)中單細(xì)胞形態(tài)的氨厭氧化菌種存在。TU-Delt進(jìn)行了實驗?zāi)M，證明了在樟宜條件下單細(xì)胞形態(tài)的氨氮厭氧菌確實可以存在。最近日本OKABE研究組也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。

　　現(xiàn)在回到基本的問題，跟常規(guī)系統(tǒng)比較優(yōu)點何在？在進(jìn)水水質(zhì)BOD大概為140到150，TN為41，出水TN為4.8，TN去除率為88.3%；而常規(guī)的過程出水TN一般高于10mg/L，TN去除率為70%。再看看總氮的組成，它的無機氮組成，這一張圖也是2011年數(shù)據(jù)，1月1號到年底，實際每天早上和下午平均值，每個平均值做出來，黃的是氨氮，濃度最高。亞硝酸氮濃度為平均值為1.1mg/L，這個最有意思的是硝酸根氮的濃度為1mg/L?？偟臒o機氮為3.8mg/L。而PUB所管轄的其它的常規(guī)污水廠出水的硝酸氮為8-12mg/L。

　　對比曝氣能耗，樟宜處理每立方水電耗為0.13kW˙h，能耗比新加坡其它幾個污水廠低10%-30%。而樟宜污水廠的出水TN遠(yuǎn)低于新加坡其它幾個污水廠，這充分說明樟宜污水廠的脫氮能耗最低。我在這里沒有談脫磷，我們也在厭氧區(qū)發(fā)現(xiàn)反硝化脫磷現(xiàn)象，今天時間有限就不講了。

　　樟宜主流厭氧氨氧化的因素是什么？第一高溫。第二殘余氨氮的存在，缺氧好氧交換進(jìn)行，短泥齡和在線控制。