主流氨厭氧氧化為污水廠能量自給提供了技術上可能性，同時該技術對低碳氮比污水營養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器構型、運轉、特征，并與生產規摸常規營養物去除過程在出流水質及能耗方面進行了比較，從而說明了主流氨厭氧氧化過程的獨特的優越性。

　　感謝有這么一個機會跟國內的同行交流。二十多年前我從蘇州出去，去年從新加坡公用事業局(PUB相當一個副部級單位)回國。PUB管理所有的與水有關的收集、流域，供水、再生水（污水）等，是新加坡國家的水務管理機構。我所在的部門是叫做回用水廠部，相當于我們污水處理司。

　　我今天主要介紹一個生產規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應用創新大獎。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。與常規生物過程出水水質和曝氣能耗做比較。最后我想提出這一個技術在新加坡能夠應用，很大程度上與它的氣候有關，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。在傳統的生物處理過程中，原水當中的碳服務于兩個目的，一個營養物去除，第二個送到硝化池里面產生沼氣。營養物標準嚴格時實際沒有多少碳源可以用作能源回收的。因此，發展一種營養去除不需要碳源的新過程，就提到議事日程上。

　　氨氮厭氧氧化菌發現以后，引起了人們的注意。因為它可以節約60%的溶解氧，且不需要碳源進行氨氮去除。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.）地區有很嚴格排放標準。

　　Blue Plains污水處理廠每年花六百萬美元買碳源。這是美國開發這項技術的主要驅動力。歐洲的驅動力是增加能源回收。從國外研發來看，已經花費六年時間進行改技術的開發。而對國內來說，我們相當部分的污水碳氮比比較低，如果能夠應用這項技術，可以在低碳氮比情況下達到高標準的營養去除。

　　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料，進料以20%的比例進每一個硝化池。回流比（50%）進入到第一個硝化池。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年在現場取樣分析的平均值制成。

　　有兩個典型現象：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遠高于硝酸氮濃度。短程硝化很明顯。部分硝化率為72%，相當于10個氨氮進入好氧去，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重抑制。

　　兩家當地的大學進行了微生物研究，證明這個系統當中單細胞形態的氨厭氧化菌種存在。TU-Delt進行了實驗模擬，證明了在樟宜條件下單細胞形態的氨氮厭氧菌確實可以存在。最近日本OKABE研究組也發現了類似的現象。

　　現在回到基本的問題，跟常規系統比較優點何在？在進水水質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年數據，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。總的無機氮為3.8mg/L。而PUB所管轄的其它的常規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，我們也在厭氧區發現反硝化脫磷現象，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，缺氧好氧交換進行，短泥齡和在線控制。