生物脱氮处理过程中厌氧氨化作用研究

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浅谈厌氧氨氧化及其工艺的研究

浅谈厌氧氨氧化及其工艺的研究摘要：厌氧氨氧化指的是在缺氧条件下以亚硝酸盐为电子受体将氨氧化为氮气的过程，该过程由一类独特的、被称为“厌氧氨氧化菌”的专性厌氧微生物催化完成；更重要的是，厌氧氨氧化在污水处理领域显示出良好的应用潜力，目前厌氧氨氧化工艺及其应用成为了研究的热点，本文重点介绍厌氧氨氧化菌的生物学特性，厌氧氨氧化反应原理，厌氧氨氧化工艺的影响因素及实际工程应用。

关键词：生物脱氮；厌氧氨氧化工艺；工程应用随着工农业生产的飞速发展和和生活水平的不断提高，人类活动对自然环境产生巨大影响，导致各类氮素化合物累积。

其中，水体氮素污染问题尤为严重。

新型生物脱氮技术按其生化反应原理可分为两类基本技术,一类是基于硝化一反硝化生化过程的新型生物脱氮工艺，另一类为基于厌氧氨氧化（ANAMMOX）反应的新型生物脱氮工艺。

1厌氧氨氧化菌的生物学特性厌氧氨氧化菌作为浮霉菌的一类，必然具有浮霉菌细胞所具有的一切特性。

浮霉菌具有十分独特而典型的细胞结构：由膜包裹形成的亚细胞结构。

这种浮霉菌的特征结构在厌氧氨氧化菌中也得到体现，如图1所示。

透射电镜分析表明厌氧氨氧化菌有自己独特的一类由膜包裹形成的细胞器，被命名为厌氧氨氧化体）。

厌氧氨氧化菌从外到内由八部分构成：（1）细胞壁；（2）细胞质膜；（3）PP质；（4）细胞内质膜；（5）核糖质；（6）细胞类核；（7）厌氧氨氧化体膜；（8）厌氧氨氧化体。

2厌氧氨氧化原理厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌将NH4+和NO2－直接转变为N2。

厌氧氨氧化的化学计量关系如式1。

NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.12H+→1.0N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O（式1）3厌氧氨氧化相关工艺3.1 ANAMMOX工艺ANAMMOX工艺是在缺氧条件下利用厌氧氨氧化菌，将废水中的NH4+和NO2－转化为N2的方法。

要实现厌氧氨氧化工艺，废水基质需含有NH4+与NO2-，而典型的废水中氮素主要以NH4+氧形态存在。

厌氧氨氧化生物脱氮研究进展

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厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展

厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展【摘要】厌氧氨氧化生物脱氮工艺是一种新兴的热点研究领域，具有重要的应用价值。

本文首先介绍了该工艺的背景和意义，然后详细探讨了其工艺原理和优势，分析了影响工艺效果的因素，并提出了工艺优化策略。

通过对厌氧氨氧化生物脱氮工艺的研究，可以有效降低废水处理成本，减少对环境的影响，具有广阔的应用前景。

未来的研究方向可以进一步深入厌氧氨氧化反应机制的探讨，优化工艺条件，提高脱氮效率。

厌氧氨氧化生物脱氮工艺在水处理行业有着巨大的发展潜力，值得进一步的深入研究和探讨。

【关键词】厌氧氨氧化生物脱氮工艺、研究进展、厌氧氨氧化反应、工艺优势、影响因素、优化策略、研究展望。

1. 引言1.1 研究背景厌氧氨氧化生物脱氮工艺是一种新兴的生物处理技术，可有效去除废水中的氨氮，具有较高的去除效率和较低的能耗。

目前，传统的硝化-反硝化工艺在处理高浓度氨氮废水时存在着比较明显的弊端，如需求较高的碳源、较长的处理时间等。

而厌氧氨氧化生物脱氮工艺正是针对这些问题而发展起来的。

研究背景部分需要重点关注目前废水处理领域存在的问题，即传统工艺在处理高浓度氨氮废水时的不足之处，以及对环境和资源造成的影响。

随着人们对环境保护和资源可持续利用的意识不断增强，开发出高效、低能耗的废水处理技术变得尤为迫切。

厌氧氨氧化生物脱氮工艺的提出，填补了传统工艺的空白，对于解决废水处理领域的难题具有重要意义。

通过对厌氧氨氧化生物脱氮工艺的研究探讨，可以为其在实际应用中的优化提供理论支撑，进一步推动其在废水处理领域的应用和推广。

深入研究厌氧氨氧化生物脱氮工艺的机理和影响因素，探讨其优势和存在的问题，对实现废水处理技术的创新和发展具有重要意义。

1.2 研究意义厌氧氨氧化生物脱氮工艺是一种新兴的生物技术，可以有效地将废水中的氨氮转化为无害的氮气，并减少对环境的污染。

这种工艺具有高效、节能、环保等优点，对于解决城市和农村污水处理中氨氮排放过高的问题具有重要的意义。

厌氧氨氧化在城市污水脱氮处理中的研究与应用进展

厌氧氨氧化在城市污水脱氮处理中的研究与应用进展厌氧氨氧化在城市污水脱氮处理中的研究与应用进展引言随着城市人口的快速增长和经济的飞速发展，城市污水处理成为解决环境问题的重要课题之一。

其中，脱氮处理是污水处理中的关键环节之一，对保护水环境质量至关重要。

传统的城市污水脱氮方法主要包括硝化/反硝化和菌群处理等。

然而，近年来，厌氧氨氧化技术逐渐受到关注，并在城市污水脱氮处理中得到了广泛应用。

本文将综述厌氧氨氧化在城市污水脱氮处理中的研究与应用进展。

一、厌氧氨氧化的基本原理厌氧氨氧化是一种新兴的脱氮技术，通过厌氧氨化和硝化反应来将氨氮转化为氮气，从而实现城市污水脱氮。

厌氧氨氧化反应在缺氧条件下进行，其主要原理如下：厌氧氨化过程中，氨氮通过氨化细菌作用被氧化成亚硝酸盐；而硝化反应中，亚硝酸盐通过硝化细菌作用被氧化成硝酸盐。

经过上述两个反应步骤，最终将氨氮转化为氮气，实现脱氮的目的。

二、厌氧氨氧化与传统脱氮技术的比较1. 能耗与投资成本厌氧氨氧化技术相比于传统的硝化/反硝化技术能够显著降低能耗和投资成本。

厌氧氨氧化过程中，由于无需供氧，能耗较低并且不需要大量投资于建设硝化池和反硝化池。

相比之下，传统的硝化/反硝化技术需要大量的能量来维持供氧和水力搅拌设备，造成较高的能耗和投资成本。

2. 系统稳定性厌氧氨氧化技术具有良好的系统稳定性。

由于厌氧氨氧化过程不需要供氧，减少了供氧设备操作和氧浓度调节对系统的影响。

因此，厌氧氨氧化技术对水力冲击、温度变化等较为鲁棒，有利于提高系统的稳定性。

3. 体积占地厌氧氨氧化技术相比于传统的硝化/反硝化技术体积占地更小。

由于不需要硝化池和反硝化池，厌氧氨氧化技术能够通过提高氨氮浓度的控制来减少处理设备的体积，节省了系统所需的占地面积。

三、厌氧氨氧化的应用进展厌氧氨氧化技术已经在城市污水脱氮处理中取得了一系列的研究和应用进展。

1. 系统的优化与改进针对厌氧氨氧化技术的系统进行优化和改进是提高脱氮效率和稳定性的关键。

生物脱氮机理、影响因素及应用工艺详解

生物脱氮机理、影响因素及应用工艺详解生物脱氮是指在微生物的联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经过氨化作用、硝化反应、反硝化反应，最后转化为氮气的过程。

其具有经济、有效、易操作、无二次污染等特，被公认为具有发展前途的方法，关于这方面的技术研究不断有新的成果报道。

一、机理详解1、氨化反应氨化反应是指含氮有机物在氨化功能菌的代谢下，经分解转化为 NH4+的过程。

含氮有机物在有分子氧和无氧的条件下都能被相应的微生物所分解，释放出氨。

2、硝化反应硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状态下，利用无机氮为氮源将NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-的过程。

硝化过程可以分成两个阶段。

第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)，第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)。

3、反硝化反应反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮(N2)的过程。

反硝化菌为异养型微生物，多属于兼性细菌，在缺氧状态时，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物(污水中的BOD成分)作为电子供体，提供能量并被氧化稳定。

二、生物脱氮主要影响因素1、温度生物硝化反应的适宜温度范围为20~30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时基本停止。

反硝化适宜的温度范围为20~40℃，15℃以下反硝化反应速率下降。

实际中观察到，生物膜反硝化过程受温度的影响比悬浮污泥法小，此外，流化床反硝化温度的敏感性比生物转盘和悬浮污泥的小得多。

2、溶解氧硝化反应过程是以分子氧作为电子终受体的，因此，只有当分子氧(溶解氧)存在时才能发生硝化反应。

为满足正常的硝化效果，在活性污泥工艺运行过程中，DO值至少要保持在2mg/L以上，一般为2~3mg/L。

当DO值较低时，硝化反应过程将受到限制，甚至停止。

反硝化与硝化在溶解氧的需求方面是一个对立的过程。

传统的反硝化过程需要在严格意义上的缺氧环境下才能发生，这是因为DO与NO3-都能作为电子受体，存在竞争行为。

ANAMMOX(厌氧氨氧化)的工艺发展及工程应用!

ANAMMOX（厌氧氨氧化）的工艺发展及工程应用！厌氧氨氧化(ANAMMOX) 工艺，最初由荷兰Delft工业大学于20 世纪末开始研究，并于本世纪初成功开发应用的一种新型废水生物脱氮工艺。

它以20 世纪90 年代发现的ANAMMOX 反应为基础，该反应在厌氧条件下以氨为电子供体，亚硝酸盐为电子受体反应生成氮气，在理念和技术上大大突破了传统的生物脱氮工艺。

ANAMMOX 工艺具有脱氮效率高、运行费用低、占地空间小等优点，在污水处理中发展潜力巨大。

目前该工艺在处理市政污泥液领域已日趋成熟，位于荷兰鹿特丹Dokhaven 污水厂的世界上首个生产性规模的ANAMMOX 装置容积氮去除速率(NRR) 更是高达9.5 kg N/(m3·d)。

此外，ANAMMOX 工艺在发酵工业废水、垃圾渗滤液、养殖废水等高氨氮废水处理领域的推广也逐步开展，在世界各地的工程化应用也呈星火燎原之势。

1、ANAMMOX 工艺及其衍生工艺经过20多年的研究和发展，基于ANAMMOX 反应开发出来的较成熟的工艺有SHARON -ANAMMOX 工艺、全程自养脱氮(CANON) 工艺、限氧自养硝化反硝化(OLAND) 工艺、反硝化氨氧化(DEAMOX) 工艺、好氧反氨化(DEMON) 工艺。

近年来，研究人员仍在不断探索其他形式的ANAMMOX 衍生工艺，譬如同步短程硝化、厌氧氨氧化、反硝化耦合(SNAD) 工艺、单级厌氧氨氧化短程硝化脱氮(Single-stage nitrogen removal using ANAMMOX）目前，存在两种方法为ANAMMOX 提供电子受体亚硝酸盐，一种是在一个独立的曝气反应器中产生而随后进入ANAMMOX 反应器，另一种是在一个无O2 或者微O2 的ANAMMOX反应器中产生并立即参与ANAMMOX 反应。

据此，可将ANAMMOX 工艺相应分为分体式(两级系统) 和一体式(单级系统) 两种，一体式包括CANON、OLAND、DEAMOX、DEMON、SNAP 、SNAD 等工艺，分体式主要是SHARON-ANAMMOX 工艺。

厌氧氨氧化技术生物脱氮机理

厌氧氨氧化技术生物脱氮机理摘要：在过去一个多世纪中，传统的废水生物脱氮技术硝化-反硝化工艺得到了非常广泛的应用，随着生物技术的发展，涌现出很多新型的废水生物脱氮技术，厌氧氨氧化便是其中之一。

本文对厌氧氨氧化脱氮技术的作用机理和优缺点进行了分析。

关键词：生物脱氮；硝化；短程硝化；反硝化；厌氧氨氧化Abstract: The traditional nitrification-denitrification process was widely used in the past century. With the development of biotechnology, many new biological nitrogen removal processes were put forward, such as anaerobic ammonium oxidation. This paper described the mechanisms and strengths-weaknesses of anaerobic ammonium oxidation technology.Keywords: biological nitrogen removal; nitrification; shortcut nitrification; denitrification; anaerobic ammonium oxidation氮是维持生态系统营养物质循环的一种重要元素，然而由于人类活动对自然生态系统中氮素循环的干扰和破坏，使之成为引起水质恶化、生物多样性降低和生态系统失衡的主要因素之一，已经严重影响了人类正常的生产生活。

对于氮素的污染控制己经受到了人们广泛的重视。

在废水脱氮技术的研发应用中，各种行之有效的脱氮处理工艺得到了发展，构成了废水脱氮处理的技术体系。

物化法除氮以其较为宽泛的适用性在工业废水脱氮中得到广泛发展，而生物法脱氮以低廉的成本、运行的简便等优点受到人们的青睐。

新型生物脱氮技术

将前面两种工艺联合起来，在反应系统中，进水总NH4+的50%在半硝化反应器内发生如下反应：
半硝化反应器的出水（含有NH4+和NO2-）作为厌氧氨氧化反应器的进水。在厌氧氨氧化反应器内发生厌氧反应，有95%的氮转变成 N2，另外，还有少量的NO3-随出水排出。
半硝化-厌氧氨氧化工艺适合处理高浓度NH4+-N废水和有机碳含量低的高NH4+-N浓度工业废水。出水NH4+-N 可达到6.7mg/L、TN为24mg/L。
新型生物脱氮技术
环境生物技术
新型生物脱氮技术
一、传统生物脱氮简介
1、脱氮原理 2、传统脱氮工艺
二、新型生物脱氮技术
1、半硝化工艺（SHARON） 2、厌氧氨氧化工艺（ANAMMOX） 3、半硝化-厌氧氨氧化工艺（ SHARON –ANAMMOX） 4、生物膜内自养脱氮工艺（ CANON） 5、总结
有机氮通过酶和微生物作用下释放氨的过程
微生物将氨氧化成亚硝酸盐，硝态氮在反硝化细菌作用下还原进一步氧化成硝酸盐成氮气
微生物
细菌霉菌异养微生物：芽孢杆菌、节杆菌、木霉、曲霉、青霉等
亚硝化菌硝化菌以HCO3-为碳源，自养；硝化反应消耗碱度，pH下降；耗氧 4.2g/g（ NH4+- NO3-）。 O2作为电子供体。
4、臭氧湿式氧化一种处理含氨氮废水比较有效的技术。碱性条件下，通过O3的湿式氧化过程产生一些氧化能力很强的OH自由基，氧化水中氨氮。可作为含有机物又含无机污染物废水的预处理；也可作为废水深度处理后处理进一步降解废水中污染物。
5、生物电极脱氮技术生物法和电化学结合起来的一种处理硝酸态氮污染水的生物电极法。污水中的硝酸态氮在生物和电化学双重作用下降解，而微电流又可以刺激微生物代谢活动。把脱氮菌作为生物膜固定在一炭为材料的电极上，称为固定化微生物电极。通过电极间通电产+ 2 H2O

焦化废水厌氧氨氧化生物脱氮的研究

在３＂右，Ｈ值控制在７５８５４Ｃ左ｐ．～．．并添加营养元素调整进水组成．水Ｃ进ＯＤ为１３分析项目及方法．１０４０／，水质参数如表１５－０ｍｇＬ其所示．ｐ值采用ｐ电极法测定；Ｓ和ＶＳＨＨＳＳ采用
“ ６ ”项目（０７ＡＯｚ２）８３２０Ａ６３７
收稿日期：２０ —２２０９１— ３
责任作者，研究员，ｐｉｏ．ｅｃｎ副ｙｌ＠ｈｍｅｐ．．ｉａｃ
１０２２
中
国
环
境科学３卷０１材料与方法
反应装置由有机玻璃制成，内置填料（丙聚烯鲍尔环）生物膜反应器．图１所示，器的如反应
厌氧氨氧化工艺是荷兰Ｄｅｆ技术大学开发物脱氮的可能性，ｌｔ考察ＡＮＡＭＭＯ生物膜反应Ｘ的生物脱氮新技术Ｉ，应自发进行，５反］所产能量被器启动的影响因素，Ａ为ＮＡＭＭＯ工艺在实际Ｘ
微生物生长所利用，需外加有机碳源，大节省焦化废水生化处理领域的应用提供理论参考．无极
１１试验材料．ＡＮＡＭＭＯＸ反应器的进水为首钢集团焦化废水（过蒸氨、脱酚、除油）经短程硝化工艺出水，
有效体积７Ｌ废水由蠕动泵连续泵入反应器底．，０
部，上部出水，气管用水封．从排反应器温度控制
Ａａｒｂｃａｎｅｏｉｍｍｏｉｍｘｄｔｎ（ＡＭＭＯＸｆｒｉｌｇｃｌｔｏｅｅｖｌｒｍｏｉｇｓｗａｅ．１ｌ，ｎｕｏｉａｉＡＮｏ）ｏｏｏｉａｎｒｇｎｒｍｏａｏｃｋｎｔｔｒＬＮｎｂｆｗａｅｉ

厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍

Canon工艺是2002年首先由荷兰Delft 工业大学提出的新型工艺生物脱氮工艺。在Canon工艺中亚硝酸细菌把氨氧化成亚硝酸盐厌氧氨氧化菌则把氨和亚硝酸盐转化成氮气。整个脱氮过程在亚硝酸菌和厌氧氨氧化菌的协作下完成。亚硝酸菌的基质是氨和氧气厌氧氨氧化细菌的基质是氨和亚硝酸盐在没有外源亚硝酸盐的情况下厌氧氨氧化菌有赖于亚硝酸菌提供基质。由于厌氧氨氧化菌和亚硝酸菌都是自养型细菌因此Canon工艺无需外源有机物能够在完全无机的条件下进行。环境中的NH3-N与DO是决定CANON工艺的两个关键因素目前该工艺在世界上也处于研究阶段并没有真正得到工程应用。

林琳等研究了亚硝态氮、硝态氮、羟氨对厌氧氨氧化的影响，得出氨和硝态氮，转化比例为1.085氨和亚硝态氮的转化比例为 0.897在培养液中加人羟氨加速了厌氧氨氧化反应的进行。杨洋等15研究了温度、pH 值和有机物对厌氧氨氧化污泥活性的影响研究表明最佳温度为3035℃。温度和氨氧化速率的关系可用修正的Arrhenius描述。最佳pH值为7.09.0pH值和氨氧化速率的关系可用双底物双抑制。

ANAMMOX转化过程是自然氮循环的一条巧妙的捷径。结合亚硝酸反应， ANAMMOX细菌将铵氨(NH4+)直接转化为气。帕克环保与代尔夫特技术大学（荷兰）密切合作，开发了该工艺的工业应用。 2002年夏天第一个ANAMMOX工业装置在荷兰启动。目前有四个ANAMMOX工业装置在运行。
很高的总去除率二氧化碳产生量比传统硝化/反硝化工艺减少90% 减少50%的空间需求动力消耗比传统硝化/反硝化工艺减少60% 不消耗甲醇剩余污泥产量极少

该工艺的核心是应用硝酸菌和亚硝酸菌的不同生长速率即高温30-35℃下亚硝酸菌的生长速率明显噶偶硝酸菌的生长速率这一固有特性控制系统水力停留时间与反应温度。从而使硝酸菌被淘汰形成反应器中亚硝酸菌的积累使氨氧化控制在亚硝化阶段。该工艺反应温度高微生物增殖快。好养停留时间短微生物活性高而Ks值也高进出水浓度无相关性使得进水浓度越高去除率越高。

污水处理厂生物脱氮过程的动力学分析

污水处理厂生物脱氮过程的动力学分析第一章：引言随着人口的增加、城市化的发展，城市污水处理问题日益突显。

在污水处理过程中，氮是最主要的污染物之一。

其中，生物脱氮过程是污水处理技术中最为常用的方法之一，同时也是一种非常复杂的生化反应过程。

因此，本文将对污水处理厂生物脱氮过程的动力学进行分析，以期提高生物脱氮效率，达到减少氮排放的目的。

第二章：生物脱氮的基本原理生物脱氮是利用菌群的代谢特点实现将氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐去除的一种生化反应。

在厌氧条件下，硝酸盐的存在会让好氧反应暂时终止，这时硝酸盐会被硝化作用转化为亚硝酸盐。

而亚硝酸盐则进一步地转化为分子氮或氮气，从而实现了脱氮的目的。

第三章：影响生物脱氮反应的主要因素1. 温度：生物脱氮反应一般适用的温度为20-30℃，低于10℃或高于40℃时脱氮效率会大幅度降低。

2. pH：生物脱氮反应主要涉及两个酶系统：硝化酶和反硝化酶。

这两个酶的适用pH为较窄的范围，一般在6.5-8.5之间。

3. 溶氧量：生物脱氮反应中，溶氧量关系到微生物的代谢，影响硝化酶和反硝化酶的活性，而硝化酶和反硝化酶的活性直接影响脱氮反应的效率。

4. 污水残留时间：因为不同菌群对于脱氮反应的速度和效率不同，因此污水的残留时间影响着脱氮反应的速率和效率。

第四章：动力学模型及分析考虑生物脱氮过程，主要涉及到氨化过程（NH3-N）、硝化过程（NO2-N和NO3-N）和反硝化过程（NO3-N）。

1. 氨化过程模型：根据Monod模型，NH3-N消耗速率V1 =μ1*S1/(K1+S1)，其中μ1为NH3-N的微生物生长速率，K1为NH3-N对于微生物生长的饱和常数，S1为NH3-N浓度。

当S1/K1 << 1时，V1 = μ1*S1/K1当S1/K1 >> 1时，V1 = μ12. 硝化过程模型：根据Haldane模型，NO2-N消耗速率V2=μ2*S2/(K2+S2+K2*S2/K3)，其中μ2为NO2-N的微生物生长速率，K2为NO2-N的单向饱和常数，K3为NO2-N和NO3-N的抑制常数，S2为NO2-N浓度。

厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍概要

好氧污泥的混合污泥等。试验用水主要为
人工配水、垃圾渗滤混合液、生活污水及焦化废水等。
林琳等研究了亚硝态氮、硝态氮、羟氨对
厌氧氨氧化的影响，得出氨和硝态氮，转化比例为1.085氨和亚硝态氮的转化比例为 0.897在培养液中加人羟氨加速了厌氧氨氧化反应的进行。杨洋等15研究了温度、pH
剩余污泥产量极少
目前对于Anammox技术的研究，国内外差
距较大，国外已经在实际工程中得到应用。荷兰Delft University于2002年6月，在荷兰鹿特丹南部建成了世界上第一个ANAMMOX反
应器并投入了生产。而我国尚处在实验室研究阶段，研究方向主要集中在ANAMMOX 菌生理生化特性、ANAMMOX反应器的启动及影响因素等3个方面
该工艺的核心是应用硝酸菌和亚硝酸菌的
不同生长速率即高温30-35℃下亚硝酸菌的生长速率明显噶偶硝酸菌的生长速率这一
固有特性控制系统水力停留时间与反应温
度。从而使硝酸菌被淘汰形成反应器中亚
硝酸菌的积累使氨氧化控制在亚硝化阶段。该工艺反应温度高微生物增殖快。好养停留时间短微生物活性高而Ks值也高进出水浓度无相关性使得进水浓度越高去除率越高。
的完全自养脱氮这几个新工艺的研究目前主要还处于实验室研究阶段。
由自养硝化菌作为生物催化剂所发生的氧化—还原除氮，为氧控自养硝化反硝化的简称，该工艺分为两个部分进行：第一步是将废水中的一半氨氮氧化为亚硝酸盐；第二步是亚硝酸盐与剩余另一半氨氮发生厌氧氨氧化反应从而达到脱氮的目的。
实现两阶段限氧自养硝化反硝化工艺的关键在
。 Delft 工业大学对厌氧氨氧化工艺进行了许多研究工作并于2002年在Dokhaven污水处理厂建成世界上第一座ANAMMOX反应塔。

基于厌氧氨氧化技术的新型生物脱氮工艺研究进展_桂双林

biological nitrogen removal; nitrification; denitrification; anaerobic ammonium oxidation
引言
随着工业化和城镇化进程的加快，我国水环境面临着巨大的氨氮污染问题。我国也已将氨氮列入
强制减排指标，当前我国对各种经济高效脱氮技术的需求变得日益迫切。目前没有较为经济的直接脱氮方法，尤其对于各类高浓度氨氮的工业废水，由于碳源严重不足，即使采用硝化 / 反硝化法生物脱
The traditional biological nitrogen removal technology has many limitations, such as high energy consumption, low carbon source, consumption of alkalinity, complex process, ammonia resistance, shock loading, etc. As a new type of biological nitrogen removal technology, anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) has attracted wide attention of scholars. The new biological nitrogen removal process based on Anammox technology are focused, including SHARON-, ANAMMOX process, CANON process, OLAND process and DEMON process. The principle, parameter characteristics and application status of various treatment processes are analyzed, and the new biological nitrogen removal process based on Anammox technology is prospected.

氨氮废水的厌氧氨氧化生物脱氮研究

一
十多年前，荷兰Ｄｅｆ大学对厌氧氨氧化菌ｌｔ
（ｎｅｏｉａＡａｒｂｃｍｍｏｉｘｄｔｎｎａｏｉａｉ，Ａａｏｎｍｍｏ）发现ｘ的和研究，以及在ＤＯＨＡＮ（０２年）成功应ＫＶＥ２０的
条形菊花状无纺布填料１，菊叶８片，每片高３条６ｃｍ、宽５ｃｍ、厚２ｃｍ。反应器通过外层水套的加
用，使得Ａａｏｎｍｍｘ工艺成为生物脱氮历史上新的里程碑【Ｊ而Ａａ２。然ｎｍｍｏｘ菌生长缓慢，倍增时间长达１ｄ，菌体扩增成了该工艺进一步开发１的瓶颈Ｌ，这将直接影响到反应器的启动时间和５】效果。同时，水力停留时间（ｄａｌｅｅｔｎＨｙｒｕｉｒｔｎｉｃｏｔ，ＨＲ）ｉｍｅＴ的长短直接影响系统负荷的大小，是决定系统脱氮能力的重要指标之一。目前国内关于此类的研究报道相对较少；且Ａｎｍｍｏａｘ反应器的启动时间也相对较长【】本研究针对氨氮是６。引起水体富营养化这一环境问题的重要因子，采用模拟废水的方式，以期能够快速启动反应器，并对ＨＴ缩短情况下，Ｒ系统的脱氮性能进行深入研究，以便对所驯化筛选的Ａｎｍｍｏ细菌的生ａｘ物学特性有更深入的认识；为进一步研究其在水体富营养化生物治理中的工程应用提供科学依据；也为更复杂的氨氮废水中氨氮的去除研究提供基础和参考。

高浓度氨氮工业废水应用厌氧氨氧化技术处理的可行性分析

高浓度氨氮工业废水应用厌氧氨氧化技术处理的可行性分析【摘要】在氨氮工业废水的处理过程中通常都会采用厌氧氨氮氧化技术进行处理。

厌氧氨氮氧化技术是一种新型的生物脱氮技术，在对工业氨氮废水的处理过程中有非常好的效果。

在处理过程中不需要添加任何其他的有机物质和碳源，而且反应过程中产生的污泥量非常小，所以厌氧氨氮氧化技术具有有非常实用的工艺价值。

近年来，这种工艺技术的应用已经也来越广泛。

本文对于这种处理技术的当前发展现状进行了介绍，并结合工作经验对于处理过程中的一些处理的原理及可行性进行了分析，希望能对工业氨氮废水的处理有所帮助。

【关键词】工业废水处理；高浓度氨氮废水；厌氧氨氮氧化技术；可行性分析随着当前环境污染问题的加剧，对于工业废水的处理问题已经成为社会关注的焦点。

在对工业废水的处理过程中氨氮的含量是处理结果的一个重要观察指标。

这也是我国环境保护所面临的一个挑战，如何有效的减少工业废水的氨氮含量。

目前在工业废水的处理过程中，主要是应用硝化/反硝生物脱氮技术进行处理的。

应用这种处理方法虽然与传统的物理或者化学方法相比具有一定的优势，但是由于在反应过程中需要的能量较高造成能耗严重，而且处理效率低，产生的污泥量大。

厌氧氨氮氧化技术的出现对于这些问题的解决提供了一种良好的途径。

该技术在上个世纪90年代开始在工业废水的处理中应用的[1]，主要是针对高浓度的工业废水进行处理应用。

本文对于工业废水中常见的氨氮、有机物等物质对氨氮厌氧菌的影响进行了分析，并推应用氨氮氧化技术在工业废水处理中应用的可行性进行了探讨。

1、厌氧氨氮氧化技术的概念及应用现状厌氧氨氮氧化技术（anaerobic ammonium oxidation，Anammox）是一种新兴的工业废水处理技术。

这以技术在反应过程中主要是指在反映环境厌氧或者缺氧的状况下，经过厌氧氨氮氧化的微生物以溶液中的NO2—N作为直接的受体，将周围的NH4+-N直接氧化为氮气的生物化学过程。

科技成果——厌氧氨氧化高效生物脱氮技术

科技成果——厌氧氨氧化高效生物脱氮技术适用范围适用于高氨氮废水的生物脱氮，如污泥消化液、畜禽养殖废水、垃圾填埋场渗滤液、化肥生产废水、制药废水及酿酒行业等生产废水，尤其适用于高氨氮低C/N比废水处理。

成果简介厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌直接以为NH4+电子供体，以NO3-或NO2-为电子受体，将NH4+、NO3-或NO2-转变成N2的生物氧化过程。

较传统脱氮技术相比，不需投加碳源，可节省曝气电耗60%、减少占地30%、节省建设费30%、节省运行费40%、降低温室气体排放量90%以上，是高氨氮废水处理的革命性替代技术。

该高氨氮废水处理工艺的核心工艺为厌氧氨氧化技术，同时耦合短程硝化、同步硝化反硝化、厌氧产甲烷等技术。

工艺流程该技术的核心工艺为厌氧氨氧化工艺，根据进水有机物的浓度及排放标准要求可优化厌氧氨氧化单元之前的预处理单元与之后的深度处理单元。

预处理单元主要去除进水中的COD、SS等污染物或回收进水中蕴含的能源及物质，进水中高浓度可生物降解有机物可采用厌氧生物处理工艺去除，进水中的SS可采用沉淀工艺去除。

经过厌氧氨氧化处理后，部分指标不能达到排放标准，需要通过深度处理单元进行去除，可采用曝气生物滤池、高级氧化、纳滤、反渗透等工艺。

关键技术短程硝化稳定控制技术菌种生产性富集和培养技术功能微生物群落变化定向调控技术厌氧氨氧化工艺快速启动技术多种生化反应速率精确调控技术溶解氧与pH精确监测和控制技术技术效果该技术充分发挥厌氧氨氧化工艺高效脱氮的特点，在生物处理系统中培养、富集短程硝化菌与厌氧氨氧化菌，在不投加外碳源的基础上，TN去除率＞85%，降低曝气能耗。

技术水平北京城市排水集团有限责任公司从2006年开始从事厌氧氨氧化技术研发，是我国最早从事厌氧氨氧化技术研发的企业，历经十余年的研发与应用研究，厌氧氨氧化关键技术研究和技术应用均取得了多项重大突破，包括：成功实现了生产性规模的厌氧氨氧化菌富集和纯化，开发了“颗粒污泥”与“生物膜”厌氧氨氧化菌培育技术，厌氧氨氧化菌纯度达到90%以上；厌氧氨氧化工艺系统总氮去除率稳定达到85%以上，氨氮去除率95%以上，总氮去除负荷最高达10kg/m3•d；厌氧氨氧化工艺的启动时间缩短至3个月（原厌氧氨氧化工艺启动需2-3年）。

厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展

厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展厌氧氨氧化生物脱氮（Anammox）是一种新型的生物脱氮技术，其独特的氨氮氧化方式使其具有操作简便、效率高、投资成本低等优点，因此备受关注。

本文从反应机理、影响因素、工艺优化、应用等方面对厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展进行综述。

一、反应机理厌氧氨氧化反应是一种自养生物脱氮过程。

在自生环境中，厌氧氨氧化反应主要是通过厌氧菌Anammoxosome中的过氧化物酶体（Peroxisomes）和乳酸酸酐酶体（Glyoxysomes）协同作用完成的。

它的反应流程如下：NH4++ NO2-+ 2H++ 2e-+ 碳水化合物→N2+ 2H2O+ 碳酸盐厌氧氨氧化反应中，NH4+是电子供体，而NO2-是电子受体，两者通过一系列酶体的作用产生水和氮气，同时还可以产生能量。

其反应催化剂为厌氧氨氧化菌（Anammox-bacteria）。

厌氧氨氧化菌最初是从荷兰的一个废水池中分离出来的，目前世界上已经分离出多个菌株，如广义厌氧氨氧化细菌Kuenenia和Brocadia，以及一些厌氧氧化的深海细菌。

另外，还有一些厌氧氨氧化的异养细菌抑制剂，如3-Chloroaniline（3-CBA）、Bromoacetamide（BAM）和Nitrapyrin（NP）。

通过对厌氧氨氧化细菌的分离、鉴定和物种鉴定，揭示了Anammox生物反应机理的基本过程和基本反应方程式，为技术实现提供了理论基础。

二、影响因素1.温度：温度是影响厌氧氨氧化反应速率和效率的重要因素之一。

厌氧氨氧化菌的最适生长温度约为30~40℃，在这个温度范围内反应速率最快且反应效果最佳。

温度过高或过低都会导致反应效率下降，加快菌体内氧化物代谢率，降低反应速率和产氮率。

3.氨氮浓度：氨氮浓度是影响厌氧氨氧化反应速率和效率的重要因素之一。

氨氮浓度越高，产生的亚硝酸浓度越高，反应速率和效率也随之增加。

但当氨氮浓度超过一定限度时，菌体代谢活性降低，反应速率和效率也会降低。

a2o中厌氧氨化的作用

a2o中厌氧氨化的作用
厌氧氨化是指在无氧条件下，将有机氮化合物转化为氨的过程。

在A2O工艺中，厌氧氨化的作用主要体现在以下几个方面：
1. 减少有机氮的浓度：厌氧氨化可以将有机氮化合物转化为氨，从而降低废水中有机氮的浓度，减轻后续好氧处理阶段的负担。

2. 提高废水的可生化性：厌氧氨化过程中产生的氨可以作为微生物生长的营养物质，有助于提高废水的可生化性，促进微生物的生长和繁殖。

3. 减少污泥产量：厌氧氨化过程中，部分有机物质被转化为氨，减少了污泥的产量，降低了污泥处理的成本。

4. 节约能源：厌氧氨化过程不需要氧气，可以节省能源消耗。

5. 减少温室气体排放：厌氧氨化过程中产生的氨可以被微生物进一步氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，这些物质可以通过反硝化过程转化为氮气排放到大气中，从而减少温室气体的排放。

厌氧氨氧化

厌氧氨氧化厌氧氨氧化作用即在厌氧条件下由厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐为电子受体，将氨氮氧化为氮气的生物反应过程。

这种反应通常对外界条件（pH 值、温度、溶解氧等）的要求比较苛刻，但这种反应由于不需要氧气和有机物的参与，因此对其研究和工艺的开发具有可持续发展的意义。

厌氧氨氮化一般前置短程硝化工艺，将废水中的一部分氨氮转化成亚硝酸盐。

目前在处理焦化废水、垃圾渗滤液等废水方面已经有成功的运用实例。

厌氧氨氧化是一个微生物反应，反应产物为氮气。

具有一些优点：由于氨直接作反硝化反应的电子供体，可免去外源有机物（甲醇），既可节约运行费用，也可防止二次污染；由于氧得到有效利用，供氧能耗下降；由于部分氨没有经过硝化作用而直接参与厌氧氨氧化反应，产酸量下降，产碱量为零，这样可以减少中和所需的化学试剂，降低运行费用，也可以减轻二次污染。

厌氧氨氧化（Anammox）厌氧氨氧化的发现Broda的预言1977年，奥地利理论化学家Broda根据化学反应热力学，预言自然界存在以硝酸盐或亚硝酸盐为氧化剂的氨氧化反应，因为与以氧为氧化剂的氨氧化反应相比，它们释放出的自由能一点也不逊色。

序号电子受体化学反应△G/ (KJ/mol)1氧2NH4++3O2f 2NO2-+2H2O+4H+ -2412亚硝酸盐NH4++NO2-f N2+2H2O -3353硝酸盐5NH4++3NO3- f 4N2+9H2O+2H+ -278既然自然界存在自养型亚硝化细菌，能够催化反应1,那么理论上也应该存在另一种自养型细菌，能够催化反应2和反应3。

由于当时这种细菌还没有被发现，所以，Broda 认为它们是隐藏于自然界的自养型细菌。

Mulder的发现20世纪80年代末，荷兰Delft工业大学开始研究三级生物处理系统。

在试运期间，Mulder等人发现，生物脱氮流化床反应器除了进行人们所熟知的反硝化外，还进行着人们未知的某个反应使氨消失了。

进一步观察发现，除了氨不明去向外，硝酸盐和亚硝酸盐也有一半以上不明去向。