厌氧氨氧化工艺如何处理污水
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展厌氧氨氧化是一种利用厌氧条件下的微生物将氨氮氧化为亚硝酸盐的过程，广泛应用于污水处理领域。
本文将介绍厌氧氨氧化的工艺原理及其在实际应用中的研究进展。
厌氧氨氧化工艺原理主要包括两个步骤：厌氧氨氧化和亚硝化反硝化。
厌氧氨氧化由氨氧化菌完成，将有机氮底物氨氮氧化为亚硝酸盐；亚硝化由异养菌完成，将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。
两个步骤共同作用，实现了氨氮的脱除。
厌氧氨氧化工艺具有以下特点：一是不需氧气供应，能够降低能耗，节约运行费用；二是能够有效去除氨氮，对高氨氮含量的废水具有较好的处理效果；三是产生的亚硝酸盐可以被亚硝化硝化反应进一步转化为氮气，实现氮的深度去除，减少对环境的影响。
厌氧氨氧化工艺已在实际应用中得到广泛推广。
研究表明，不同的废水处理厂在采用厌氧氨氧化工艺后，氨氮去除率普遍提高，同时COD（化学需氧量）和总氮的去除效果也相对较好。
对于一些高浓度氨氮废水，厌氧氨氧化工艺能够有效处理，达到排放标准要求。
还有研究使用厌氧氨氧化工艺处理含有高浓度氨氮的生活污水，结果显示该工艺对于氨氮的去除效果明显。
厌氧氨氧化工艺是一种可行的处理技术。
厌氧氨氧化工艺在实际应用中还存在一些问题和挑战。
厌氧氨氧化对工艺条件较为敏感，需要精确控制反应条件才能获得最佳的处理效果。
厌氧氨氧化工艺的菌种选择和携氧体系的建立也需要进一步研究。
厌氧氨氧化在处理高浓度废水时容易出现菌群的抑制和毒性物质的积累等问题。
对于实际应用中的厌氧氨氧化工艺，还需要进一步完善和优化。
厌氧氨氧化是一种有潜力的废水处理工艺，能够有效去除氨氮。
目前研究集中在优化工艺条件、菌群选择和抑制毒性物质等方面，以提高厌氧氨氧化工艺的稳定性和处理效果。
未来，针对实际应用中的问题，需要继续进行深入研究，进一步推广和应用厌氧氨氧化工艺。
厌氧氨氧化工艺如何处理污水
厌氧氨氧化工艺如何处理污水1引言随着科技的迅速发展，工业化和城市化程度的不断提高，水体富营养化的问题日益严重, 使得水资源更加紧张•而氮是引起水体富营养化的主要因素•所以越来越多的国家和地区制定了氮排放标准•因此，研究开发经济、高效的脱氮技术已成为水污染控制工程领域的研究重点•生物处理法作为19世纪末废水处理新型技术，与物化处理法相比具有处理费用低，不会对环境造成二次污染等优点•因此，生物处理法至今已成为世界各国污水二、三级处理的主要手段•众所周知氮元素可在相应微生物的作用下转化成各种氧化态和化学形式(目前已知的生物氮循环途径如图1所示)，因此在污水生物脱氮处理中衍生了大量组合工艺•而厌氧氨氧化过程是目前最捷径的生物脱氮过程，因此被誉为最具前景的污水脱氮工艺•为了更好的将厌氧氨氧化工艺应用到实际规模中，本文着重对厌氧氨氧化菌的发现及其与污水处理中常见细菌的协同与竞争关系进行了详细的综述•旨在为厌氧氨氧化工艺在污水生物处理中的应用提供理论依据，并为今后厌氧氨氧化工艺的研究方向提出一些意见2厌氧氨氧化概述早在1976年，Broda预言在自然界中存在一种以N0-2或N0-3作为电子受体把NH+4氧化成N2的化能自养型细菌•直到1995年，Mulder等处理酵母废水的反硝化流化床反应器内发现了NH+4消失的现象，从而证实了厌氧氨氧化反应的存在厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation ，Anammox是在缺氧条件下以亚硝酸盐(NO-2)为电子受体将氨(NH+4)转化成氮气(N2)，同时伴随着以亚硝酸盐为电子供体固定CO2 并产生硝酸盐(NO-3)的生物过程•执行该过程的微生物称之为厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria ，AAOB，其化学计量学方程式如下：1NH+4+1.32N0-2+0.066HC0-3+0.13H+T1.O2N2+O.26NO-3+O.O66CH2OO.5NO.15+2.O3H2O由于氨氧化细菌（Ammoniumoxidation bacteria , AOB可将氨氧化成亚硝酸盐，为AAOB提供基质，所以目前对厌氧氨氧化工艺的应用通常与短程硝化（亚硝化）联系在一起•图2为亚硝化-厌氧氨氧化工艺与传统的硝化-反硝化工艺的对比，通过对比可知亚硝化-厌氧氨氧化工艺具有如下优点：图2硝化-反硝化工艺与亚硝化-厌氧氨氧化工艺的比较①厌氧氨氧化在缺氧条件下进行，无需氧气的供应，可节省62.5%的能源消耗•②厌氧氨氧化以无机碳（CO2或HCO-3）为碳源，无需投加有机碳，大大节省了碳源•③亚硝化-厌氧氨氧化所产生的CO2与普通的硝化-反硝化系统相比减少90%.④AAOB生长缓慢、产率低，因此工艺剩余污泥量少，污泥处置费用低⑤厌氧氨氧化氮去除率及氮去除负荷较高，从而能够减少工艺占地面积，降低工艺基建成本•AAOB是一群分支很深的浮霉状菌.AAOB生长缓慢，在30~40 C条件下，其倍增时间为10~14 d，细胞产率为0.11 g（VSS）/g（NH+4），如果对培养条件进行优化，其倍增时间可缩短至4.8 d，甚至1.8 d.如表1所示为目前已发现的5属17种AnammoX S.相关研究表明，AAOB为地球氮循环做出了巨大贡献，目前已在自然环境和人工环境中发现了大量AAOB勺存在.其中厌氧的自然生态系统包括：海洋沉积物和海洋水体、淡水沉积物和淡水水体、红树林地区（以及陆地生态系统等.而在人工生态系统中包括：污水处理厂、海洋循环水产养殖系统、垃圾渗滤液处理系统.此外，人们以各种环境中发现的AAOB乍为基础，将其引入污水处理系统，循序渐进地对AAOE进行驯化培养以处理各类废水，包括实验室规模、中试规模及实际规模的污泥消化液、垃圾渗滤液、焦化废水、味精废水、养猪废水（以及制药废水等.表1目前已发现的5属17种AAOBITECOO*.I（値1 m^il NOi0 4 S mol MO5：+3- £ COD q 科矗.表1目前已发现的5g17#AAOBTable.1 The five genera and seventeen species of AAOB discovered to date属名种名电子供体电子受体规嘎反应器/自然坏境/水质温度rc PHGenBank 注册号文献Brocadia C and idatus BrocadiaanammoxidansNH\NCT2实际观複AF375994(StrciC and idatus BrocadiafuigidaNH+4/乙酸盐NO*2小试SBR（台成愿水）337・0~7.3 DQ459989(KarC and idatus BrocadiasinicaNH\NO*2小试腔胀床反应器30GQ175281(Hu$ C and idatus Brocad/abrasiliensisNH\NO*2小试SBR（合成废水）34-357.5GQ896513(ArauC and idatus BrocadiacaroliniensisNH\NO"2小试升流式反应器潴粪虑水）30(RotrKuenenia C and idatus KuenenstuttgartiensisNH\NO"2小试生物滤迪（污泥消化液）23-2677-8.4 AF375995(SchiScalindua C and idatus ScalinduabrodaeNH\NO*2实际规模生物转盘血圾渗滤液）22-25AY254882(SchiC and idatus ScalinduawagneriNH\NO'2实际观檯生物转盘（i立圾渗慮液）22-25AY254883(Schi C and idatus ScalinduasorokiniiNH\NO*2自然生态系统黒海次氧化层区域（92 m）10AY257181(KuyiEU478593~iv -aw T-aMnawvr vmnLT T：WBa rat) teaNH\iT<ur阿叔白海爼1 m）EU473625(WoeOHM208755C and idatus Scalindua NO-自然生态畦利油田NH*i55~757.3-8.1 -(Li ete sinooifieid2系统(1200-2000 m)HM208/SBGQ331139中国甫海3300■C and idatus ^cadndua NO-自然主态NH*i m、1900 m、2-4GQ331201(Honq zhenghei2系统1100 1153 m GQ12Q2-GQ331244黒海缺氧区上层C and idatus ScahnduaNH\NCT 自然生态l000m(a s=17.19)DQ368233(Fuch;rreftands/f系统2012)2000m[(r8-17.21)C and fdatus Scaiindua rjo'自然生态孺典AlsOeckih^ 十“(van diNH\15-187.0-8.0profunda2系统沉稅物at 20C and tdaius Jetten.'a rjo-上谎式序氧生物反(Tsusl 」ettenta NH\小试30*35DQ305513 a^atica2应器i台成废水｝2007}C and idatusAnammoxoglobus Anammoxoglobus丙酸NO-小试合咸废水）337.0-7.3 DQ3176Q1(Kartalpropionfcus盐C and idatusscr无纺布生物轉盘Anammoxoglobus NH\小试8-S.2[Liu et£!台成恵水｝su(fate注：CT羲示势密度•定文対在物理縛澤学中，把某压力下的淪体质绝热的移訪到标堆大气压下时，其所对应的密度值'厌氧氨氧化工艺是一种高效脱氮工艺，其最大氮负荷可达9.5 kg • m-3 • d-1 ,且处理污水成本只需0.75C = • kg-1，因此厌氧氨氧化是一种极具前景的生物处理工艺.但由于厌氧氨氧化至今未能获得纯培养，为了得到高纯度的AAOB目前只能用密度梯度离心的方法获得纯度为99.8%的AAOB因此对AAOB的研究仍受到很大的阻碍，这意味着对厌氧氨氧化工艺的应用及推广也会带来诸多难题.然而“在单个细胞水平上对基因组进行测序”的单细胞测序技术能够解决上述难题.因此对AAOB勺进一步了解有赖于单细胞测序技术的成熟应用.3 AAOB与其他微生物之间的关系在自然生态系统和人工生态系统中，AAOB不仅与环境有着密切的关系，而且与其他微生物也有着密切的关系.微生物之间的关系有种内和种间关系.其中AAOB勺种内关系主要体现在群体感应系统，而AAOB勺种间关系主要是与氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化菌、厌氧甲烷氧化菌的合作与竞争关系.3.1 AAOB的种内关系（群体感应系统）群体感应作为一种通讯机制在微生物细胞之间普遍存在，它能够根据菌群密度和周围环境的变化来调节基因表达，从而控制菌群行为•由于AAOB至今未能得到纯培物，所以对AAOB群体感应的深入研究无从下手•但根据目前对AAOB勺研究来看，Ding等(Ding et al. ,2013)认为有3个现象可以推测厌氧氨氧化菌之间存在群体感应系统(1) 厌氧氨氧化活性存在密度依赖性•根据Strous等的研究发现，只有当AAOB细胞浓度大于1010〜1011 cell • mL-1时，AAO时具有厌氧氨氧化活性.(2) 目前认为AAOB属于革兰氏阴性细菌，而对于革兰氏阴性细菌的群体感应系统而言其自诱导物为N-乙酰化高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones , AHLs)类化合物，主要用作种内"语言”，且对于革兰氏阴性菌中AHLs的合成来说，S-腺苷甲硫氨酸(S- adenosylmethionine , SAM和乙酰化载体蛋白(acyl-acyl carrier protein , acyl-ACP)是必要的生物分子.Strous 等利用宏基因组学技术对 C and idatus Kuenenia stuttgartiensis 的脂肪酸代谢基因组学信息进行了研究，发现其具有编码SAM和acyl-ACP的合成酶的相关基因，证明其具有自诱导物合成潜力.(3) De Clippeleir 等在研究长链高丝氨酸内酯对OLANDfc物膜中厌氧氨氧化速率的影响时发现，在OLAN［生物膜系统中，添加N-十二酰基高丝氨酸内酯(N-dodecanoyl homoserine lactone , C12-HSL)可以增强AAOB^性，而对AOB没有影响.C12-HSL 属于AHLs 中碳链较长的一种，其对革兰氏阴性细菌的自诱导起到关键的作用3.2 AAOB的种间关系3.2.1 AAOB的种间竞争关系目前已发现的AAOB有5属17种，根据目前对AAOB勺研究来说，除了用AAOB处理垃圾渗滤液的研究中发现 C and idatus Scalindua brodae 和C and idatus Scalindua wagneri有等量共存的现象，绝大多数情况下很少能发现两种AAOE在相同单一生境中等量共存的现象，这意味着AAOB勺确存在种间的竞争关系.不论在自然生态系统还是人工生态系统 C andidatus Brocadia 和C and idatus Kuenenia 都最为常见，现以该两种菌属为例讨论AAOB的种间竞争关系.图 3 C and idatus Kuenenia 与 C and idatus Brocadia 的竞争曲线van der Star等，用膜生物反应器富集AAOB寸发现，在富集过程中存在种群结构逐渐由原来的 C and idatus Brocadia 转变为C and idatus Kuenenia 的现象.他们认为 C and idatus Brocadia的繁殖策略属于r-策略，而C and idatus Kuenenia则属于K-策略.图3为 C and idatus Kuenenia 与 C and idatus Brocadia 的竞争曲线，其中 C and idatus Kuenenia 的亚硝酸盐半饱和常数KS=0.2〜0.3 mol • L-1，而C and idatus Brocadia 的亚硝酸盐半饱和常数KS~ 5 卩mol • L-1.因此C and idatus Kuenenia 较C and idatus Brocadia 生长缓慢，所以在底物浓度较低的情况下， C and idatus Kuenenia 占主导作用，相反在底物浓度较高的情况下， C and idatus Brocadia 占主导作用.因此，对于污水处理系统的高效运行来说，Cand idatus Brocadia可能是很好的选择.而对于处理低浓度废水 C and idatus Kuenenia则更为合适.3.2.2 AAOB与硝化菌的种间关系(1) AAOB与硝化菌基于底物协同作用AOB#氨氧化成亚硝酸盐，为AAOB提供基质，与此同时AAOB也为AOB去除有毒物质(亚硝酸盐).在自然生态系统中，AOE和AAOB经常共同生长在氧最小区域(oxygen minimumzones , OMZs).目前已在多处海洋的OMZs处发现AOB和AAOB勺存在，如智利北部OMZs发现AAOB且在同一地平线处的秘鲁OMZs中发现AOB如图4所示，为海洋生态系统中AAOB与其他微生物的竞争协同关系.据报道，在海洋50 m深处，AAOB的生物量(高达3000cell -mL-1)和多样性最高，而当深度达到300 m时，AAO啲生物量降低到450 cell -mL-1.这是因为深达300 m处的海洋极度缺氧，导致AOB不能生存，因此不能为AAOB提供充足的亚硝酸盐，所以在300 m深处AAOB活性丧失.同时在黑海的OMZs中也存在着AOB-AAOBT利共存的现象.图4海洋生态系统中AAOB与其他微生物的竞争协同作用示意图在人工生态系统中，CANON(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite)工艺禾口OLAND(oxygen limited autotrophic nitrification and denitrification) 工艺结合AOB和AAOB进行脱氮.其原理为AOB首先将氨转化成亚硝酸盐，之后由AAOB各剩余的氨和AOB产生的亚硝酸盐转化成氮气.Sliekers 等研究表明AAOB不具备水解尿素的能力，因此AAOB不能以尿素作为氮源，但是AOB具有将尿素转化为氨氮的能力，因此在处理含尿素废水时，AOB不但能为AAOB提供亚硝酸盐，而且还能提供氨氮.AAOB和AOB的协同作用主要依赖氨和亚硝酸盐，其中亚硝酸盐占主导地位(2) AA0B与硝化菌空间协同作用空间协同作用主要存在于颗粒污泥和生物膜中，AAOB AOB NOB在颗粒污泥或生物膜中的位置主要由DO决定.因为AAOB对氧气极为敏感，耐氧能力极低，所以AOB通常长在颗粒污泥或生物膜的表层，而AAOE则长在内部、这是因为AOB可以消耗氧气为AAOB提供缺氧环境，同时还可以提供亚硝酸盐基质•对NOB进行检测发现其在颗粒污泥中的含量远低于AOB究其原因主要是在低氧环境下AOB对氧的亲和力比NOB要强•图5所示为AAOB与AOB的空间协同作用关系•图5 AAOB与AOB的空间协同作用示意图(背景为颗粒污泥切片荧光原位杂交(fluorescenee in situ hybridization , FISH)图片；其中AAOB探# AMX368用Cy3 标记(红色),AOB探针NSO190 NOS1225用Cy5 标记(蓝色),NOB探针Ntspa662、NIT1035 用Fluos 标记(绿色))(3) AAOB与硝化菌基于底物和DO的竞争作用AOB和AAOB都以氨作为基质，然而DO作为一个重要的影响因子可以决定系统中的优势菌种.由于AAOB^需氧气所以在缺氧条件下AAOB占主导作用•但这并不意味着AOB会在系统中消失，因为AOB有多种代谢方式，这有益于他们在不利的条件下生存(Boek et al.，1995).有趣的是，据报道Nitrosomonas europaea也可以按照厌氧氨氧化方式进行代谢，但其竞争基质的能力弱于AAOB(Sehmidt and.氧对厌氧氨氧化活性具有极强抑制作用.据Jetten等报道微量的溶解氧(>0.5%)就会抑制厌氧氨氧化过程.而Strous等研究表明，只有在充入惰性气体，将水中的溶解氧完全吹脱时，AAO时具备降解氨及亚硝酸盐的能力，也就是说只有在严格无氧的条件下才能检测到厌氧氨氧化活性，且该研究进一步表明，溶解氧抑制是可逆的.此外AAOB与AOB相比其倍增时间长且细胞产率低.以上这些说明，当AOB与AAOB在好氧条件下进行竞争，AOB会获得更多的基质和空间.3.2.3 AAOB与反硝化菌的种间关系(1)AAOB与反硝化菌基于底物的协同作用在自然生态系统中，如海洋表面，由于氧气比较充足，氨可被氧化为硝酸盐，在水的流动作用下硝酸盐被传输到海洋深处的缺氧区，在缺氧区反硝化菌可将硝酸盐还原成亚硝酸盐，为AAOE提供必要基质.为了衡量厌氧氨氧化作用对海洋氮循环的贡献大小，对格陵兰东、西海岸的沉积物、杜尔塞海湾的缺氧水体以及黑海水域做了相关研究•发现由厌氧氨氧化作用所产生的N2占总N2的量分别为：1%~35% 19%~35彌40%.在人工生态系统中，AAOB^以和反硝化菌共存.在以反硝化污泥当做种泥来启动厌氧氨氧化反应器研究中发现AAOB 和反硝化菌都以亚硝酸盐当做基质，但能够决定脱氮过程的主要因素是C/N比和TOC负荷.Tai等以硝化污泥和反硝化污泥当做种泥来富集厌氧氨氧化，结果表明用反硝化污泥富集的厌氧氨氧化活性较高(以联氨氧化活性表征约0.16卩mol • beed-1 • h-1)，说明AAOE和反硝化菌的协同作用要强于AOB.(2)AAOB与反硝化菌基于底物和有机物的竞争作用反硝化菌和AAOB都以亚硝酸盐作为基质，但反硝化菌的另一种基质有机物能够抑制厌氧氨氧化活性.当COD/NO-2-N比值较低时，以厌氧氨氧化方式去除氮的过程不会有显著的影响，甚至AAOB能够利用有机物作为基质.但当COD/NO-2-N比值较高时，亚硝酸盐将会被反硝化菌所利用，从而抑制AAOB值得注意的是反硝化菌是异养菌，其生长速率和细胞产量都比AAOB高，自养的AAOB逐渐被淘洗从而使厌氧氨氧化的脱氮能力降低，这意味着如果反应器一直在不利于AAOB勺条件下运行，反硝化菌的数量将会超过AAOB勺数量，而AAOB&整个菌群中的比例将会随之降低.但相关研究表明在少量有机物存在的条件下AAOB^以执行另一种代谢途径：利用有机物作为电子供体将硝酸盐还原为氨，即异化硝酸盐还原为氨(dissimilatory nitrate reduction to ammonia , DNRA).图6 所示为少量有机物存在条件下，AAOB^反硝化菌的竞争关系.图6有机物存在下AAOB与反硝化菌的竞争关系Guven等研究表明，有机酸能被AAOB专化，而对于丙酸来说，其消耗速率较高为0.8nmol • min-1 • mg protei n-1 ，而葡萄糖、甲酸、丙酸则对厌氧氨氧化的活性无明显影响.进一步研究发现AAOB以亚硝酸盐或硝酸盐作为电子受体的情况下可将丙酸转化为CO2.且对长达150 d系统中的微生物进行种群结构的分析发现AAOB数量和反硝化菌的数量并没有显著变化，这意味着AAOB与反硝化菌相比显示出对丙酸的竞争优势.在膜曝气生物膜系统中，当COD/N>2时，厌氧氨氧化活性降低，异养菌成为优势菌属.当COD高于300 mg • L-1时，厌氧氨氧化活性丧失，甚至从系统中消失.Molinuevo 等研究表明，当COD高于290mg • L-1时，厌氧氨氧化作用被反硝化作用所取代.如若发生上述这些情况，通常采用AAOB细胞固定化技术或额外投加AAOB勺方法来解决.3.2.4 AAOB与厌氧甲烷氧化菌的种间关系据报道氨、溶解性甲烷、亚硝酸盐(硝酸盐)通常共存于缺氧生态环境中•而根据化学计量反应式(1)(2)，吉布斯自由能变皆小于零，说明反应可自发正向进行，因此可以推测自然界中存在以N0-2和N0-3为电子受体的厌氧甲烷氧化过程•但经过长时间的调查和研究都未曾在自然界中寻其踪迹•直至1991年，Smith等利用原位自然梯度示踪实验在受污染的地下水环境中发现了厌氧甲烷氧化耦合反硝化的现象，但一直未能获得其富集培养物•直至2006年Raghoebarsing 等，用Twentekanaal河的缺氧沉积物作为接种污泥，在实验室条件下获得了以硝态氮作为电子受体的厌氧甲烷氧化富集培养物，并将该过程命名为反硝化型甲烷厌氧氧化(De nitrificati on-depe ndent an aerobic metha ne oxidati on ，DAMO).值得注意的是，当系统中同时存在NO-2和NO-3时，反硝化型厌氧甲烷氧化过程优先利用亚硝酸盐作为电子受体，因此又将该过程称为依赖亚硝酸盐型的厌氧甲烷氧化(n itrite-depe nde ntan aerobic metha ne oxidati on ，N-DAMO).SCH^+SNOj+SH* ->5CO2+4N2+14H2O(AG°^^765 kJ*nM1r l) (1)3CH4+KNO；+8ir-+3CO2+4N2+10ll2OkJunoL) (2)在自然生态系统中，N-DAMOfc要分布于淡水水域，且在淡水沉积物和淡水水域中也发现了AAOB勺存在，这是否能够说明N-DAMO^ AAOB可以在相同的生境下共存呢？通过对N-DAMC与AAOB勺生理学和生态学的研究表明，N-DAMO< AAOB艮可能在含有甲烷、氨、氮氧化物的缺氧生态环境中共存.Wang在研究水稻土(0~100 cm)中N-DAMC与AAOB勺共存和分布时发现N-DAMO^ AAOB 共存于水稻土中，且两者均在30~60 cm处分布较多.Yang等，对青藏高原的两个盐湖(盐度分别为32和84 g • L-1)的表层沉积物进行研究，发现N-DAMO^ AAOB可以共存于天然盐碱环境中.Zhu等，对湿地生态系统中的厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化作用进行了详细的综述，并推测淡水湿地非常适合AAOB和N-DAMO勺共同生长.在人工生态系统中，同样也发现了N-DAMO< AAOB共存的现象.Luesken等，以N-DAMO富集污泥(70%~80%作为种泥，在SBR反应器中进行N-DAMO^ AAOB勺混合培养.161 d后，混合培养物中N-DAMO^ AAOB勺数量各占50%左右，且该系统能有效的同步去除氨、溶解性甲烷及亚硝酸盐，其亚硝酸盐转化速率为0.1 kg • m-3 • d-1(17.2 mmol • d-1).而Zhu等，则以实际规模的厌氧氨氧化反应器中的颗粒污泥作为种泥，进行N-DAMO^ AAOB勺混合培养研究.研究表明AAOB颗粒污泥作为接种污泥进行N-DAMO^ AAOB勺混合培养是可行的.同时他们也证明了实际规模的厌氧氨氧化反应器中的N-DAMO^确为NO-2(或NO-3)及甲烷的去除做了贡献.关于N-DAMOf AAOB勺协同与竞争作用的机制研究较少.如图6所示，为AAOB^ N-DAMO的竞争与协同作用关系.从图中可以看出，N-DAMOf AAOB都在缺氧条件下生存且都以亚硝酸盐作为电子受体，即他们在同一个体系中共同竞争亚硝酸盐.且Jetten等表明如果系统中氨含量过高，则N-DAMO将会失去与AAOB勺竞争能力，这说明AAOB与N-DAMC相比具有更强的亚硝酸盐亲和能力.此外，N-DAMC反应过程中所产生的CO2可作为AAOB勺无机碳源，而当NO-2浓度较低时，AAOB反应过程中产生的NO-3也可作为N-DAMO勺电子受体.厌氧消化工艺的主要终产物为氨和甲烷•气相中的甲烷易被收集和纯化用作能源物质,但液相中的甲烷却很难被回收，尤其是在低温条件下•如果不对溶解性甲烷进行适当处理，其将会缓慢释放到空气中造成温室效应•因此N-DAMO与AAOB昆合培养技术用于处理厌氧消化工艺出水具有非常光明的前景.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
厌氧氨氧化是一种高效的污水处理工艺，在实际应用中得到了广泛的应用。
本文将从原理、工艺流程及实际应用等方面对厌氧氨氧化污水处理工艺进行综述。
厌氧氨氧化是通过厌氧细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐或亚硝酸盐氧化为硝酸盐的过程。
这种过程不需要耗氧，并且能够在低温下进行，因此可以在一些特殊情况下进行高效的污水处理。
厌氧氨氧化的反应公式如下：
NH4+ + 1.5O2 → NO2- + 2H2O
NO2- + 0.5O2 → NO3-
厌氧氨氧化污水处理工艺的流程一般包括进水处理、污泥处理和出水处理三个步骤。
进水处理主要是将污水中的有机物和氨氮进行处理，以提高厌氧氨氧化的效果。
污泥处理主要是对厌氧氨氧化过程中产生的污泥进行处理，以减少污泥的产生量。
出水处理主要是对处理后的水质进行净化，以符合环境排放的要求。
厌氧氨氧化污水处理工艺也存在一些问题和挑战。
厌氧氨氧化需要有适宜的环境条件和厌氧菌群，而且对温度、pH值等因素的变化较为敏感。
厌氧氨氧化过程中会产生大量的污泥，如何处理这些污泥也是一个亟待解决的问题。
厌氧氨氧化的反应速度较慢，需要较长的反应时间。
厌氧氨氧化是一种高效的污水处理工艺，其原理简单，可在低温下进行。
厌氧氨氧化污水处理工艺在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
未来需要进一步研究和改进，以提高其处理效果和经济性。
厌氧氨氧化污水处理工艺
厌氧氨氧化污水处理工艺除COD外，水质控制的另一个重要指标是氮含量，传统的污水处理一般是硝化反硝化反硝化过程，需要额外的碳源和碱，不仅运行费用较高，而且还可能造成二次污染，影响脱氮处理效果。
随着科学技术的不断进步，人们逐渐开始关注新的生物脱氮技术，该项技术由于其具有独特的高效率、低消耗特点，厌氧氨氧化技术应运而生，并逐渐发展和应用。
1、厌氧氨氧化反应机理据相关学者调查研究表明，厌氧氨氧化技术主要是指在厌氧环境下，将亚硝酸氮(NO2-N)作为电子受体，将氨氮(NH4+N)作为电子供体，然后在将HCO3-和CO2作为碳源，利用厌氧氨氧化菌将氨氮氧化成氮气(N2)的一个过程。
在此过程中，势必会生成一定量的羟氨(NH2OH)和联氨(N2H4)，所以还应该对该过程进行不断地提升和完善，具体的反应公式如下：根据以上的反应方程公式，我们可以得出厌氧氨氧化技术的原理：在厌氧氨氧化反应中会消耗一定量的HCO3-和CO2，而没有增加额外的碳源，这样不仅能有效地实现节约成本，而且还可以有效防止反应中产生的两种污染;反应过程产生几乎没有N2O，可以有效地避免传统的温室气体排放造成的脱氮;生产碱的反应过程为零，无需添加中和试剂，更环保。
此外，该技术还具有泥生产少、节省耗氧量等优点，具有可持续开发利用的意义。
2、厌氧氨氧化污水处理工艺2.1亚硝化厌氧氨氧化工艺厌氧氨氧化是污水处理中最常用的氧氨氧化工艺之一。
在废水处理过程中，主要分为两个阶段，两个阶段分别在不同的容器中进行。
第一个是硝化阶段，将对氨氮转化为亚硝酸盐氨污水50%，厌氧氨氧化二阶段，对污水中残余元素氨和氮元素厌氧氨氧化反应的亚硝酸盐氮转化为生产，从而达到去除氨氮的目的。
亚硝化-厌氧氨氧化工艺具有四大优势，首先是通过硝化和厌氧氨氧化过程中会产生亚硝氨，这种物质是一种碱性物质，与厌氧水产生一定的碳酸氢盐，从而实现酸碱中和，它可以帮助实现水的酸碱平衡，然后硝化厌氧氨氧化废水处理，由于在不同的容器中的反应过程，和在不同环境下的反应容器，功能菌提供了自身成长更合适的环境，这是水可以减少物质对厌氧氨氧化菌的抑制作用。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展随着城市化和工业化进程的加快，废水排放量越来越大，而传统的污水处理工艺对高浓度、高难度废水的处理效果不佳。
因此，厌氧氨氧化污水处理工艺应运而生。
本文将从基本原理、关键环节、优劣势和实际应用等方面介绍厌氧氨氧化污水处理工艺并分析其研究进展。
1. 厌氧氨氧化污水处理工艺的基本原理和关键环节厌氧氨氧化污水处理工艺是一种新型的污水处理方法，其原理是通过厌氧条件下的硝化过程和厌氧条件下的硝化反应实现废水的脱氮脱磷。
该工艺的主要反应为：1. 厌氧氨氧化反应：NH4++2HCO3-+1.5O2+0.05H2O→1.07NO2-+1.22H2O+2CO2+2H+；可以看出，厌氧氨氧化污水处理工艺需要两个关键环节，即厌氧氨氧化反应和厌氧硝化反应。
在厌氧氨氧化过程中，氧被用来氧化有机质，而同时氨氮被氧化成亚硝酸，然后在厌氧条件下通过厌氧硝化反应进一步转化为氮。
这种脱氮方式不需要从废水中删除过多的电子，因此，在大量有机污染物和高量氨氮的条件下，厌氧氨氧化污水处理工艺能够得到更优秀的效果。
2.1 优势（1）良好的脱氮效果。
厌氧氨氧化污水处理工艺不仅可以降低废水中氨氮的浓度，还可以将氨氮完全转化为氮气。
同时，在厌氧条件下，硫化氢还被氧化成元素硫或硫酸根。
（2）化学药品的消耗少。
相比传统的生物降解法，厌氧氨氧化污水处理工艺在废水去除过程中不需要消耗大量的化学药品。
（3）占地面积小。
传统的生物降解法需要大面积地占地，而厌氧氨氧化工艺可以通过压缩比例达到减小面积的效果，因此更加适合城市化地区的污水处理。
（1）厌氧氨氧化污水处理工艺对COD（化学需氧量）的去除效果较弱，因此需要ERP （生物处理方法）来降低COD的浓度。
（2）该工艺不适用于氨氮浓度低的污水，适用范围有一定限制。
随着科技的不断发展和创新，厌氧氨氧化污水处理工艺取得了许多实际应用研究成果。
目前的研究进展主要体现在以下几个方面：3.1 工艺参数研究近年来，越来越多的研究人员致力于研究厌氧氨氧化污水处理工艺优化的关键参数，例如，适宜的氧化还原电位范围、COD负荷率、温度和反应时间等。
三级厌氧氨氧化处理生活污水与硝酸盐废水
三级厌氧氨氧化处理生活污水与硝酸盐废水三级厌氧氨氧化处理生活污水与硝酸盐废水引言随着城市化进程的加快，生活污水和工业废水的处理成为人们关注的焦点。
其中，生活污水和含有高浓度硝酸盐的工业废水是两类常见的污水类型。
本文将介绍一种先进的处理方法——三级厌氧氨氧化技术，用于处理生活污水和硝酸盐废水，来达到净化水质、降低环境污染的目的。
一、三级厌氧氨氧化技术的原理三级厌氧氨氧化技术是一种利用微生物通过厌氧条件下的氨氧化反应将氨态氮转化为硝态氮的处理方法。
其原理是将含有氨态氮的废水经过三级处理，分别利用三组厌氧反应器来完成氨氮的氧化过程。
首先，废水进入第一级反应器，通过调控反应器内氧气含量和培养特定厌氧氨氧化微生物，使其将氨态氮转化为硝态氮。
然后，经过中间处理，再进入第二级反应器，进行进一步的氨氧化反应。
最后，通过第三级反应器完成氨氮的彻底氧化反应，将废水中的硝酸盐转变为氮气，达到净化废水的目的。
二、三级厌氧氨氧化技术的优势1. 可同时处理生活污水和硝酸盐废水：三级厌氧氨氧化技术能够处理多种类型的废水，包括生活污水和含有高浓度硝酸盐的工业废水，具有广泛的应用价值。
2. 减少处理工艺的复杂性：相较于传统的废水处理方法，三级厌氧氨氧化技术减少了一些复杂的处理步骤，如曝气、沉淀等，简化了整个处理流程。
3. 降低能源消耗：由于三级厌氧氨氧化技术的氨氧化反应是在厌氧条件下进行的，相比传统生物脱氮工艺，不需要额外供氧，减少了能源消耗。
4. 产生较少的副产物：废水处理过程中，一些废物和副产物会对环境造成二次污染。
三级厌氧氨氧化技术可以有效减少废物的产生，降低了对环境的污染。
三、三级厌氧氨氧化技术的应用案例目前，三级厌氧氨氧化技术已经在一些工业废水处理厂中得到了应用。
例如，在某废水处理厂的实验室条件下，通过对不同比例的生活污水和含硝酸盐的工业废水混合物进行三级厌氧氨氧化处理，发现该技术对污水的氨氮和硝酸盐去除效果显著。
经过处理后，污水中的氨态氮和硝酸盐几乎被完全去除，出水水质达到了国家标准。
污水处理中的厌氧氨氧化技术
拓宽应用范围
厌氧氨氧化技术适用于多种 类型的废水处理，包括工业 废水、城市污水等，具有广 泛的应用前景。
对未来研究的展望
深入研究反应机制
开发高效反应器
进一步深入研究厌氧氨氧化 技术的反应机制和微生物学 特性，有助于优化反应过程
和提高处理效率。
研发高效、稳定的厌氧氨氧 化反应器是未来的研究重点 ，有助于实现技术的规模化
应用。
拓展应用领域
加强工程实践研究
将厌氧氨氧化技术应用于更 多类型的废水处理领域，如 高盐废水、含重金属废水等
，以拓宽其应用范围。
加强厌氧氨氧化技术在工程 实践中的应用研究，不断完 善技术的实际运行效果和经
济效益。
THANKS
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pH值
厌氧氨氧化反应的最佳pH值为7.0-8.0。
温度
厌氧氨氧化反应的最佳温度为30-40℃。
停留时间
厌氧氨氧化反应的停留时间一般为2-4小时。
溶解氧
厌氧氨氧化反应中，溶解氧的浓度应低于0.5mg/L。
03
厌氧氨氧化技术的优势与 挑战
厌氧氨氧化技术的优势
节能减耗
厌氧氨氧化技术是一种节能的污水处 理技术，相较于传统的硝化反硝化过 程，可以显著降低能耗。
例如，在北京某大型城市污水处理厂中，通过引入厌氧氨氧化技术，成功实现了高 浓度氨氮废水的处理，并取得了良好的处理效果。
工业废水处理中的应用案例
工业废水成分复杂，处理难度较大。厌氧氨氧化技术在此领域的应用，为工业废水处理提供了新的解 决方案。
在实际应用中，针对不同行业的工业废水，通过合理的工艺设计和参数优化，可以实现高效脱氮，降低 处理成本。
该反应不产生有毒物质，且氮气是自然界的非 活性气体，因此厌氧氨氧化技术是一种环境友 好的污水处理方法。
厌氧膜生物反应器耦联厌氧氨氧化用于废水处理的技术原理及调控方法
厌氧膜生物反应器耦联厌氧氨氧化用于废水处理的技术原理及调控方法厌氧膜生物反应器耦联厌氧氨氧化技术在废水处理领域具有重要的应用意义，其原理和调控方法的研究对于提高废水处理效率，降低能耗和减少环境污染具有重要意义。
本文将从技术原理和调控方法两个方面展开研究。
一、技术原理厌氧膜生物反应器耦联厌氧氨氧化技术是一种新型的废水处理技术，其原理主要包括废水预处理、厌氧氨氧化和脱氮三个部分。
1.废水预处理废水预处理是指对进入生物反应器的原水进行初步处理，包括去除大颗粒杂质、调节水质和水温等工作。
这一步骤的目的是为了提高后续生物反应器的运行效率，保证厌氧膜生物反应器的正常运行。
2.厌氧氨氧化厌氧氨氧化是指在无氧环境下，利用厌氧细菌将废水中的氨氮转化为氮气的过程。
这一过程主要发生在厌氧膜生物反应器中，利用特殊的膜技术，将细菌固定在膜上进行反应。
在这一步骤中，细菌通过氨氧化作用将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，最终释放出氮气。
3.脱氮脱氮是指将经过厌氧氨氧化反应产生的亚硝酸盐和硝酸盐进一步转化为氮气的过程。
这一步骤一般在好氧生物反应器中进行，通过好氧细菌的作用，将废水中的亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，最终实现废水中氮的彻底去除。
二、调控方法厌氧膜生物反应器耦联厌氧氨氧化技术的调控方法对于提高废水处理效率、降低能耗和减少环境污染具有重要意义。
主要包括适当控制氧气浓度、提高有机负荷和氨氮负荷、优化菌群结构等方面。
1.控制氧气浓度氧气是厌氧氨氧化反应过程中的关键因素，适当的氧气浓度可以提供细菌生长所需的能量，促进氨氮的转化。
过高或过低的氧气浓度都会影响反应效率，因此需要通过控制氧气供给量或者调节反应器内的气氛压力来实现氧气浓度的合理控制。
2.提高有机负荷和氨氮负荷在厌氧膜生物反应器中，适量的有机负荷和氨氮负荷能够促进细菌的生长繁殖，提高反应效率。
通过调节废水中有机物和氨氮的浓度，以及控制进水流量和反应器容积，可以有效提高有机负荷和氨氮负荷，从而提高废水处理效率。
厌氧氨氧化法
厌氧氨氧化法厌氧氨氧化法是一种利用厌氧细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐的生物处理方法。
它是一种新型的废水处理技术，具有高效、低能耗、易操作等优点，逐渐受到人们的关注和应用。
厌氧氨氧化法主要是通过厌氧氨氧化细菌来实现废水中氨氮的去除。
这些细菌主要生活在厌氧条件下，通过代谢将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐。
这个过程是通过厌氧氨氧化细菌的代谢活动来完成的，它们利用废水中的氨氮作为电子供体，同时将氨氮氧化为亚硝酸盐，释放出能量。
这个过程是在缺氧条件下进行的，不需要供氧，因此能够节约能源。
厌氧氨氧化法的工艺流程相对简单，主要包括反应池、曝气装置、沉淀池等。
废水首先进入反应池，与厌氧氨氧化细菌接触，进行氨氮氧化反应。
然后，通过曝气装置给予废水适量的氧气，促进亚硝酸盐的氧化。
最后，废水进入沉淀池，亚硝酸盐在此沉淀下来，经过处理后的废水得以排放。
厌氧氨氧化法相较于传统的生物处理方法，具有多方面的优势。
首先，该方法可以在低温下运行，适用于寒冷地区的废水处理。
其次，厌氧氨氧化法对氨氮的去除效果较好，能够将废水中的氨氮去除率提高到90%以上。
此外，厌氧氨氧化法的操作简单，不需要复杂的氧气供应系统，降低了设备的运行成本。
然而，厌氧氨氧化法也存在一些问题和挑战。
首先，厌氧氨氧化细菌的培养和保持是该技术的关键。
这些细菌对环境条件较为敏感，需要维持一定的温度、pH值和营养物质等条件才能正常生长和代谢。
其次，厌氧氨氧化法在一些特殊情况下可能会产生亚硝胺等对人体有害的物质，因此需要对处理后的废水进行二次处理。
总的来说，厌氧氨氧化法是一种高效、低能耗的废水处理技术，具有广阔的应用前景。
在今后的研究和工程实践中，需要进一步完善该技术的操作参数和控制策略，提高其去除效果和稳定性。
同时，也需要加强对厌氧氨氧化细菌的研究，发现更多的厌氧氨氧化细菌种类，提高其适应性和活性。
相信在不久的将来，厌氧氨氧化法将成为废水处理领域的重要技术之一。
厌氧氨氧化污水处理技术
厌氧氨氧化污水处理技术厌氧氨氧化工艺是一项新兴的污水处理技术，它的脱氮效果比较明显。
在实际应用的过程中，其工艺技术流程运行的时间短，而且相关成本费用比较低，所以在厌氧氨氧化工艺技术出现的同时，便受到了很多相关研究人员与社会学者的广泛关注。
1、厌氧氨氧化工艺的原理厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌以NH3-N为电子供体，以NO2-N为电子受体，将NH3-N和NO2-N同时转化成N2，以实现废水中氮素的脱除。
郑平通过研究厌氧氨氧化菌混培物的基质转化特性，认为除被证实的硝酸盐外，NO2-N和N2O也能作为厌氧氨氧化的电子受体，将NH3-N转化为N2。
厌氧氨氧化工艺作为一种新型高效的脱氮技术，与传统的污水脱氮除磷工艺比较，具有耗氧量少、无需外加碳源、污泥产量低和无二次污染等众多优点。
2、厌氧氨氧化污水处理工艺的研究进展2.1高氨氯废水的应用研究在现阶段的发展过程中，污水处理厌氧氨氧化工艺的使用主要体现在两个方面，一种是高氨氯废水处理应用，另一种是低氨氯废水处理应用。
但是，这两种方法在实际应用效果中，比较明显的还要属高氨氯废水处理技术。
主要体现在以下几个方面：一是，污泥消化液处理在污水处理系统运行的过程中，起着至关重要的作用。
在过去进行污泥消化液的过程中，相关的工作人员只是对其进行简单的厌氧氨氧化处理，而不对其进行特殊的脱氮处理。
这种情况的出现不但严重的影响了后续工作人员脱氮的效率和质量，还在一定程度上提升了系统运作成本。
因此在工作人员会应用高氨氯废水处理方法来完善污泥消化液处理过程中存在的不足，以此来提高处理质量。
二是，人们在日常的生活中，会产生大量的垃圾，而且一些垃圾不能进行充分的降解或通过一些环保的手段进行处理，所以一些垃圾处理工程会选择填埋的方式，对这些垃圾进行处理。
但是随着时间的推移，这些被填埋的垃圾会产生一些化学元素以及一些积液，如碳、氮以及高氮氨化液等物质。
特别是高氮氨化液，经过长时间的产生，会慢慢的渗透到附近的水域中，从而对附近的水域造成影响。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展随着工业化和城市化的发展，污水处理成为了各国环保工作的重要组成部分。
在污水处理工艺中，厌氧氨氧化工艺因其高效、节能等优势而备受关注。
本文将介绍厌氧氨氧化污水处理工艺的原理、特点以及实际应用研究进展。
一、厌氧氨氧化污水处理工艺原理及特点厌氧氨氧化是指在缺氧条件下，利用厌氧氨氧化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐。
这种氧化过程是在缺氧条件下进行的，因此需要将反硝化和厌氧氨氧化过程结合起来，才能有效地处理污水。
(1) 高效：厌氧氨氧化工艺适用于高浓度氨氮的废水处理，其氨氮去除效率高。
由于厌氧氨氧化工艺不需要额外供氧，因此能够节约能源。
(2) 可控制：通过控制污水中氧气的供应量，可以有效控制污水中的氨氮浓度，从而保持污水处理过程的稳定性。
(3) 适用范围广：厌氧氨氧化工艺可以适用于各种不同类型的污水，包括废水处理厂的进水、城市污水处理厂的进水等。
(4) 对污泥产生少：相比于传统的好氧氨氮处理工艺，厌氧氨氧化工艺产生的污泥更少，降低了后续处理成本。
1. 厌氧氨氧化工艺在污水处理厂的应用厌氧氨氧化工艺已经在一些污水处理厂中得到了应用。
以中国为例，北京、上海等地的一些污水处理厂采用了厌氧氨氧化工艺来处理污水。
通过实际应用，厌氧氨氧化工艺在提高氨氮去除效率的还能够节约运行成本，取得了良好的效果。
2. 厌氧氨氧化工艺的优化研究为了进一步提高厌氧氨氧化工艺的处理效率，一些研究机构进行了相关的优化研究。
有学者通过改善反硝化微生物的附着和生长环境，使其在厌氧条件下更加活跃，从而提高了厌氧氨氧化工艺的效果。
一些研究还着重研究了厌氧氨氧化反应器的结构设计和氨氮浓度控制策略等，以进一步优化厌氧氨氧化工艺。
除了单独应用厌氧氨氧化工艺外，还有研究人员探索了厌氧氨氧化工艺与其他工艺的结合应用。
有研究报道了将厌氧氨氧化和好氧硝化工艺结合，利用两种工艺互补的特点，提高了污水处理的效果。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展厌氧氨氧化（Anammox）是一种新型的生物处理技术，主要应用于污水处理过程中的氮去除。
与传统的硝化/脱硝（nitrification/denitrification）工艺相比，厌氧氨氧化工艺具有许多优势，如高效能、低能耗、无需外加供碳源等。
它在污水处理领域引起了广泛的关注和研究。
厌氧氨氧化主要通过厌氧氨氧化细菌（Anammox bacteria）完成，这些细菌能够将氨氮和亚硝酸氮直接转化为氮气，并释放出足够的能量维持其代谢过程。
厌氧氨氧化工艺一般包括预处理、反应器和后处理等步骤。
预处理主要针对初步处理过程中的有机物进行去除，以提供良好的环境条件供厌氧氨氧化细菌生长。
反应器是厌氧氨氧化的核心部分，细菌在这里完成氨氮和亚硝酸氮的转化过程。
后处理主要用于除去反应器中产生的副产物，如亚硝酸盐和硫化物等。
近年来，厌氧氨氧化工艺在实际应用中取得了一些重要的研究进展。
在废水处理领域，厌氧氨氧化工艺已经成功应用于城市污水处理厂、工业废水处理和农业废水处理等方面。
一些研究表明，厌氧氨氧化工艺在氮去除效率和能源消耗方面均优于传统的硝化/脱硝工艺。
在新能源领域，厌氧氨氧化工艺可以利用产生的氮气来产生电能。
一些研究者正在探索利用厌氧氨氧化工艺来提供一种新的生物能源解决方案。
在资源回收方面，厌氧氨氧化工艺可以将废水中的氮转化为氮素肥料，用于农业生产等用途。
尽管厌氧氨氧化工艺具有诸多优势和潜在的应用价值，但在实际应用中还存在一些挑战和限制。
厌氧氨氧化细菌对环境条件有一定的要求，如适宜的温度、pH值和氧气浓度等，这对工艺的操作和控制提出了一定的要求。
厌氧氨氧化细菌的生长速率相对较慢，这限制了工艺的处理能力。
厌氧氨氧化工艺对有机物的耐受性相对较差，废水中的有机物负荷过高会抑制细菌的活性和氮去除效果。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展随着城市化进程的不断加快和人民生活水平的不断提高，城市污水处理已经成为了一项重要的任务。
厌氧氨氧化污水处理工艺是近年来发展的一种新型的污水处理技术，已经在国内外得到了广泛的应用和研究。
本文将对厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展进行介绍。
一、厌氧氨氧化污水处理工艺的原理厌氧氨氧化污水处理工艺是一种同时满足氨氧化和反硝化作用的污水处理工艺，它主要通过Moxox反应（ammonium oxidizing bacteria + nitrite oxidizing bacteria + anaerobic ammonia oxidizing bacteria）来完成。
Moxox反应的基本原理是，通过生物体将氨氮在厌氧状态下转化为亚硝酸盐，再在反硝化部分之后通过反硝化作用转化为氮气。
Moxox反应的具体流程如下：1、厌氧氨氧化细菌将NH4+氧化为NO2-。
3、反硝化细菌将NO3-还原为N2。
1、在对污水中的氮和有机物进行处理时，厌氧氨氧化污水处理工艺优于传统的硝化/反硝化工艺。
2、厌氧氨氧化污水处理工艺可以减少污水处理的反应器数目，从而降低处理设施的投资成本。
4、厌氧氨氧化污水处理工艺对洪水适应性较强，特别是对于雨季间的城市污水处理。
厌氧氨氧化污水处理工艺已经在国内外的许多城市中得到了广泛应用。
以下是几个实例：1、中国杭州：杭州在2018年选用了厌氧氨氧化污水处理工艺，建设一座6000m³/d的污水处理厂，该工艺最佳适用于低碳水化合物污水的处理，而杭州的污水中含有少量的粪便，而这对于厌氧氨氧化污水处理工艺来说是最好的。
2、美国拉斯维加斯：拉斯维加斯的氮气排放是该市的主要环境问题之一，而且占用了大量的地面空间。
该市最近建立了一个厌氧氨氧化污水处理工厂，可以将条件稳定的高浓度氮气转化为无害的氮氧化物，同时为农业生产场所提供便利。
3、英国华威郡：位于华威郡的厌氧氨氧化污水处理厂是欧洲最大的特点是高水泵出量和低氮气排放。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展一、厌氧氨氧化污水处理工艺原理厌氧氨氧化污水处理工艺是指在缺氧或无氧条件下，利用厌氧微生物菌群将氨氮氧化为亚硝酸盐或氮氧化物。
该工艺主要包括反硝化、叠氮和厌氧氨氧化过程。
反硝化是指厌氧的亚硝酸盐转化为氮气的过程，而叠氮是指厌氧的硝酸盐转化为氮气的过程。
厌氧氨氧化过程则是指在厌氧条件下，氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐的过程。
整个工艺过程中，厌氧氨氧化是其中的关键环节，对于氨氮的高效去除起着至关重要的作用。
二、厌氧氨氧化污水处理工艺的优势相比传统的氨氮处理技术，厌氧氨氧化污水处理工艺具有许多优势。
该工艺能够在较低的氧化还原电位条件下高效去除氨氮，降低了能耗和操作成本。
厌氧氨氧化过程中产生的氮气对大气层中的温室气体具有减排作用，有利于减缓气候变化。
厌氧氨氧化也能够降低曝气系统的运行负荷，减少了气泡和杂质对微生物的冲击，降低了设备的维护成本。
厌氧氨氧化污水处理工艺在氨氮高效处理方面具有巨大的潜力。
三、厌氧氨氧化污水处理工艺的实际应用研究进展1. 工艺优化近年来，研究人员对厌氧氨氧化污水处理工艺进行了不断的优化。
借助生物膜反应器和生物滤池等新型反应器，提高了厌氧氨氧化反应区的生物量和活性，从而增加了氨氮的去除效率。
采用优化的投药方案和运行参数，如调节C/N比和pH值，也能够有效提高厌氧氨氧化工艺的效果。
这些优化措施不仅提高了工艺的氨氮去除率，还降低了操作成本和设备能耗。
2. 技术集成除了工艺本身的优化外，研究人员还将厌氧氨氧化工艺与其他污水处理技术进行了有效的集成。
将厌氧氨氧化工艺与传统的好氧生物处理工艺相结合，可以实现对污水中氨氮的高效去除和有机物的降解，从而达到全面的污水处理效果。
利用膜分离技术将厌氧氨氧化工艺与膜生物反应器相结合，还可以实现对污泥的高效分离和回收，减少了污泥的处理和处置成本，提高了资源利用效率。
3. 应用拓展除了在城市污水处理厂中的广泛应用外，厌氧氨氧化工艺在工业废水处理和农村污水处理领域也有着广阔的应用前景。
工业废水厌氧氨氧化脱氮处理技术推广方案(五)
工业废水厌氧氨氧化脱氮处理技术推广方案一、实施背景随着工业化进程的加快，工业废水排放成为了严重的环境问题。
废水中的氨氮含量高，对环境造成了严重的污染。
传统的废水处理方法往往采用生化处理，但由于氨氮的难降解性，处理效果不佳。
因此，推广一种新的工业废水厌氧氨氧化脱氮处理技术是非常必要的。
二、工作原理该技术的工作原理是利用厌氧氨氧化反应将废水中的氨氮转化为氮气，达到脱氮的效果。
具体步骤如下：1. 废水进入反应器，与厌氧菌群接触。
2. 厌氧菌群利用废水中的有机物进行厌氧氨氧化反应，生成亚硝酸盐。
3. 亚硝酸盐进一步与废水中的氨氮反应，生成氮气。
4. 废水经过反应器后，经过沉淀和过滤等处理步骤，得到清洁的水体。
三、实施计划步骤1. 确定适用范围：该技术适用于高浓度氨氮废水的处理，如工业废水、农业废水等。
2. 设计反应器：根据废水的特点和处理需求，设计合适的反应器，包括反应器的尺寸、材料等。
3. 建设处理设施：根据实际情况，建设相应的废水处理设施，包括进水管道、反应器、沉淀池、过滤器等。
4. 选择合适的厌氧菌群：根据废水的特性，选择适合的厌氧菌群进行接种。
5. 进行试验：在实际工业废水处理场地进行试验，测试技术的处理效果和稳定性。
6. 优化工艺：根据试验结果，对工艺进行优化，提高处理效率和稳定性。
7. 推广应用：根据试验结果和优化后的工艺，推广应用该技术，推动工业废水处理工艺的改进。
四、适用范围该技术适用于高浓度氨氮废水的处理，包括工业废水、农业废水等。
尤其适用于氨氮难降解的情况下。
五、创新要点1. 利用厌氧氨氧化反应进行废水处理，能够有效降解氨氮。
2. 选择合适的厌氧菌群进行接种，提高反应效率和稳定性。
3. 优化工艺，提高处理效率和稳定性。
六、预期效果1. 有效降解废水中的氨氮，达到国家相关标准。
2. 减少废水对环境的污染，改善水质。
3. 提高废水处理的效率和稳定性，降低处理成本。
七、达到收益1. 减少环境污染，改善生态环境。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展随着城市化进程的加快和人口数量的不断增加，污水处理成为了一个亟待解决的问题。
对于厌氧氨氧化污水处理工艺的研究和应用，近年来也得到了越来越多的关注。
本文将介绍厌氧氨氧化污水处理工艺的基本原理、实际应用情况以及研究进展。
一、厌氧氨氧化污水处理工艺的基本原理厌氧氨氧化是一种利用厌氧微生物氧化氨氮的生物处理技术。
厌氧微生物是一种能在无氧或微氧条件下生长和代谢的微生物。
在厌氧条件下，厌氧微生物利用氨氮和有机物将来自污水中的氨氮氧化成亚硝酸盐，然后再通过硝化细菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。
硝酸盐能够提供充足的氧气来源，从而满足厌氧微生物的生长和代谢需求。
厌氧氨氧化污水处理工艺通过厌氧微生物和硝化细菌的两步反应，能够有效地去除污水中的氨氮，并且不产生过多的污泥，对于高浓度氨氮废水的处理效果尤为明显。
目前，厌氧氨氧化污水处理工艺已经在很多城市的污水处理厂得到了实际应用，并取得了良好的效果。
以中国为例，北京市密云区自来水有限公司的密云水厂采用了厌氧氨氧化工艺对城市生活污水进行处理，达到了一级A标准的排放标准。
厌氧氨氧化污水处理工艺还被广泛应用于一些工业废水的处理，如化工厂、制药厂等生产过程中产生的高浓度氨氮废水处理。
实际应用结果表明，厌氧氨氧化污水处理工艺具有良好的适用性和经济性，能够满足不同领域的废水处理需求。
近年来，关于厌氧氨氧化污水处理工艺的研究也取得了不少进展。
主要体现在以下几个方面：1. 工艺优化：针对厌氧氨氧化工艺存在的微生物生长速度慢、氨氮去除率低等问题，研究者通过不断改进和优化工艺条件和操作参数，如温度、pH值、进水C/N比等，提高了工艺的处理效果。
2. 新型生物填料的研发：生物填料是影响厌氧氨氧化工艺效果的关键因素之一。
研究者通过研发新型生物填料，如载体表面改性、处理方法优化等手段，提高填料表面积和生物活性，从而增强了厌氧氨氧化过程中的氨氮去除效果。
3. 生物技术的结合应用：生物技术的不断发展也为厌氧氨氧化污水处理工艺带来了新的可能。
最新厌氧氨氧化工艺处理流程及注意事项
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厌氧氨氧化工艺如何处理污水1 引言随着科技的迅速发展，工业化和城市化程度的不断提高，水体富营养化的问题日益严重，使得水资源更加紧张.而氮是引起水体富营养化的主要因素.所以越来越多的国家和地区制定了氮排放标准.因此，研究开发经济、高效的脱氮技术已成为水污染控制工程领域的研究重点.生物处理法作为19 世纪末废水处理新型技术，与物化处理法相比具有处理费用低，不会对环境造成二次污染等优点.因此，生物处理法至今已成为世界各国污水二、三级处理的主要手段.众所周知氮元素可在相应微生物的作用下转化成各种氧化态和化学形式(目前已知的生物氮循环途径如图 1所示)，因此在污水生物脱氮处理中衍生了大量组合工艺.而厌氧氨氧化过程是目前最捷径的生物脱氮过程，因此被誉为最具前景的污水脱氮工艺.为了更好的将厌氧氨氧化工艺应用到实际规模中，本文着重对厌氧氨氧化菌的发现及其与污水处理中常见细菌的协同与竞争关系进行了详细的综述.旨在为厌氧氨氧化工艺在污水生物处理中的应用提供理论依据，并为今后厌氧氨氧化工艺的研究方向提出一些意见.图 1 氮循环示意图2 厌氧氨氧化概述早在1976年，Broda预言在自然界中存在一种以NO-2或NO-3作为电子受体把NH+4氧化成N2的化能自养型细菌.直到1995年，Mulder等处理酵母废水的反硝化流化床反应器内发现了NH+4消失的现象，从而证实了厌氧氨氧化反应的存在.厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation，Anammox)是在缺氧条件下以亚硝酸盐(NO-2)为电子受体将氨(NH+4)转化成氮气(N2)，同时伴随着以亚硝酸盐为电子供体固定CO2并产生硝酸盐(NO-3)的生物过程.执行该过程的微生物称之为厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria，AAOB)，其化学计量学方程式如下：1NH+4+1.32NO-2+0.066HCO-3+0.13H+→1.02N2+0.26NO-3+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O由于氨氧化细菌(Ammonium oxidation bacteria，AOB)可将氨氧化成亚硝酸盐，为AAOB 提供基质，所以目前对厌氧氨氧化工艺的应用通常与短程硝化(亚硝化)联系在一起. 图 2为亚硝化-厌氧氨氧化工艺与传统的硝化-反硝化工艺的对比，通过对比可知亚硝化-厌氧氨氧化工艺具有如下优点：图 2 硝化-反硝化工艺与亚硝化-厌氧氨氧化工艺的比较①厌氧氨氧化在缺氧条件下进行，无需氧气的供应，可节省62.5%的能源消耗.②厌氧氨氧化以无机碳(CO2或HCO-3)为碳源，无需投加有机碳，大大节省了碳源.③亚硝化-厌氧氨氧化所产生的CO2与普通的硝化-反硝化系统相比减少90%.④AAOB生长缓慢、产率低，因此工艺剩余污泥量少，污泥处置费用低.⑤厌氧氨氧化氮去除率及氮去除负荷较高，从而能够减少工艺占地面积，降低工艺基建成本.AAOB是一群分支很深的浮霉状菌.AAOB生长缓慢，在30~40℃条件下，其倍增时间为10~14 d，细胞产率为0.11 g(VSS)/g(NH+4)，如果对培养条件进行优化，其倍增时间可缩短至4.8 d，甚至1.8 d.如表 1所示为目前已发现的5属17种Anammox菌.相关研究表明，AAOB为地球氮循环做出了巨大贡献，目前已在自然环境和人工环境中发现了大量AAOB的存在.其中厌氧的自然生态系统包括：海洋沉积物和海洋水体、淡水沉积物和淡水水体、红树林地区(以及陆地生态系统等.而在人工生态系统中包括：污水处理厂、海洋循环水产养殖系统、垃圾渗滤液处理系统.此外，人们以各种环境中发现的AAOB作为基础，将其引入污水处理系统，循序渐进地对AAOB进行驯化培养以处理各类废水，包括实验室规模、中试规模及实际规模的污泥消化液、垃圾渗滤液、焦化废水、味精废水、养猪废水(以及制药废水等.表1 目前已发现的5属17种AAOB厌氧氨氧化工艺是一种高效脱氮工艺，其最大氮负荷可达9.5 kg · m-3 · d-1，且处理污水成本只需0.75C =· kg-1，因此厌氧氨氧化是一种极具前景的生物处理工艺.但由于厌氧氨氧化至今未能获得纯培养，为了得到高纯度的AAOB，目前只能用密度梯度离心的方法获得纯度为99.8%的AAOB，因此对AAOB的研究仍受到很大的阻碍，这意味着对厌氧氨氧化工艺的应用及推广也会带来诸多难题.然而“在单个细胞水平上对基因组进行测序”的单细胞测序技术能够解决上述难题.因此对AAOB的进一步了解有赖于单细胞测序技术的成熟应用.3 AAOB与其他微生物之间的关系在自然生态系统和人工生态系统中，AAOB不仅与环境有着密切的关系，而且与其他微生物也有着密切的关系.微生物之间的关系有种内和种间关系.其中AAOB的种内关系主要体现在群体感应系统，而AAOB的种间关系主要是与氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化菌、厌氧甲烷氧化菌的合作与竞争关系.3.1 AAOB的种内关系(群体感应系统)群体感应作为一种通讯机制在微生物细胞之间普遍存在，它能够根据菌群密度和周围环境的变化来调节基因表达，从而控制菌群行为.由于AAOB 至今未能得到纯培物，所以对AAOB 群体感应的深入研究无从下手. 但根据目前对AAOB的研究来看，Ding等(Ding et al.，2013)认为有3个现象可以推测厌氧氨氧化菌之间存在群体感应系统.(1)厌氧氨氧化活性存在密度依赖性.根据Strous等的研究发现，只有当AAOB细胞浓度大于1010～1011 cell · mL-1时，AAOB才具有厌氧氨氧化活性.(2)目前认为AAOB属于革兰氏阴性细菌，而对于革兰氏阴性细菌的群体感应系统而言其自诱导物为N-乙酰化高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones，AHLs)类化合物，主要用作种内“语言”，且对于革兰氏阴性菌中AHLs的合成来说，S-腺苷甲硫氨酸(S- adenosyl methionine，SAM)和乙酰化载体蛋白(acyl-acyl carrier protein，acyl-ACP)是必要的生物分子.Strous等利用宏基因组学技术对C and idatus Kuenenia stuttgartiensis 的脂肪酸代谢基因组学信息进行了研究，发现其具有编码SAM和acyl-ACP的合成酶的相关基因，证明其具有自诱导物合成潜力.(3)De Clippeleir 等在研究长链高丝氨酸内酯对OLAND生物膜中厌氧氨氧化速率的影响时发现，在OLAND生物膜系统中，添加N-十二酰基高丝氨酸内酯(N-dodecanoyl homoserine lactone，C12-HSL)可以增强AAOB活性，而对AOB没有影响.C12-HSL属于AHLs 中碳链较长的一种，其对革兰氏阴性细菌的自诱导起到关键的作用.3.2 AAOB的种间关系 3.2.1 AAOB的种间竞争关系目前已发现的AAOB有5属17种，根据目前对AAOB的研究来说，除了用AAOB处理垃圾渗滤液的研究中发现C and idatus Scalindua brodae和C and idatus Scalindua wagneri 有等量共存的现象，绝大多数情况下很少能发现两种AAOB在相同单一生境中等量共存的现象，这意味着AAOB的确存在种间的竞争关系.不论在自然生态系统还是人工生态系统C and idatus Brocadia和C and idatus Kuenenia都最为常见，现以该两种菌属为例讨论AAOB 的种间竞争关系.图 3 C and idatus Kuenenia与C and idatus Brocadia的竞争曲线van der Star等，用膜生物反应器富集AAOB时发现，在富集过程中存在种群结构逐渐由原来的C and idatus Brocadia转变为C and idatus Kuenenia的现象.他们认为C and idatus Brocadia的繁殖策略属于r-策略，而C and idatus Kuenenia则属于K-策略. 图 3为C and idatus Kuenenia与C and idatus Brocadia的竞争曲线，其中C and idatus Kuenenia 的亚硝酸盐半饱和常数KS=0.2～0.3 μmol · L-1，而C and idatus Brocadia的亚硝酸盐半饱和常数KS≈5 μmol · L-1.因此C and idatus Kuenenia较C and idatus Brocadia 生长缓慢，所以在底物浓度较低的情况下，C and idatus Kuenenia占主导作用，相反在底物浓度较高的情况下，C and idatus Brocadia占主导作用.因此，对于污水处理系统的高效运行来说，C and idatus Brocadia可能是很好的选择.而对于处理低浓度废水C and idatus Kuenenia则更为合适.3.2.2 AAOB与硝化菌的种间关系(1)AAOB与硝化菌基于底物协同作用AOB将氨氧化成亚硝酸盐，为AAOB提供基质，与此同时AAOB也为AOB去除有毒物质(亚硝酸盐).在自然生态系统中，AOB和AAOB经常共同生长在氧最小区域(oxygen minimum zones，OMZs).目前已在多处海洋的OMZs处发现AOB和AAOB的存在，如智利北部OMZs发现AAOB，且在同一地平线处的秘鲁OMZs中发现AOB.如图 4所示，为海洋生态系统中AAOB与其他微生物的竞争协同关系.据报道，在海洋50 m深处，AAOB的生物量(高达3000cell · mL-1)和多样性最高，而当深度达到300 m时，AAOB的生物量降低到450 cell · mL-1.这是因为深达300 m处的海洋极度缺氧，导致AOB不能生存，因此不能为AAOB提供充足的亚硝酸盐，所以在300 m深处AAOB活性丧失.同时在黑海的OMZs中也存在着AOB-AAOB互利共存的现象.图 4 海洋生态系统中AAOB与其他微生物的竞争协同作用示意图在人工生态系统中，CANON(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite)工艺和OLAND(oxygen limited autotrophic nitrification and denitrification)工艺结合AOB和AAOB进行脱氮.其原理为AOB首先将氨转化成亚硝酸盐，之后由AAOB将剩余的氨和AOB产生的亚硝酸盐转化成氮气.Sliekers等研究表明AAOB不具备水解尿素的能力，因此AAOB不能以尿素作为氮源，但是AOB具有将尿素转化为氨氮的能力，因此在处理含尿素废水时，AOB不但能为AAOB提供亚硝酸盐，而且还能提供氨氮.AAOB和AOB的协同作用主要依赖氨和亚硝酸盐，其中亚硝酸盐占主导地位.(2)AAOB与硝化菌空间协同作用空间协同作用主要存在于颗粒污泥和生物膜中，AAOB、AOB、NOB在颗粒污泥或生物膜中的位置主要由DO决定.因为AAOB对氧气极为敏感，耐氧能力极低，所以AOB通常长在颗粒污泥或生物膜的表层，而AAOB则长在内部、这是因为AOB可以消耗氧气为AAOB提供缺氧环境，同时还可以提供亚硝酸盐基质.对NOB进行检测发现其在颗粒污泥中的含量远低于AOB，究其原因主要是在低氧环境下AOB对氧的亲和力比NOB要强. 图 5所示为AAOB与AOB 的空间协同作用关系.图 5 AAOB与AOB的空间协同作用示意图(背景为颗粒污泥切片荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization，FISH)图片; 其中AAOB探针AMX368用Cy3标记(红色)，AOB探针NSO190、NOS1225用Cy5标记(蓝色)，NOB探针Ntspa662、NIT1035用Fluos标记(绿色))(3)AAOB与硝化菌基于底物和DO的竞争作用AOB和AAOB都以氨作为基质，然而DO作为一个重要的影响因子可以决定系统中的优势菌种.由于AAOB无需氧气所以在缺氧条件下AAOB占主导作用.但这并不意味着AOB会在系统中消失，因为AOB有多种代谢方式，这有益于他们在不利的条件下生存(Bock et al.，1995). 有趣的是，据报道Nitrosomonas europaea也可以按照厌氧氨氧化方式进行代谢，但其竞争基质的能力弱于AAOB(Schmidt and.氧对厌氧氨氧化活性具有极强抑制作用.据Jetten等报道微量的溶解氧(>0.5%)就会抑制厌氧氨氧化过程.而Strous等研究表明，只有在充入惰性气体，将水中的溶解氧完全吹脱时，AAOB才具备降解氨及亚硝酸盐的能力，也就是说只有在严格无氧的条件下才能检测到厌氧氨氧化活性，且该研究进一步表明，溶解氧抑制是可逆的.此外AAOB与AOB相比其倍增时间长且细胞产率低.以上这些说明，当AOB与AAOB在好氧条件下进行竞争，AOB会获得更多的基质和空间.3.2.3 AAOB与反硝化菌的种间关系(1)AAOB与反硝化菌基于底物的协同作用在自然生态系统中，如海洋表面，由于氧气比较充足，氨可被氧化为硝酸盐，在水的流动作用下硝酸盐被传输到海洋深处的缺氧区，在缺氧区反硝化菌可将硝酸盐还原成亚硝酸盐，为AAOB提供必要基质. 为了衡量厌氧氨氧化作用对海洋氮循环的贡献大小，对格陵兰东、西海岸的沉积物、杜尔塞海湾的缺氧水体以及黑海水域做了相关研究.发现由厌氧氨氧化作用所产生的N2占总N2的量分别为：1%~35%、19%~35%和40%.在人工生态系统中，AAOB可以和反硝化菌共存.在以反硝化污泥当做种泥来启动厌氧氨氧化反应器研究中发现AAOB和反硝化菌都以亚硝酸盐当做基质，但能够决定脱氮过程的主要因素是C/N比和TOC负荷.Tal等以硝化污泥和反硝化污泥当做种泥来富集厌氧氨氧化，结果表明用反硝化污泥富集的厌氧氨氧化活性较高(以联氨氧化活性表征约0.16 μmol · beed-1 · h-1)，说明AAOB和反硝化菌的协同作用要强于AOB.(2)AAOB与反硝化菌基于底物和有机物的竞争作用反硝化菌和AAOB都以亚硝酸盐作为基质，但反硝化菌的另一种基质有机物能够抑制厌氧氨氧化活性.当COD/NO-2-N比值较低时，以厌氧氨氧化方式去除氮的过程不会有显著的影响，甚至AAOB能够利用有机物作为基质.但当COD/NO-2-N比值较高时，亚硝酸盐将会被反硝化菌所利用，从而抑制AAOB.值得注意的是反硝化菌是异养菌，其生长速率和细胞产量都比AAOB高，自养的AAOB逐渐被淘洗从而使厌氧氨氧化的脱氮能力降低，这意味着如果反应器一直在不利于AAOB的条件下运行，反硝化菌的数量将会超过AAOB的数量，而AAOB在整个菌群中的比例将会随之降低.但相关研究表明在少量有机物存在的条件下AAOB可以执行另一种代谢途径：利用有机物作为电子供体将硝酸盐还原为氨，即异化硝酸盐还原为氨(dissimilatory nitrate reduction to ammonia，DNRA). 图 6所示为少量有机物存在条件下，AAOB与反硝化菌的竞争关系.图 6 有机物存在下AAOB与反硝化菌的竞争关系Güven 等研究表明，有机酸能被AAOB转化，而对于丙酸来说，其消耗速率较高为0.8 nmol · min-1 · mg protein-1，而葡萄糖、甲酸、丙酸则对厌氧氨氧化的活性无明显影响.进一步研究发现AAOB以亚硝酸盐或硝酸盐作为电子受体的情况下可将丙酸转化为CO2.且对长达150 d系统中的微生物进行种群结构的分析发现AAOB数量和反硝化菌的数量并没有显著变化，这意味着AAOB与反硝化菌相比显示出对丙酸的竞争优势.在膜曝气生物膜系统中，当COD/N>2时，厌氧氨氧化活性降低，异养菌成为优势菌属.当COD高于300 mg · L-1时，厌氧氨氧化活性丧失，甚至从系统中消失. Molinuevo等研究表明，当COD高于290 mg · L-1时，厌氧氨氧化作用被反硝化作用所取代.如若发生上述这些情况，通常采用AAOB 细胞固定化技术或额外投加AAOB的方法来解决.3.2.4 AAOB与厌氧甲烷氧化菌的种间关系据报道氨、溶解性甲烷、亚硝酸盐(硝酸盐)通常共存于缺氧生态环境中.而根据化学计量反应式(1)(2)，吉布斯自由能变皆小于零，说明反应可自发正向进行，因此可以推测自然界中存在以NO-2和NO-3为电子受体的厌氧甲烷氧化过程.但经过长时间的调查和研究都未曾在自然界中寻其踪迹.直至1991年，Smith等利用原位自然梯度示踪实验在受污染的地下水环境中发现了厌氧甲烷氧化耦合反硝化的现象，但一直未能获得其富集培养物.直至2006年Raghoebarsing 等，用Twentekanaal河的缺氧沉积物作为接种污泥，在实验室条件下获得了以硝态氮作为电子受体的厌氧甲烷氧化富集培养物，并将该过程命名为反硝化型甲烷厌氧氧化(Denitrification-dependent anaerobic methane oxidation，DAMO). 值得注意的是，当系统中同时存在NO-2和NO-3时，反硝化型厌氧甲烷氧化过程优先利用亚硝酸盐作为电子受体，因此又将该过程称为依赖亚硝酸盐型的厌氧甲烷氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation，N-DAMO).在自然生态系统中，N-DAMO主要分布于淡水水域，且在淡水沉积物和淡水水域中也发现了AAOB的存在，这是否能够说明N-DAMO和AAOB可以在相同的生境下共存呢?通过对N-DAMO与AAOB的生理学和生态学的研究表明，N-DAMO与AAOB很可能在含有甲烷、氨、氮氧化物的缺氧生态环境中共存.Wang，在研究水稻土(0~100 cm)中N-DAMO与AAOB的共存和分布时发现N-DAMO与AAOB 共存于水稻土中，且两者均在30~60 cm处分布较多.Yang 等，对青藏高原的两个盐湖(盐度分别为32和84 g · L-1)的表层沉积物进行研究，发现N-DAMO和AAOB可以共存于天然盐碱环境中.Zhu 等，对湿地生态系统中的厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化作用进行了详细的综述，并推测淡水湿地非常适合AAOB和N-DAMO的共同生长.在人工生态系统中，同样也发现了N-DAMO与AAOB共存的现象.Luesken等，以N-DAMO 富集污泥(70%~80%)作为种泥，在SBR反应器中进行N-DAMO和AAOB的混合培养.161 d后，混合培养物中N-DAMO和AAOB的数量各占50%左右，且该系统能有效的同步去除氨、溶解性甲烷及亚硝酸盐，其亚硝酸盐转化速率为0.1 kg · m-3 · d-1(17.2 mmol · d-1).而Zhu 等，则以实际规模的厌氧氨氧化反应器中的颗粒污泥作为种泥，进行N-DAMO和AAOB的混合培养研究.研究表明AAOB颗粒污泥作为接种污泥进行N-DAMO和AAOB的混合培养是可行的.同时他们也证明了实际规模的厌氧氨氧化反应器中的N-DAMO的确为NO-2(或NO-3)及甲烷的去除做了贡献.关于N-DAMO与AAOB的协同与竞争作用的机制研究较少.如图 6所示，为AAOB与N-DAMO 的竞争与协同作用关系.从图中可以看出，N-DAMO与AAOB都在缺氧条件下生存且都以亚硝酸盐作为电子受体，即他们在同一个体系中共同竞争亚硝酸盐.且Jetten等表明如果系统中氨含量过高，则N-DAMO将会失去与AAOB的竞争能力，这说明AAOB与N-DAMO相比具有更强的亚硝酸盐亲和能力.此外，N-DAMO反应过程中所产生的CO2可作为AAOB的无机碳源，而当NO-2浓度较低时，AAOB反应过程中产生的NO-3也可作为N-DAMO的电子受体.厌氧消化工艺的主要终产物为氨和甲烷.气相中的甲烷易被收集和纯化用作能源物质，但液相中的甲烷却很难被回收，尤其是在低温条件下.如果不对溶解性甲烷进行适当处理，其将会缓慢释放到空气中造成温室效应.因此N-DAMO与AAOB混合培养技术用于处理厌氧消化工艺出水具有非常光明的前景.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。