生物脱氮新工艺研究进展
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高效能污水生物脱氮除磷工艺的研究进展
中图分 类号 ：Ｕ９ ２１ Ｔ ９． 文 献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ９ ７ １ （ ０ ２ ０ 一 ０ １ｏ １０—７６ ２ １）１ｏ６一４
０ 引 言
从 ２ Ｏ世 纪 ６ ０年代 开 始 ，水 体 的 富 营养 化 问 题 日趋 严 重 ， 围波及 整 个 世 界 。尽 管 污染 物 的排 范 放 标 准越 来 越 严 格 ， 水 体 污 染 的形 势 依 然 严 峻 ， 但
２１ 年 １ ０２ 月第 １ 期
城 市道 桥 与 防 洪
Hale Waihona Puke 防洪排水 ６ １高效 能 污水 生物脱 氮 除磷 工艺 的研 究进 展
芮旭 东 ， 汪宏 渭 ， 志康 刘
（ 杭州 市七格 污水 处理 厂工程 建设 指挥 部 ， 浙江杭 州 ３０ ０ １０ ５）
摘
要： 在水 环境 污 染和 水体 富 营养 化 的问题 日益 严重 ，国 内外对 氮 、 磷排 放 的限 制标 准越来 越 严格 的背 景 下 ， 为更 好地 解
污水脱氮 除磷技术 的研发 和工程应用 至今 仍是 国 内外 关 注 的 热点 和 难 点 。Ａ ／ （ 氧 ／ ２ 厌 Ｏ 缺氧 ／ 氧 ） 好 工 艺 是 技 术 成 熟 、 用 范 围广 泛 的脱 氮 除 磷 工 艺 ， 应 取 得 良好 的 环境 效 益 。 然 而 ， ２ 工 艺 在 脱 氮 和 除 磷 的 机 理 上 存 在 Ａ／ ０ 着 一 定 的相 互 制 约 ， 回流 污 泥 中 的硝 酸 盐 、 泥 龄 污 及 进 水 碳 源 是 平 衡 脱 氮 与 除磷 效 率 的 重 要 因 素 。 为此 ，研 发 经 济 高效 的脱 氮 除磷 新 工 艺 技 术 成 为 重 点 方 向 。本 文 所 述 的高 效 能 脱 氮 除 磷 工 艺 技 术 指 的是 在 同一 反 应 器 中 同时 发 生 ２种 及 以上 不 同 类 型的生化反应 。它们在兼具脱氮除磷功 能的同 时 ， 有 减 少 反 应 器 体 积 、 效 利 用 碳 源 ， 约 能 具 有 节 源等优势 ， 符合节能减排和可持续发展的理念 。
０ 引 言
从 ２ Ｏ世 纪 ６ ０年代 开 始 ，水 体 的 富 营养 化 问 题 日趋 严 重 ， 围波及 整 个 世 界 。尽 管 污染 物 的排 范 放 标 准越 来 越 严 格 ， 水 体 污 染 的形 势 依 然 严 峻 ， 但
２１ 年 １ ０２ 月第 １ 期
城 市道 桥 与 防 洪
Hale Waihona Puke 防洪排水 ６ １高效 能 污水 生物脱 氮 除磷 工艺 的研 究进 展
芮旭 东 ， 汪宏 渭 ， 志康 刘
（ 杭州 市七格 污水 处理 厂工程 建设 指挥 部 ， 浙江杭 州 ３０ ０ １０ ５）
摘
要： 在水 环境 污 染和 水体 富 营养 化 的问题 日益 严重 ，国 内外对 氮 、 磷排 放 的限 制标 准越来 越 严格 的背 景 下 ， 为更 好地 解
污水脱氮 除磷技术 的研发 和工程应用 至今 仍是 国 内外 关 注 的 热点 和 难 点 。Ａ ／ （ 氧 ／ ２ 厌 Ｏ 缺氧 ／ 氧 ） 好 工 艺 是 技 术 成 熟 、 用 范 围广 泛 的脱 氮 除 磷 工 艺 ， 应 取 得 良好 的 环境 效 益 。 然 而 ， ２ 工 艺 在 脱 氮 和 除 磷 的 机 理 上 存 在 Ａ／ ０ 着 一 定 的相 互 制 约 ， 回流 污 泥 中 的硝 酸 盐 、 泥 龄 污 及 进 水 碳 源 是 平 衡 脱 氮 与 除磷 效 率 的 重 要 因 素 。 为此 ，研 发 经 济 高效 的脱 氮 除磷 新 工 艺 技 术 成 为 重 点 方 向 。本 文 所 述 的高 效 能 脱 氮 除 磷 工 艺 技 术 指 的是 在 同一 反 应 器 中 同时 发 生 ２种 及 以上 不 同 类 型的生化反应 。它们在兼具脱氮除磷功 能的同 时 ， 有 减 少 反 应 器 体 积 、 效 利 用 碳 源 ， 约 能 具 有 节 源等优势 ， 符合节能减排和可持续发展的理念 。
捷径生物脱氮的研究进展
显然， 与传统生物技术相比， 捷径生物脱氮具有如下优 � � 最大。有的学者得出在 H 值 6.05 8.18 的条件下， ［ 3］ 点： （ 1） 硝化阶段可减少 25% 左右的需氧量， 降低了能 能够发 生 NO 2 - - N 积 累 。 上海 交通 大 学的 杨 虹
［5 ］ 耗； （2） 反硝化阶段可减少 4 0% 左右的有机碳源， 降低 � 等 发现以 NH 4 + - N 溶液为基质， 控制 H 值 8.0 左 了运行费用； （ 3） 反应时间缩短， 反应容器可减少 30% 右较适合全程自养氨氮过程进行， 脱氮率基本在 55%
［1 ］ ［ 2］
亚硝酸菌是绝对好 氧菌， 溶解氧是控制亚 硝酸盐 积累的关键参数之一。溶解氧浓度不能太高， 太 高会 使亚硝酸盐氧 化， 不 利于亚硝 酸盐积累， 但也 不能 太
27
， 或者至少不能
。于德爽等 通过生活污水的 BR 法短 低， 太低会造成供氧不足， 不利于亚硝酸盐的生成。一 � � 般认为至少应使 DO 在 0.5 /L 以上时才能很好地进 程硝化反硝化试验发现， 当温度为 20 30 时控制 进水的 H 值可造成硝化过程中亚硝态氮的积累， 且平
2
- N 积累。另外， 氨氮负荷过高时， 在系统运行初期有 利于繁殖较快的亚硝酸菌增长， 出现 NO
2
点所在。影响 NO
- N 积累的主要因索有温度、 H 、
- N 积累。
游离氨 （ FA ） 、 溶解氧 （D O ） 、 有毒物质、 污泥泥龄等。 H 等人的研究结果表明， 实现亚硝化 反应的最佳温度应控制在 22 少于 1 5
1 捷径生物脱氮的机理 长期以来， 无论是在废水 生物脱氮理论上还是在 工程实践中， 都一直认为要实现废水生物脱氮就必须 使 NH
Feammox_一种新型自养生物脱氮技术
Feammox：一种新型自养生物脱氮技术Feammox：一种新型自养生物脱氮技术引言氮是生命体所需的关键元素之一，然而过量的氮排放却对环境产生了严重影响。
传统的氮脱氮技术往往需要高能耗和高维护成本，因此寻找一种低成本高效的氮脱氮技术迫在眉睫。
近年来，一种名为Feammox的自养生物脱氮技术受到了广泛关注，其被认为是一种具有巨大潜力的新型氮脱氮技术。
一、Feammox的特点和原理Feammox是铁氧化异化亚硝酸盐自养生物脱氮技术的简称，其最大的特点是能够在无需硝化作用的情况下直接将氨氮转化为氮气。
Feammox菌根据最新的研究成果被发现存在于不同环境中，例如淡水河流、湖泊、沿海海域等。
Feammox菌具有多种功能基因，包括异化亚硝酸还原酶（Hydroxylamine oxidoreductase）和亚硝态氮转肽酶（Nitrite converting enzyme），它们的相互协作使得Feammox菌能够直接将氨氮转化为氮气。
Feammox是自养生物脱氮技术的一种变体，它不依赖于硝化细菌进行氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的除氮过程，而是通过Feammox菌直接将氨氮转化为氮气。
此外，Feammox菌还能直接氧化异化亚硝酸盐（NH2NO2）为硝酸盐（NO3-），这为解决自养生物脱氮过程中的亚硝酸盐积累问题提供了一种新途径。
因此，Feammox既避免了传统脱氮技术中硝化和反硝化两个步骤的需要，也减少了对化学药剂的依赖，为氮脱氮技术带来了更高的效率和低成本。
二、Feammox的应用1. 城市污水处理厂城市污水处理厂是一个大量涉及氮排放的场所，因此在这类场所应用Feammox技术能够显著提高脱氮效率。
传统的污水处理厂中一般需要采用硝化和反硝化工艺来完成脱氮过程，而Feammox技术不仅避免了这两个步骤的需要，还能更高效地将氨氮转化为氮气。
此外，城市污水处理厂一般具有较高的硝酸盐浓度，而Feammox技术还能够将亚硝酸盐高效转化为硝酸盐，进一步降低水体中亚硝酸盐的积累。
生物脱氮处理工艺的发展
民营科 技 ２ １ 年第７期 ００
科技 论坛
生物脱 氮处理 工艺 的发展
章 文菁 杨 建 宏
（ 、 华职 业技术学院建工学院， １金 浙江 金华 ３ １０ ２ 浙江诚骏建设工程有 限公司， ２０ ０ 、 浙江 金华 ３ １０ ） ２ ００
摘 要 ： 阐述水体 中氮的危害、 市污水生物脱 氮机理的基础上 ， 在 城 分析 生物脱氮的常见工 艺。随着生物脱 氮技术研 究的深入 ， 工艺 简单、 处理 效 率 高、 能耗 低 的组 合 新 工 艺 将 成 为脱 氮工 艺 的发 展 趋 势 。
关 键 词 ： 物脱 氮机 理 ； 物 脱 氮 工 艺过程中忽视对氮等营养物质的处理 ， 大量的 未经过处理或处理不充分的含氮废水外排 ， 严重影响了地表水质 ， 造成水体 富营养化， 所以城市对废水的脱氮要求越现紧迫。 １ 水体 中氯 的危害 大量未经处理或未经适当处理的含氮的各种废水（ 包括生活污水及某些 工业废水１｝ ｛入江河 ， ｛ 会给环境造成严重危害 ， 主要表现为以下几个方面 ： １造成水体的富营养化现象。当水体中含氮等营养物质过多时， ） 将促进 藻类等浮游生物的过度繁殖， 致使水面上形成密集的“ 水华” 赤潮” 或“ 。藻类 带有一股鱼腥味， 可使水质下降。 一些藻类的蛋白类毒素 ， 可富集在水生生物 中， 并通过食物链使人中毒。 ２消耗水体中的氧气。藻类大量过度繁殖， ） 死亡后藻类有机体被异养微 生物分解， 消耗了水中的大量溶解氧， 使水中溶解氧含量急剧下降。 此外， 还 原态氮排入水体会因硝化作用而耗去水体 中 大量的氧。 ３增加给水处理的困难 。ａ ） 由于水体的富营养化 ， 大量藻类和水生微生 物的繁殖使滤池堵塞， 破坏其正常运行。 而且 ， 微生物还会穿透滤池在配水系 统中繁殖 ， 造成配水系 统水流不畅或阻塞。ｂ ． 藻类分泌出的有机物会妨碍絮 凝作用， 导致出水混浊 ， 并影响加氯消毒过程。ｃ ． 藻类分泌出的有机物经分解 生成难以降解的腐殖质 ， 使水质恶化。ｄ ． 在水厂加氯消毒时， 水体中少量氨会 使加药量成倍增加， 此外， 脱色、 除臭 、 除味的， ￣药剂投加量亦会增加。 ｌ － ｇ ４对人及生物具有毒害作用。 ） 游离氨对鱼类有毒害作用。 对大部分鱼类 而言， 水体中 游离氨对鱼的致死量为 １ 。 ｍ 氨可转化为亚硝酸盐和硝酸盐， 硝酸盐和亚硝酸盐与胺作用可进一步转化为亚硝胺， 而亚硝胺是致癌 、 致变 和致畸物质， 体有潜在的威胁。 对 ． ２ 生 物脱 氦机理 生物脱氮是通过硝化和反硝两个过程实现的。硝化作用通常被定义为 由氨到硝酸的生物氧化过程 ， 硝化是化能自养过程 ， 一般分为两步进行 ， 第一 步由亚硝酸细菌将氨氮转化为亚硝酸盐 ０ 这一过程称为氨化作用 ， ， 这是 有机氮转化为氨的生物转化形式 ， 是矿化有机氮的第一步。第二步 由硝酸细 菌进一步将亚硝酸盐氧化成硝酸盐（０３ 这两类细菌统称为硝化细菌， Ｎ ３。 它们 利用无机碳化物加 Ｃ ３、 Ｃ ３＇Ｃ ２ Ｏ￣Ｈ Ｏ％Ｉ Ｏ 作为碳源， Ｎ 、 或 Ｎ 的氧化 － Ｉ 从 Ｈ， Ｎ Ｏｒ 反 应 中获 得能 量。
科技 论坛
生物脱 氮处理 工艺 的发展
章 文菁 杨 建 宏
（ 、 华职 业技术学院建工学院， １金 浙江 金华 ３ １０ ２ 浙江诚骏建设工程有 限公司， ２０ ０ 、 浙江 金华 ３ １０ ） ２ ００
摘 要 ： 阐述水体 中氮的危害、 市污水生物脱 氮机理的基础上 ， 在 城 分析 生物脱氮的常见工 艺。随着生物脱 氮技术研 究的深入 ， 工艺 简单、 处理 效 率 高、 能耗 低 的组 合 新 工 艺 将 成 为脱 氮工 艺 的发 展 趋 势 。
关 键 词 ： 物脱 氮机 理 ； 物 脱 氮 工 艺过程中忽视对氮等营养物质的处理 ， 大量的 未经过处理或处理不充分的含氮废水外排 ， 严重影响了地表水质 ， 造成水体 富营养化， 所以城市对废水的脱氮要求越现紧迫。 １ 水体 中氯 的危害 大量未经处理或未经适当处理的含氮的各种废水（ 包括生活污水及某些 工业废水１｝ ｛入江河 ， ｛ 会给环境造成严重危害 ， 主要表现为以下几个方面 ： １造成水体的富营养化现象。当水体中含氮等营养物质过多时， ） 将促进 藻类等浮游生物的过度繁殖， 致使水面上形成密集的“ 水华” 赤潮” 或“ 。藻类 带有一股鱼腥味， 可使水质下降。 一些藻类的蛋白类毒素 ， 可富集在水生生物 中， 并通过食物链使人中毒。 ２消耗水体中的氧气。藻类大量过度繁殖， ） 死亡后藻类有机体被异养微 生物分解， 消耗了水中的大量溶解氧， 使水中溶解氧含量急剧下降。 此外， 还 原态氮排入水体会因硝化作用而耗去水体 中 大量的氧。 ３增加给水处理的困难 。ａ ） 由于水体的富营养化 ， 大量藻类和水生微生 物的繁殖使滤池堵塞， 破坏其正常运行。 而且 ， 微生物还会穿透滤池在配水系 统中繁殖 ， 造成配水系 统水流不畅或阻塞。ｂ ． 藻类分泌出的有机物会妨碍絮 凝作用， 导致出水混浊 ， 并影响加氯消毒过程。ｃ ． 藻类分泌出的有机物经分解 生成难以降解的腐殖质 ， 使水质恶化。ｄ ． 在水厂加氯消毒时， 水体中少量氨会 使加药量成倍增加， 此外， 脱色、 除臭 、 除味的， ￣药剂投加量亦会增加。 ｌ － ｇ ４对人及生物具有毒害作用。 ） 游离氨对鱼类有毒害作用。 对大部分鱼类 而言， 水体中 游离氨对鱼的致死量为 １ 。 ｍ 氨可转化为亚硝酸盐和硝酸盐， 硝酸盐和亚硝酸盐与胺作用可进一步转化为亚硝胺， 而亚硝胺是致癌 、 致变 和致畸物质， 体有潜在的威胁。 对 ． ２ 生 物脱 氦机理 生物脱氮是通过硝化和反硝两个过程实现的。硝化作用通常被定义为 由氨到硝酸的生物氧化过程 ， 硝化是化能自养过程 ， 一般分为两步进行 ， 第一 步由亚硝酸细菌将氨氮转化为亚硝酸盐 ０ 这一过程称为氨化作用 ， ， 这是 有机氮转化为氨的生物转化形式 ， 是矿化有机氮的第一步。第二步 由硝酸细 菌进一步将亚硝酸盐氧化成硝酸盐（０３ 这两类细菌统称为硝化细菌， Ｎ ３。 它们 利用无机碳化物加 Ｃ ３、 Ｃ ３＇Ｃ ２ Ｏ￣Ｈ Ｏ％Ｉ Ｏ 作为碳源， Ｎ 、 或 Ｎ 的氧化 － Ｉ 从 Ｈ， Ｎ Ｏｒ 反 应 中获 得能 量。
《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文
《城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市污水处理问题日益突出。
在众多的污水处理技术中，生物脱氮除磷技术因其高效、经济、环保等优点而备受关注。
本文旨在探讨城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展，分析其技术特点、应用现状及未来发展趋势。
二、生物脱氮除磷技术概述生物脱氮除磷技术是一种利用微生物的新陈代谢活动，通过生物膜法或活性污泥法等工艺，将污水中的氮、磷等营养物质去除的技术。
该技术具有处理效率高、运行成本低、污泥产量少等优点，是当前城市污水处理领域的研究热点。
三、新型生物脱氮技术研究进展（一）A2/O工艺及其改进型技术A2/O（厌氧-缺氧-好氧）工艺是一种典型的生物脱氮技术。
近年来，研究者们针对A2/O工艺的不足，开发了多种改进型技术，如MBBR（移动床生物膜反应器）、SBR（序批式活性污泥法）等。
这些技术通过优化反应器结构、调整运行参数等手段，提高了脱氮效率，降低了能耗。
（二）新型厌氧氨氧化技术厌氧氨氧化技术是一种利用厌氧氨氧化菌将氨氮转化为氮气的生物脱氮技术。
近年来，研究者们通过优化反应条件、提高菌种活性等手段，推动了厌氧氨氧化技术的发展。
该技术具有脱氮效率高、能耗低等优点，是未来生物脱氮技术的重要发展方向。
四、新型生物除磷技术研究进展（一）PAOs（聚磷菌）强化除磷技术PAOs强化除磷技术是一种利用聚磷菌在厌氧-好氧条件下实现高效除磷的技术。
近年来，研究者们通过优化反应条件、提高聚磷菌活性等手段，提高了PAOs强化除磷技术的除磷效率。
该技术具有除磷效果好、污泥产量少等优点。
（二）化学与生物联合除磷技术化学与生物联合除磷技术是一种结合化学沉淀与生物吸附的除磷技术。
该技术通过投加化学药剂与生物反应相结合的方式，实现高效除磷。
近年来，研究者们针对不同水质条件，优化了药剂种类和投加量，提高了除磷效果。
五、新型生物脱氮除磷技术应用及发展趋势（一）应用现状新型生物脱氮除磷技术在城市污水处理中已得到广泛应用。
新型生物脱氮工艺研究进展
２ ０１ ３ ． Ｎ０． ０ ４
生命科 学与农 业
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
新 型 生物 脱 氮 工 艺研 究进 展
马浩亮 徐 洪斌
（ 郑州大学
水 利 与 环 境 学院 ， 河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要： 氮是 引起 水体 富营养化 的主要 因素之一 ， 新型脱氮技 术成为近年来的研 究热点。综述了近些年来生物脱氮理论和技术 的新发展 ， 详 细介绍 了短程硝化反硝化 、 厌氧氨氧化 、 同步硝化反硝化 的形成机 理和影响 因素， 可为生物脱 氮技术应用提供参考。
关键 词 ： 生物 脱 氮 ； 短程 硝 化 反 硝 化 ； 厌氧氨氧化 ； 同步硝 化反 硝 化
工艺越来越重要 。 近十多年来 ， 许多国家加强 了对 生物脱 氮的研究 ， 并在 理 论和技术上都取得 了重大突破 … 。其 中主要包括 短程硝化 反
陈际达等 研究发现短程硝化最适 ｐ Ｈ为 ７ ． ５～ ８ ． ５ ， 最佳 ｐ Ｈ为 ７ ． ９ 。对 于温度 ， 综合考虑各种因素 ， 郑平…认 为以 ３ ０— ３ ５ ℃ 为 宜 。Ｌ ａ ａ ｎ ｂ ｒ ｏ ｅ ｋ等 研 究 纯 种 的 ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｓ ｏ ｍ ｏ ｎ ａ ｓ和 ｎ ｉ — ｔ ｒ ｏ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ 混合菌群在低 Ｄ Ｏ下的增殖及氧化规律。发现 亚硝态 氮大量 积 累 ， 其原 因是 ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｓ ｏ ｍ ｏ ｎ ａ ｓ 对 Ｄ Ｏ 的亲和 力优 于 ｎ ｉ — ｔ ｒ ｏ ｂ ａ ｅ ｔ ｅ ｒ 。但低 Ｄ Ｏ下 ， 活性 污泥却 容易解 体。于德 爽等 在
生命科 学与农 业
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
新 型 生物 脱 氮 工 艺研 究进 展
马浩亮 徐 洪斌
（ 郑州大学
水 利 与 环 境 学院 ， 河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要： 氮是 引起 水体 富营养化 的主要 因素之一 ， 新型脱氮技 术成为近年来的研 究热点。综述了近些年来生物脱氮理论和技术 的新发展 ， 详 细介绍 了短程硝化反硝化 、 厌氧氨氧化 、 同步硝化反硝化 的形成机 理和影响 因素， 可为生物脱 氮技术应用提供参考。
关键 词 ： 生物 脱 氮 ； 短程 硝 化 反 硝 化 ； 厌氧氨氧化 ； 同步硝 化反 硝 化
工艺越来越重要 。 近十多年来 ， 许多国家加强 了对 生物脱 氮的研究 ， 并在 理 论和技术上都取得 了重大突破 … 。其 中主要包括 短程硝化 反
陈际达等 研究发现短程硝化最适 ｐ Ｈ为 ７ ． ５～ ８ ． ５ ， 最佳 ｐ Ｈ为 ７ ． ９ 。对 于温度 ， 综合考虑各种因素 ， 郑平…认 为以 ３ ０— ３ ５ ℃ 为 宜 。Ｌ ａ ａ ｎ ｂ ｒ ｏ ｅ ｋ等 研 究 纯 种 的 ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｓ ｏ ｍ ｏ ｎ ａ ｓ和 ｎ ｉ — ｔ ｒ ｏ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ 混合菌群在低 Ｄ Ｏ下的增殖及氧化规律。发现 亚硝态 氮大量 积 累 ， 其原 因是 ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｓ ｏ ｍ ｏ ｎ ａ ｓ 对 Ｄ Ｏ 的亲和 力优 于 ｎ ｉ — ｔ ｒ ｏ ｂ ａ ｅ ｔ ｅ ｒ 。但低 Ｄ Ｏ下 ， 活性 污泥却 容易解 体。于德 爽等 在
污水生物脱氮过程N2O排放数学模型研究进展
污水生物脱氮过程N2O排放数学模型研究进展污水生物脱氮过程N2O排放数学模型研究进展1. 引言污水处理厂是为了减少排放到环境中的氮、磷等污染物负荷而建造的重要设施。
然而，在污水处理的过程中，尽管通过生物脱氮技术可以有效地去除污水中的氮，但会产生大量的氧化亚氮（N2O），它是一种强大的温室气体和臭氧破坏剂。
因此，探索污水生物脱氮过程中N2O排放的规律及其数学模型的研究成为解决这一问题的重要途径。
2. N2O的生成机理N2O是由氨氧化细菌（AOB）和反硝化细菌通过氧化亚氮还原酶（N2OR）催化作用产生的。
其中，AOB在氨氧化的过程中生成亚硝酸（NO2-），而反硝化细菌则通过还原亚硝酸至氮气（N2），在此过程中产生N2O。
3. N2O排放的影响因素（1）C/N比：C/N比是污水中有机碳与氮的比值。
适宜的C/N比能够保持污水处理系统中厌氧和好氧条件的平衡，从而减少N2O的产生。
（2）温度：温度对反硝化细菌活性的影响很大。
较高的温度能够促进反硝化细菌的生长和代谢活动，增加N2O产生的可能性。
（3）氧气浓度：过高或过低的氧气浓度都会抑制反硝化细菌的活性，从而减少N2O的生成。
（4）pH值：适宜的pH值有助于细菌生长和代谢，从而影响N2O的排放。
4. N2O排放数学模型的建立为了准确预测和控制污水生物脱氮过程中N2O的排放，研究人员建立了各种数学模型。
其中比较常用的是基于物质平衡和能量平衡的动态模型。
（1）物质平衡模型：该模型基于活性污泥系统中N2O的产生与消耗之间的平衡关系建立，通过考虑各种微生物的生长、代谢和迁移等因素，对N2O的生成、转化和排放进行定量预测。
（2）能量平衡模型：该模型考虑底物的降解和产生能量的同时，进一步考虑氨氧化和反硝化过程中产生的N2O，通过能量的平衡关系对N2O的排放进行建模。
5. 模型验证与应用研究者通过实际污水处理厂的监测数据对建立的数学模型进行验证，在与实际数据进行对比的过程中发现模型具有较好的准确性和预测能力。
新型生物脱氮工艺的研究现状及发展
引 言
随着生产的发展和生活水平 的提高 ，日见 频繁 的水体富营养化已对污水处理技术提出了 除氮 的要求 。在污水处理技术 中，最常用的除 氮技术为生物脱氮 。近年来 ，传统生物脱氮技 术 已发展 的比较成熟 ，但其弊端也 日 益显 现 ， 而新的生物脱氮技术成为当前研究的热点。 污水中含有 的氮多为有机氮和氨态氮 ，对 其处理的生物脱氮工艺就是来源于这一转化过 程 ：先通过氨化作用将有机氮转化成氨氮 ，这 过程很容易实现 ，在常规 的废水处理反应器 中即可实现 ；然后是 在亚硝 化菌 的作用下 将 Ｎ Ｎ氧化成 亚硝态 氮 ，这 一过程 需要氧 的 风一 参与 ；接着是在硝化菌的作用下将亚硝态氮氧 化成硝态 氮 ， 仍需氧的参与 ；最后是在反硝化 菌 的作用下将亚 硝态氮 和硝态 氮转化成氮气 ， 这一过程需在厌氧环境中实 现，且需有机碳源 的投加。 传统硝化一反硝化为基础的生物脱 氮工艺 需设置多个反应器 ，以满足不同微生物对生境 的需求 ， 且按功能的不同，分别需有氧 气、有 机碳源的投入 。这就必然带来工艺基建 、运行 费用高 ， 理效率低等一 系列缺点 。新型生物 处 脱氮工艺正是 以此为切人点 ，探索寻找更便捷 的生物脱氮途径 ，从而克服传统工艺的不足之
科
曲 春先
科技论 坛 Ｉｌ ｌ
张 晓宁
新 型生物脱 氮工艺 的研究 现状及发展
（ 瓦房店市规划设计院， 宁 大连 １６ ０ ） 辽 １３ ０
摘 要： 针对传统 生物脱氮工艺存在的不足之 处 ， 绍了新型生物脱氮工 艺的类型 ， 介 并分别叙 述了其原理、 特点及应 用情况。 关键词 ： 生物脱 氮； 好氧反硝４ ；Ｎ ；ＨＡ Ｏ Ａ Ａ ￣Ｓ ＤＳ Ｒ Ｎ；Ｎ ＭＭＯ Ｃ Ｏ Ｘ；ＡＮ Ｎ Ｓ Ｒ Ｎ Ａ Ａ Ｍ Ｘ组 合 工艺是 指含 氨 Ａ Ｈ Ｏ —Ｎ Ｍ Ｏ 若干报道。谢曙光等人对地表水处理 中的好氧 反硝化现象进行 了研究 ，发现在水力负荷较高 废 水先流经 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应 器 ，进行部 分亚硝 的情 况下 ，脱氮率可达 ２％～Ｏ Ｏ ３％，且 在处理 酸化 ，控制出水 中 Ｎ４ 与 Ｎ ｒ 比例为 １ ， Ｉ ： Ｏ的 ：１ 过程 中不需 添加有机碳 ， 成本较低 ，相 比于传 然 后进入 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应器 ，进行 厌氧氨 氧 ＮＭ Ｏ 统的脱氮方 式，好氧反硝化具有更高的应用价 化反应 ，生成氮气 ， 达到生物脱氮的 目的。这 值 。当然 ，好氧反硝化工艺存在着二次污染等 样 ，在 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反 应器 中只有一半 的氨 被氧 问题 ，仍需深入的研究来解决 。 化为 Ｎ Ｏ ，从而大大减 少 了 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应器 １ 同时硝化一反硝化 （Ｎ ）工艺 ． ２ ＳＤ 的需氧量 ，从而降低运行费用 ；另一方 面 ， 将 传统的生物脱氮原理认 为硝化反应是好氧 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应器 的 出水 作为 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应 ＮＭ Ｏ 的 ，反硝化反应是厌氧的 ， 故二者不可能在同 的基质 ，为 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应 创造 了条件 ，同 ＮＭ Ｏ 条件下发生。而 同时硝化一反硝化机理则突 时还克服 了单独 的 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应 器出水 Ｃ Ｄ Ｏ 破这一观念 ， 分别从宏观和微观上解释 了同时 浓度高的缺点。 硝化一反硝化反应存在的合理性 。 Ｓ Ａ Ｏ —Ｎ Ｍ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ Ａ Ａ Ｍ Ｘ组合 工艺可 以说是 这种工艺在 同一反应器 中实现硝化和反硝 对 Ａ Ａ Ｍ Ｘ工艺 的优化 ，与传 统硝化 一反 ＮＭ Ｏ 化 ，甚至还有除碳 的功 能，可通过生物转 盘 、 硝化工艺相 比，它具有氧消耗量小、无 需外加 ＳＲ Ｂ 、氧化 沟、Ｃ Ｓ 等反 应器实 现 ，分 为单 碳源 、节约 中和试剂 、Ｃ ＡＴ Ｏ 排放量少 、剩余污 级生物脱氮 工艺 、生物膜单级 生物脱氮工 艺 、 泥量少 、运行费用低等诸多优点 ，其工艺的可 固定化微生物单级生物脱氮工艺等类型。 目前 持续性和显著的经济效益将为其带来广 阔的应 国 内的研究 多局限于纯种微生物培养及实验室 用前景 。 理论研究 ， 很少有实际工程应用 ，国外则 已有 ２ Ａ Ｏ ． Ｃ Ｎ Ｎ工艺 ２ 同步 硝化一反硝化脱 氮工艺 的污 水处 理在 运 Ｃ Ｎ Ｎ一体化 自养氨氧化生物脱氮工艺 ， ＡＯ 行 ，但也有不足之处 ， 以这一新型的污水处 是指在单个的反应器或者生物膜 内通过控制反 所 理工艺还有待于进一步的研究和优化。 应所需环境条件，实现氨的亚硝酸化和厌 氧氨 １ 短程硝化一 反硝化工艺 ． ３ 氧化 ，从而达到生物脱氮的 目的。 在传统硝化一反硝化过程 中可以看出 ，氨 可 以认 为 Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 是 Ｓ Ａ Ｏ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ— 处。 被氧化为亚硝酸盐后可以继续被氧化为硝酸盐 Ａ Ａ Ｍ ｘ组合工 艺在 同一反 应器 中 的一种 Ｎ Ｍ Ｏ 新型生物脱氮技术按其生化反应原 理可分 然后进行反硝化 ，也可以直接在亚硝态 就进行 实现方式。在微氧条件下 ，氨被亚硝酸菌部分 为两类基本技术 ，一类是基于硝化一反硝化生 反硝化 ， 由亚硝态氮进行反硝化则可减少系 氧化为 Ｎ ｒ Ｏ －剩余部分的 Ｎ ４ 若 Ｏ ，Ｎ ； ￣ Ｈ＋ 进行厌氧 化过程的新型生物脱氮工艺 ，另一类为基 于厌 统对氧 的消耗 ，缩短反应 时问 ，降低 运行 费 氨 氧 化 反 应 ， 生 成 氮 气 ，反 应 的 实 质 与 氧氨氧化反应的新型生物脱氮工艺。 用 ，这即为短程硝化—反硝化生物 脱氮的基本 Ｓ Ａ Ｏ — Ｎ ＭＭ Ｘ组合 工艺 相同 ，反 应式 Ｈ ＲＮＡＡ Ｏ １基 于硝化～反硝化生化过程的新 型生物 原理。 为 １ Ｈ Ｏ ５ ２＋ ． ５ ２Ｏ１Ｎ ３ ． Ｈ＋ Ｎ ４ ． ０ — ｏ ３Ｎ ＋ ． Ｏ １ ＋ ８ ４ ３ ４ 脱氮 工艺 短程硝化～反硝化工艺 ， 其基本原理是在 １３ ０。 ．Ｈ２ 基于硝化一反硝化原理的新 型生物脱氮工 较 高温度 下 ， 在一个反应器内通过对 Ｄ Ｏ的控 由于 反 应是 在一 个 反 应 器 内进 行 ， 艺研究较多 ，比较有代表性的有好 氧反硝化工 制 ，先将 氨氧化为 Ｎ Ｏ一 ，再 以有 机物 为 电子 Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 除 了 具 有 Ｓ ＡＲ Ｎ－ Ａ ＡＯ Ｈ Ｏ ＡＮ ＭＭＯ Ｘ 艺、同时硝化一反硝化工艺 、 短程硝化一反硝 供 体 ，对 Ｎ ２ 行反硝化 ，生成 氮气 ，从而 组合 工艺需氧量少 、无需外加碳源 、 Ｏ－ 进 运行 费用 化工艺等 。 达 到生 物脱 氮 的 目的 ，整 个 反 应 过程 中无 低等优点外 ，还具有 占地面积少 、基建费用低 １１ ．好氧反硝化工艺 ＮＯ 的生成 和还原 ，反应进程较传统 硝化—反 等优点 ，具有更好 的经济效益 。Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 ｒ ＡＯ 传统生物脱氮理论认为反硝化是一个严格 硝 化进程 短 。经 研究 ，Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ工 艺具 有工 实现 的关键是很好地控制供氧量 ，创造出适宜 的厌氧过程 ，大多数反硝化菌为兼性 厌氧菌 ， 艺流程简单、节省 中和试剂、水力停 留时 间短 好 氧亚硝化 菌和厌 氧氨 氧化菌 生长 的 良好生 能够利用氧、硝酸盐或亚硝酸盐为 电子受体 。 等 特点 ，且耗 氧量减 少 了 ２ ％左 右 ，大 大节 境 ， 亚硝化菌能够将适量 的氨 氧化 为 Ｎ ： ５ 使 Ｏ一 ， 当氧 和硝酸盐或亚硝酸盐共存时，反硝化菌优 省 了 动 力 消 耗 。 目前 ， 已 有 生 产 规 模 的 而后与剩余部分的氨恰好反应 ，生成氮气 。 先使用氧呼吸 ， 只有当氧浓度低时硝酸盐或 Ｓ Ｒ Ｎ工艺投入运行。 故 ＨＡ Ｏ 结束语
随着生产的发展和生活水平 的提高 ，日见 频繁 的水体富营养化已对污水处理技术提出了 除氮 的要求 。在污水处理技术 中，最常用的除 氮技术为生物脱氮 。近年来 ，传统生物脱氮技 术 已发展 的比较成熟 ，但其弊端也 日 益显 现 ， 而新的生物脱氮技术成为当前研究的热点。 污水中含有 的氮多为有机氮和氨态氮 ，对 其处理的生物脱氮工艺就是来源于这一转化过 程 ：先通过氨化作用将有机氮转化成氨氮 ，这 过程很容易实现 ，在常规 的废水处理反应器 中即可实现 ；然后是 在亚硝 化菌 的作用下 将 Ｎ Ｎ氧化成 亚硝态 氮 ，这 一过程 需要氧 的 风一 参与 ；接着是在硝化菌的作用下将亚硝态氮氧 化成硝态 氮 ， 仍需氧的参与 ；最后是在反硝化 菌 的作用下将亚 硝态氮 和硝态 氮转化成氮气 ， 这一过程需在厌氧环境中实 现，且需有机碳源 的投加。 传统硝化一反硝化为基础的生物脱 氮工艺 需设置多个反应器 ，以满足不同微生物对生境 的需求 ， 且按功能的不同，分别需有氧 气、有 机碳源的投入 。这就必然带来工艺基建 、运行 费用高 ， 理效率低等一 系列缺点 。新型生物 处 脱氮工艺正是 以此为切人点 ，探索寻找更便捷 的生物脱氮途径 ，从而克服传统工艺的不足之
科
曲 春先
科技论 坛 Ｉｌ ｌ
张 晓宁
新 型生物脱 氮工艺 的研究 现状及发展
（ 瓦房店市规划设计院， 宁 大连 １６ ０ ） 辽 １３ ０
摘 要： 针对传统 生物脱氮工艺存在的不足之 处 ， 绍了新型生物脱氮工 艺的类型 ， 介 并分别叙 述了其原理、 特点及应 用情况。 关键词 ： 生物脱 氮； 好氧反硝４ ；Ｎ ；ＨＡ Ｏ Ａ Ａ ￣Ｓ ＤＳ Ｒ Ｎ；Ｎ ＭＭＯ Ｃ Ｏ Ｘ；ＡＮ Ｎ Ｓ Ｒ Ｎ Ａ Ａ Ｍ Ｘ组 合 工艺是 指含 氨 Ａ Ｈ Ｏ —Ｎ Ｍ Ｏ 若干报道。谢曙光等人对地表水处理 中的好氧 反硝化现象进行 了研究 ，发现在水力负荷较高 废 水先流经 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应 器 ，进行部 分亚硝 的情 况下 ，脱氮率可达 ２％～Ｏ Ｏ ３％，且 在处理 酸化 ，控制出水 中 Ｎ４ 与 Ｎ ｒ 比例为 １ ， Ｉ ： Ｏ的 ：１ 过程 中不需 添加有机碳 ， 成本较低 ，相 比于传 然 后进入 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应器 ，进行 厌氧氨 氧 ＮＭ Ｏ 统的脱氮方 式，好氧反硝化具有更高的应用价 化反应 ，生成氮气 ， 达到生物脱氮的 目的。这 值 。当然 ，好氧反硝化工艺存在着二次污染等 样 ，在 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反 应器 中只有一半 的氨 被氧 问题 ，仍需深入的研究来解决 。 化为 Ｎ Ｏ ，从而大大减 少 了 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应器 １ 同时硝化一反硝化 （Ｎ ）工艺 ． ２ ＳＤ 的需氧量 ，从而降低运行费用 ；另一方 面 ， 将 传统的生物脱氮原理认 为硝化反应是好氧 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应器 的 出水 作为 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应 ＮＭ Ｏ 的 ，反硝化反应是厌氧的 ， 故二者不可能在同 的基质 ，为 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应 创造 了条件 ，同 ＮＭ Ｏ 条件下发生。而 同时硝化一反硝化机理则突 时还克服 了单独 的 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应 器出水 Ｃ Ｄ Ｏ 破这一观念 ， 分别从宏观和微观上解释 了同时 浓度高的缺点。 硝化一反硝化反应存在的合理性 。 Ｓ Ａ Ｏ —Ｎ Ｍ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ Ａ Ａ Ｍ Ｘ组合 工艺可 以说是 这种工艺在 同一反应器 中实现硝化和反硝 对 Ａ Ａ Ｍ Ｘ工艺 的优化 ，与传 统硝化 一反 ＮＭ Ｏ 化 ，甚至还有除碳 的功 能，可通过生物转 盘 、 硝化工艺相 比，它具有氧消耗量小、无 需外加 ＳＲ Ｂ 、氧化 沟、Ｃ Ｓ 等反 应器实 现 ，分 为单 碳源 、节约 中和试剂 、Ｃ ＡＴ Ｏ 排放量少 、剩余污 级生物脱氮 工艺 、生物膜单级 生物脱氮工 艺 、 泥量少 、运行费用低等诸多优点 ，其工艺的可 固定化微生物单级生物脱氮工艺等类型。 目前 持续性和显著的经济效益将为其带来广 阔的应 国 内的研究 多局限于纯种微生物培养及实验室 用前景 。 理论研究 ， 很少有实际工程应用 ，国外则 已有 ２ Ａ Ｏ ． Ｃ Ｎ Ｎ工艺 ２ 同步 硝化一反硝化脱 氮工艺 的污 水处 理在 运 Ｃ Ｎ Ｎ一体化 自养氨氧化生物脱氮工艺 ， ＡＯ 行 ，但也有不足之处 ， 以这一新型的污水处 是指在单个的反应器或者生物膜 内通过控制反 所 理工艺还有待于进一步的研究和优化。 应所需环境条件，实现氨的亚硝酸化和厌 氧氨 １ 短程硝化一 反硝化工艺 ． ３ 氧化 ，从而达到生物脱氮的 目的。 在传统硝化一反硝化过程 中可以看出 ，氨 可 以认 为 Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 是 Ｓ Ａ Ｏ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ— 处。 被氧化为亚硝酸盐后可以继续被氧化为硝酸盐 Ａ Ａ Ｍ ｘ组合工 艺在 同一反 应器 中 的一种 Ｎ Ｍ Ｏ 新型生物脱氮技术按其生化反应原 理可分 然后进行反硝化 ，也可以直接在亚硝态 就进行 实现方式。在微氧条件下 ，氨被亚硝酸菌部分 为两类基本技术 ，一类是基于硝化一反硝化生 反硝化 ， 由亚硝态氮进行反硝化则可减少系 氧化为 Ｎ ｒ Ｏ －剩余部分的 Ｎ ４ 若 Ｏ ，Ｎ ； ￣ Ｈ＋ 进行厌氧 化过程的新型生物脱氮工艺 ，另一类为基 于厌 统对氧 的消耗 ，缩短反应 时问 ，降低 运行 费 氨 氧 化 反 应 ， 生 成 氮 气 ，反 应 的 实 质 与 氧氨氧化反应的新型生物脱氮工艺。 用 ，这即为短程硝化—反硝化生物 脱氮的基本 Ｓ Ａ Ｏ — Ｎ ＭＭ Ｘ组合 工艺 相同 ，反 应式 Ｈ ＲＮＡＡ Ｏ １基 于硝化～反硝化生化过程的新 型生物 原理。 为 １ Ｈ Ｏ ５ ２＋ ． ５ ２Ｏ１Ｎ ３ ． Ｈ＋ Ｎ ４ ． ０ — ｏ ３Ｎ ＋ ． Ｏ １ ＋ ８ ４ ３ ４ 脱氮 工艺 短程硝化～反硝化工艺 ， 其基本原理是在 １３ ０。 ．Ｈ２ 基于硝化一反硝化原理的新 型生物脱氮工 较 高温度 下 ， 在一个反应器内通过对 Ｄ Ｏ的控 由于 反 应是 在一 个 反 应 器 内进 行 ， 艺研究较多 ，比较有代表性的有好 氧反硝化工 制 ，先将 氨氧化为 Ｎ Ｏ一 ，再 以有 机物 为 电子 Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 除 了 具 有 Ｓ ＡＲ Ｎ－ Ａ ＡＯ Ｈ Ｏ ＡＮ ＭＭＯ Ｘ 艺、同时硝化一反硝化工艺 、 短程硝化一反硝 供 体 ，对 Ｎ ２ 行反硝化 ，生成 氮气 ，从而 组合 工艺需氧量少 、无需外加碳源 、 Ｏ－ 进 运行 费用 化工艺等 。 达 到生 物脱 氮 的 目的 ，整 个 反 应 过程 中无 低等优点外 ，还具有 占地面积少 、基建费用低 １１ ．好氧反硝化工艺 ＮＯ 的生成 和还原 ，反应进程较传统 硝化—反 等优点 ，具有更好 的经济效益 。Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 ｒ ＡＯ 传统生物脱氮理论认为反硝化是一个严格 硝 化进程 短 。经 研究 ，Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ工 艺具 有工 实现 的关键是很好地控制供氧量 ，创造出适宜 的厌氧过程 ，大多数反硝化菌为兼性 厌氧菌 ， 艺流程简单、节省 中和试剂、水力停 留时 间短 好 氧亚硝化 菌和厌 氧氨 氧化菌 生长 的 良好生 能够利用氧、硝酸盐或亚硝酸盐为 电子受体 。 等 特点 ，且耗 氧量减 少 了 ２ ％左 右 ，大 大节 境 ， 亚硝化菌能够将适量 的氨 氧化 为 Ｎ ： ５ 使 Ｏ一 ， 当氧 和硝酸盐或亚硝酸盐共存时，反硝化菌优 省 了 动 力 消 耗 。 目前 ， 已 有 生 产 规 模 的 而后与剩余部分的氨恰好反应 ，生成氮气 。 先使用氧呼吸 ， 只有当氧浓度低时硝酸盐或 Ｓ Ｒ Ｎ工艺投入运行。 故 ＨＡ Ｏ 结束语
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第一步 ０．５ＮＨ４＋＋０．７５Ｏ２→０．５ＮＯ２－＋０．５Ｈ２Ｏ＋Ｈ＋
－１３５．５ ｋＪ／ｍｏｌ Ｎ 第二步 ０．５ＮＨ４＋＋０．５ＮＯ２－→０．５Ｎ２＋Ｈ２Ｏ
－１７９．４ ｋＪ／ｍｏｌ Ｎ 总反应 ＮＨ４＋＋０．７５Ｏ２→０．５Ｎ２＋１．５Ｈ２Ｏ＋Ｈ＋
－３１４．９ ｋＪ／ｍｏｌ Ｎ 该工艺的核心技术是在限氧亚硝化阶段通过严 格控制溶解氧水平，将近 ５０％的 ＮＨ４＋ 转化为 ＮＯ２－， 实 现 硝 化 阶 段 稳 定 的 出 水 比 例 ＮＨ４＋／ＮＯ２－＝１ ∶ （１．２±０．２），从而为厌氧氨氧化阶段提供理想的进 水，提高整个工艺的脱氮效率。 在限氧亚硝化脱氮过程中，ＯＬＡＮＤ 工艺理论上 只需将一半的氨氮氧化，所以可比传统的硝化反硝 化工艺节省 ６２．５％的耗氧量；同时，由于在厌氧氨氧 化过程中氨氮作为亚硝酸盐氮还原的电子供体，所 以不需外加有机碳源；好氧氨氧化菌（主要是亚硝化 单胞菌和硝化杆菌） 和厌氧自养菌在限氧条件下生 长都非常缓慢，产生的生物量很少，所以产生的污泥 量也很少，这些特点都将有效降低其运行成本。 目前，ＯＬＡＮＤ 系统主要采用两种反应器型式， 一种是一体化生物膜（ＲＢＣ）反应系统，另一种是两
同时硝化反硝化的机理可以从物理学、微环境 理论和微生物学等多重角度来分析。从宏观来看，整 个反应器处于完全均匀的混合状态是不可能的，由 于曝气方式和曝气装置的不同，都可能在生物反应 器内形成缺氧及厌氧区。从微观环境来看，由于氧扩 散的限制，在微生物絮体内产生 ＤＯ 梯度从而导致 微环境的 ＳＮＤ 发生。微生物絮体的外表面 ＤＯ 较 高，以好氧硝化菌为主；深入絮体内部，氧传递受阻 及外部氧的大量消耗，产生缺氧区，反硝化菌占优 势。微生物学的解释有别于传统理论，近年来，好氧 反硝化菌和异养硝化菌的发现，打破了传统理论认 为硝化反应只能在好氧条件下由自养菌完成和反硝 化只能在缺氧条件下进行的观点。
目前利用厌氧氨氧化反应理论开发的脱氮工艺 有荷兰 Ｄｅｌｆｔ 技术大学开发的 ＡＮＡＮＭＭＯＸ 工艺和 比利时 Ｇｅｎｔ 微生物生态实验室开发的 ＯＬＡＮＤ 工 艺两种，但是都只处在小试阶段，还缺乏大型实际工 程的实践检验。 ２．３ 同时硝化反硝化（ＳＮＤ）
同时硝化和反硝化是指硝化与反硝化反应同时 在相同操作条件下和同一反应器中实现：（１） 硝化 过程的产物是反硝化的反应物；（２） 硝化使系统的 ｐＨ 下降，而反硝化使系统 ｐＨ 上升，产生硝化所需 的碱。这个工艺技术的开发充分利用了反应器供氧 不均匀的客观现象，同时硝化反硝化的活性污泥系 统为今后简化生物脱氮技术并降低投资提供了可 能。
在传统生物脱氮工艺中，生物脱氮途径为： ＮＨ４＋→ＮＯ２－→ＮＯ３－→ＮＯ２－→Ｎ２， 称 为 全 程 硝 化 反 硝 化；短程硝化的脱氮途径为：ＮＨ４＋→ＮＯ２－→Ｎ２，通过 抑制硝化菌（Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）的活性，使硝化的第二阶段 被抑制，从而使硝化的产物停留在 ＮＯ２－ 阶段，然后 在反硝化阶段将 ＮＯ２－－Ｎ 还原为 Ｎ２。
与传统的硝化 － 反硝化脱氮工艺相比，短程硝 化 － 反硝化具有以下优点：（１） 硝化阶段需氧量减 少 ２５％；（２） 反硝化阶段所需碳源减少 ４０％，反硝 化率提高 ６３％；（３） 厌氧反硝化阶段剩余污泥量减 少 ３００％；（４） 水力停留时间较短，反应器的容积可 减少 ３０％￣４０％；（５） 减少了投碱量；（６） 缩短了反应 历程，增加了脱氮效率。
１ 传统废水生物脱氮原理
传统废水生物脱氮工艺主要是依靠好氧硝化把 氨氮转化为硝态氮，然后在缺氧条件下将硝态氮转 化为氮气，从而从废水中去除。 １．１ 硝化反应
在好氧条件下，将 ＮＨ４＋ 转化为 ＮＯ２－ 和 ＮＯ３－ 的 过程称为硝化反应。此作用是由亚硝酸菌和硝酸菌 两种化能自养型微生物共同完成的。
２ 废水生物脱氮新技术
近年来的许多研究表明，硝化反应不仅可以由 自养菌完成，某些异养菌也可以起硝化作用；反硝化 不只在缺氧条件下进行，某些细菌也可在好氧条件 下进行反硝化；许多好氧反硝化菌同时也是异养硝 化菌，并能把 ＮＨ４＋ 氧化成 ＮＯ２－ 后直接进行反硝化 反应。由此发展起来的新工艺主要有：短程硝化反硝 化、同时硝化反硝化、厌氧氨氧化、限氧自养硝化反 硝化、好氧反硝化等。 ２．１ 短程硝化 － 反硝化
关键词 生物脱氮 新工艺 机理 发展趋势 中图分类号 Ｘ ５１１
近年来，随着工业化和城市化程度的不断提高， 大量含有氮、磷的营养物进入水体，致使水体富营养 化日益严重。传统的生物脱氮工艺，如 Ａ／Ｏ 法、Ａ２／Ｏ 法等硝化阶段进行曝气通常需要消耗大量的能量， 反硝化作用阶段则需要额外投加有机碳源，虽然能 起到脱氮效果，但仍存在以下一些问题：（１） 硝化菌 群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度，造成系统 总水力停留时间较长，有机负荷较低，增加了基建投 资和运行费用；（２） 系统为维持较高生物浓度及获 得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和硝化 液回流，增加了动力消耗及运行费用；（３） 抗冲击能 力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌生 长；（４） 为中和硝化过程产生的酸度，需加碱中和， 增加了处理费用。随着近年来微生物学等技术的发 展及工程应用方面的实践，人们在生物脱氮机理及 新技术方面取得了一定的成果。本文系统介绍了近 年来生物脱氮新技术的原理、特点和应用现状，并指 出了生物脱氮技术的发展趋势。
ＮＨ４＋＋３／２Ｏ２ 亚硝酸菌→ＮＯ２－＋２Ｈ＋＋Ｈ２Ｏ
ＮＯ２－＋１／２Ｏ２ 硝酸菌→ ＮＯ３－
１．２ 反硝化反应 在无氧或缺氧条件下，反硝化菌将 ＮＯ２－ 和 ＮＯ３－
还原成 Ｎ２ 的过程，称为反硝化反应。 ６ＮＯ３－＋２ＣＨ３ＯＨ→２ＣＯ２＋６ＮＯ２－＋４Ｈ２Ｏ ６ＮＯ２－＋３ＣＨ３ＯＨ→３ＣＯ２＋３Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ＋６ＯＨ－
国内外对 ＳＮＤ 进行了大量的研究。Ｇｕｐｔａ 等研 究了生物转盘中的 ＳＮＤ 现象，证实了好氧反硝化菌 的存在。Ｙｏｏ 等研究了间歇式曝气反应器中的 ＳＮＤ 现象，并确定了关键的控制参数，在最佳条件下，氨 氮去除率均高达 ９０％以上，同时还可以去除 ９５％以 上的 ＣＯＤ。
同时硝化反硝化过程具有以下优点：（１） 完全 脱氮、降低曝气量、节省能耗并增加设备处理负荷； （２） 减少碱度的消耗；（３） 简化系统的设计和操作； （４） 能使厌氧硝化和好氧反硝化同时进行，从而实 现低碳源条件下的高效脱氮。
第 ３３ 卷 第 １１ 期 ２００８ 年 １１ห้องสมุดไป่ตู้月
上海化工 Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
·１·
环境保护
生物脱氮新工艺研究进展
王英阁 胡宗泰
郑州市污水净化有限公司 （河南郑州 ４５０００１）
摘 要 分析了传统生物脱氮工艺存在的问题，系统介绍了短程硝化 － 反硝化、厌氧氨氧化、同时硝化反硝化、好氧 除氨工艺、全自养脱氮工艺等生物脱氮新工艺的机理、特点和研究现状，同时指出了新技术存在的问题和 今后研究的发展趋势。
第 １１ 期
王英阁等：生物脱氮新工艺研究进展
·３·
同时硝化反硝化工艺的不足之处就是影响因素 较多，过程难以控制。但关键是在有 ＤＯ 的条件下如 何实现反硝化反应。目前有两种方法可以实现在有 ＤＯ 条件下的反硝化：一是从微生物的角度出发，筛 选出能在有氧情况下进行反硝化的好氧反硝化菌； 二是合理设计反应器，通过调整反应器构造及选择 适宜的操作手段人为地使反应器内同时存在缺氧、 厌氧段环境，或者利用生物膜或者菌胶团中 ＤＯ 的 扩散梯度，形成反硝化所需的缺氧 ／ 厌氧环境。 ２．４ 全自养脱氮工艺 ２．４．１ 两阶段限氧自养硝化反硝化工艺（ＯＬＡＮＤ）
阶段悬浮式膜生物反应系统（ＭＢＲ）。Ｐｙｎａｅｒｔ 等研究 了投加生物催化剂情况下 ＯＬＡＮＤ 工艺在 ＲＢＣ 反 应系统中的启动情况。ＯＬＡＮＤ 工艺仅在生物膜系统 中获得了良好的效果，在悬浮系统中低氧下活性污 泥的沉降性、污泥膨胀以及同步硝化反硝化等问题 仍有待于进一步研究与完善。 ２．４．２ 一体化完全自养脱氮系统（ＣＡＮＯＮ）
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，微生物直接以 ＮＨ４＋ 为电子供体，以 ＮＯ２－ 或 ＮＯ３－ 为电子受体，将 ＮＨ４＋ 转变成 Ｎ２ 的生物过程。到目前为止，厌氧氨氧 化的反应机理还不明确，目前大家普遍接受的是羟 氨途径：
１９９４ 年，Ｍｕｌｄｅｒ 等发现荷兰 Ｄｅｌｆｔ 大学一个污 水脱氮流化床反应器存在 ＮＨ４＋ 消失现象，且随 ＮＨ４＋ 和 ＮＯ２－ 的消耗，有 Ｎ２ 生成。１９９５ 年，Ｍｕｌｄｅｒ 等在研 究脱氮流化床反应器时发现，在厌氧条件下，氨氮的 消失与硝态氮的消耗同时发生并呈正相关。Ｊｅｔｔｅｒｎ 提出 ＡＮＡＭＭＯＸ 工艺的温度范围是 ２０￣４３ ℃，最佳 温度为 ４０ ℃，ｐＨ 在 ６．７￣８．３ 时运行得最好。Ｚｈｅｎｇ Ｇｏｎｇ 等利用曝气膜生物反应器基于 ＡＮＡＭＭＯＸ 工 艺研究了自养脱氮。国内哈工大的李捷等采用缺氧 下向流生物膜滤池研究 ＡＮＡＭＭＯＸ 工艺在城市生 活污水深度处理中的效能，取得了满意的结果。
与传统的硝化 － 反硝化技术相比，厌氧氨氧化 有如下优点：（１） 由于氨可直接用作反硝化的电子 供体，因此不再需要外加有机物（如甲醇）作电子供
体，既可节省费用，也可防止二次污染；（２） 由于可 以经济有效地利用氧，供氧能耗大幅度下降；（３） 由 于厌氧氨氧化一步完成，产酸量可大幅度下降，产碱 量降为零，可节省中和试剂。
ＯＬＡＮＤ 工艺是限氧亚硝化与厌氧氨氧化相耦 联的一种新颖的生物脱氮反应工艺，该工艺分两个 过程进行：第一步是在限氧条件下将废水中的部分 氨氮氧化为亚硝酸盐氮；第二步是在厌氧条件下亚 硝酸盐氮与剩余氨氮发生厌氧氨氧化反应，从而去 除含氮污染物。其机理是由亚硝化细菌对亚硝酸盐 氮催化进行歧化反应，所涉及的反应式为：
一体化完全自养脱氮系统 （生物膜内自养脱氮 工艺） 是由 Ｄｉｊｋｍａｎ 等利用好氧和厌氧氨氧化菌的 共生系统开发的在限氧条件下的一步除氮工艺。 ＣＡＮＯＮ 工艺实质上是通过控制生物膜内溶解氧的 浓度实现短程硝化反硝化，使生物膜内聚集的亚硝 化菌和 ＡＮＡＭＭＯＸ 微生物能同时生长，满足生物膜 内一体化完全自养脱氮工艺实现的条件。环境中的 氨氮与溶解氧是决定 ＣＡＮＯＮ 工艺的两个关键因 素，Ｇｕａｎｇｚｈｉ Ｓｕｎ 等研究了 ＣＡＮＯＮ 工艺在湿地系 统中的物料恒算问题。在对生物膜和颗粒污泥的研 究中发现，生物膜内硝化细菌与亚硝化细菌受传质 限制等影响，亚硝化细菌占据生物膜表层成为优势 菌种，而 ＡＮＡＭＭＯＸ 细菌生长于膜内部的厌氧层。 膜表层进行亚硝化作用，而氨氮与亚硝酸盐可以扩 散至厌氧层内进行 ＡＮＡＭＭＯＸ 反应，由此提出了生 物膜完全自养脱氮工艺。ＣＡＮＯＮ 工艺目前还处于研 究阶段，没有真正应用到工程实践中。 ２．５ 好氧除氨工艺（Ａｅｒｏｂｉｃ Ｄｅａｍｍｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）
－１３５．５ ｋＪ／ｍｏｌ Ｎ 第二步 ０．５ＮＨ４＋＋０．５ＮＯ２－→０．５Ｎ２＋Ｈ２Ｏ
－１７９．４ ｋＪ／ｍｏｌ Ｎ 总反应 ＮＨ４＋＋０．７５Ｏ２→０．５Ｎ２＋１．５Ｈ２Ｏ＋Ｈ＋
－３１４．９ ｋＪ／ｍｏｌ Ｎ 该工艺的核心技术是在限氧亚硝化阶段通过严 格控制溶解氧水平，将近 ５０％的 ＮＨ４＋ 转化为 ＮＯ２－， 实 现 硝 化 阶 段 稳 定 的 出 水 比 例 ＮＨ４＋／ＮＯ２－＝１ ∶ （１．２±０．２），从而为厌氧氨氧化阶段提供理想的进 水，提高整个工艺的脱氮效率。 在限氧亚硝化脱氮过程中，ＯＬＡＮＤ 工艺理论上 只需将一半的氨氮氧化，所以可比传统的硝化反硝 化工艺节省 ６２．５％的耗氧量；同时，由于在厌氧氨氧 化过程中氨氮作为亚硝酸盐氮还原的电子供体，所 以不需外加有机碳源；好氧氨氧化菌（主要是亚硝化 单胞菌和硝化杆菌） 和厌氧自养菌在限氧条件下生 长都非常缓慢，产生的生物量很少，所以产生的污泥 量也很少，这些特点都将有效降低其运行成本。 目前，ＯＬＡＮＤ 系统主要采用两种反应器型式， 一种是一体化生物膜（ＲＢＣ）反应系统，另一种是两
同时硝化反硝化的机理可以从物理学、微环境 理论和微生物学等多重角度来分析。从宏观来看，整 个反应器处于完全均匀的混合状态是不可能的，由 于曝气方式和曝气装置的不同，都可能在生物反应 器内形成缺氧及厌氧区。从微观环境来看，由于氧扩 散的限制，在微生物絮体内产生 ＤＯ 梯度从而导致 微环境的 ＳＮＤ 发生。微生物絮体的外表面 ＤＯ 较 高，以好氧硝化菌为主；深入絮体内部，氧传递受阻 及外部氧的大量消耗，产生缺氧区，反硝化菌占优 势。微生物学的解释有别于传统理论，近年来，好氧 反硝化菌和异养硝化菌的发现，打破了传统理论认 为硝化反应只能在好氧条件下由自养菌完成和反硝 化只能在缺氧条件下进行的观点。
目前利用厌氧氨氧化反应理论开发的脱氮工艺 有荷兰 Ｄｅｌｆｔ 技术大学开发的 ＡＮＡＮＭＭＯＸ 工艺和 比利时 Ｇｅｎｔ 微生物生态实验室开发的 ＯＬＡＮＤ 工 艺两种，但是都只处在小试阶段，还缺乏大型实际工 程的实践检验。 ２．３ 同时硝化反硝化（ＳＮＤ）
同时硝化和反硝化是指硝化与反硝化反应同时 在相同操作条件下和同一反应器中实现：（１） 硝化 过程的产物是反硝化的反应物；（２） 硝化使系统的 ｐＨ 下降，而反硝化使系统 ｐＨ 上升，产生硝化所需 的碱。这个工艺技术的开发充分利用了反应器供氧 不均匀的客观现象，同时硝化反硝化的活性污泥系 统为今后简化生物脱氮技术并降低投资提供了可 能。
在传统生物脱氮工艺中，生物脱氮途径为： ＮＨ４＋→ＮＯ２－→ＮＯ３－→ＮＯ２－→Ｎ２， 称 为 全 程 硝 化 反 硝 化；短程硝化的脱氮途径为：ＮＨ４＋→ＮＯ２－→Ｎ２，通过 抑制硝化菌（Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）的活性，使硝化的第二阶段 被抑制，从而使硝化的产物停留在 ＮＯ２－ 阶段，然后 在反硝化阶段将 ＮＯ２－－Ｎ 还原为 Ｎ２。
与传统的硝化 － 反硝化脱氮工艺相比，短程硝 化 － 反硝化具有以下优点：（１） 硝化阶段需氧量减 少 ２５％；（２） 反硝化阶段所需碳源减少 ４０％，反硝 化率提高 ６３％；（３） 厌氧反硝化阶段剩余污泥量减 少 ３００％；（４） 水力停留时间较短，反应器的容积可 减少 ３０％￣４０％；（５） 减少了投碱量；（６） 缩短了反应 历程，增加了脱氮效率。
１ 传统废水生物脱氮原理
传统废水生物脱氮工艺主要是依靠好氧硝化把 氨氮转化为硝态氮，然后在缺氧条件下将硝态氮转 化为氮气，从而从废水中去除。 １．１ 硝化反应
在好氧条件下，将 ＮＨ４＋ 转化为 ＮＯ２－ 和 ＮＯ３－ 的 过程称为硝化反应。此作用是由亚硝酸菌和硝酸菌 两种化能自养型微生物共同完成的。
２ 废水生物脱氮新技术
近年来的许多研究表明，硝化反应不仅可以由 自养菌完成，某些异养菌也可以起硝化作用；反硝化 不只在缺氧条件下进行，某些细菌也可在好氧条件 下进行反硝化；许多好氧反硝化菌同时也是异养硝 化菌，并能把 ＮＨ４＋ 氧化成 ＮＯ２－ 后直接进行反硝化 反应。由此发展起来的新工艺主要有：短程硝化反硝 化、同时硝化反硝化、厌氧氨氧化、限氧自养硝化反 硝化、好氧反硝化等。 ２．１ 短程硝化 － 反硝化
关键词 生物脱氮 新工艺 机理 发展趋势 中图分类号 Ｘ ５１１
近年来，随着工业化和城市化程度的不断提高， 大量含有氮、磷的营养物进入水体，致使水体富营养 化日益严重。传统的生物脱氮工艺，如 Ａ／Ｏ 法、Ａ２／Ｏ 法等硝化阶段进行曝气通常需要消耗大量的能量， 反硝化作用阶段则需要额外投加有机碳源，虽然能 起到脱氮效果，但仍存在以下一些问题：（１） 硝化菌 群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度，造成系统 总水力停留时间较长，有机负荷较低，增加了基建投 资和运行费用；（２） 系统为维持较高生物浓度及获 得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和硝化 液回流，增加了动力消耗及运行费用；（３） 抗冲击能 力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌生 长；（４） 为中和硝化过程产生的酸度，需加碱中和， 增加了处理费用。随着近年来微生物学等技术的发 展及工程应用方面的实践，人们在生物脱氮机理及 新技术方面取得了一定的成果。本文系统介绍了近 年来生物脱氮新技术的原理、特点和应用现状，并指 出了生物脱氮技术的发展趋势。
ＮＨ４＋＋３／２Ｏ２ 亚硝酸菌→ＮＯ２－＋２Ｈ＋＋Ｈ２Ｏ
ＮＯ２－＋１／２Ｏ２ 硝酸菌→ ＮＯ３－
１．２ 反硝化反应 在无氧或缺氧条件下，反硝化菌将 ＮＯ２－ 和 ＮＯ３－
还原成 Ｎ２ 的过程，称为反硝化反应。 ６ＮＯ３－＋２ＣＨ３ＯＨ→２ＣＯ２＋６ＮＯ２－＋４Ｈ２Ｏ ６ＮＯ２－＋３ＣＨ３ＯＨ→３ＣＯ２＋３Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ＋６ＯＨ－
国内外对 ＳＮＤ 进行了大量的研究。Ｇｕｐｔａ 等研 究了生物转盘中的 ＳＮＤ 现象，证实了好氧反硝化菌 的存在。Ｙｏｏ 等研究了间歇式曝气反应器中的 ＳＮＤ 现象，并确定了关键的控制参数，在最佳条件下，氨 氮去除率均高达 ９０％以上，同时还可以去除 ９５％以 上的 ＣＯＤ。
同时硝化反硝化过程具有以下优点：（１） 完全 脱氮、降低曝气量、节省能耗并增加设备处理负荷； （２） 减少碱度的消耗；（３） 简化系统的设计和操作； （４） 能使厌氧硝化和好氧反硝化同时进行，从而实 现低碳源条件下的高效脱氮。
第 ３３ 卷 第 １１ 期 ２００８ 年 １１ห้องสมุดไป่ตู้月
上海化工 Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
·１·
环境保护
生物脱氮新工艺研究进展
王英阁 胡宗泰
郑州市污水净化有限公司 （河南郑州 ４５０００１）
摘 要 分析了传统生物脱氮工艺存在的问题，系统介绍了短程硝化 － 反硝化、厌氧氨氧化、同时硝化反硝化、好氧 除氨工艺、全自养脱氮工艺等生物脱氮新工艺的机理、特点和研究现状，同时指出了新技术存在的问题和 今后研究的发展趋势。
第 １１ 期
王英阁等：生物脱氮新工艺研究进展
·３·
同时硝化反硝化工艺的不足之处就是影响因素 较多，过程难以控制。但关键是在有 ＤＯ 的条件下如 何实现反硝化反应。目前有两种方法可以实现在有 ＤＯ 条件下的反硝化：一是从微生物的角度出发，筛 选出能在有氧情况下进行反硝化的好氧反硝化菌； 二是合理设计反应器，通过调整反应器构造及选择 适宜的操作手段人为地使反应器内同时存在缺氧、 厌氧段环境，或者利用生物膜或者菌胶团中 ＤＯ 的 扩散梯度，形成反硝化所需的缺氧 ／ 厌氧环境。 ２．４ 全自养脱氮工艺 ２．４．１ 两阶段限氧自养硝化反硝化工艺（ＯＬＡＮＤ）
阶段悬浮式膜生物反应系统（ＭＢＲ）。Ｐｙｎａｅｒｔ 等研究 了投加生物催化剂情况下 ＯＬＡＮＤ 工艺在 ＲＢＣ 反 应系统中的启动情况。ＯＬＡＮＤ 工艺仅在生物膜系统 中获得了良好的效果，在悬浮系统中低氧下活性污 泥的沉降性、污泥膨胀以及同步硝化反硝化等问题 仍有待于进一步研究与完善。 ２．４．２ 一体化完全自养脱氮系统（ＣＡＮＯＮ）
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，微生物直接以 ＮＨ４＋ 为电子供体，以 ＮＯ２－ 或 ＮＯ３－ 为电子受体，将 ＮＨ４＋ 转变成 Ｎ２ 的生物过程。到目前为止，厌氧氨氧 化的反应机理还不明确，目前大家普遍接受的是羟 氨途径：
１９９４ 年，Ｍｕｌｄｅｒ 等发现荷兰 Ｄｅｌｆｔ 大学一个污 水脱氮流化床反应器存在 ＮＨ４＋ 消失现象，且随 ＮＨ４＋ 和 ＮＯ２－ 的消耗，有 Ｎ２ 生成。１９９５ 年，Ｍｕｌｄｅｒ 等在研 究脱氮流化床反应器时发现，在厌氧条件下，氨氮的 消失与硝态氮的消耗同时发生并呈正相关。Ｊｅｔｔｅｒｎ 提出 ＡＮＡＭＭＯＸ 工艺的温度范围是 ２０￣４３ ℃，最佳 温度为 ４０ ℃，ｐＨ 在 ６．７￣８．３ 时运行得最好。Ｚｈｅｎｇ Ｇｏｎｇ 等利用曝气膜生物反应器基于 ＡＮＡＭＭＯＸ 工 艺研究了自养脱氮。国内哈工大的李捷等采用缺氧 下向流生物膜滤池研究 ＡＮＡＭＭＯＸ 工艺在城市生 活污水深度处理中的效能，取得了满意的结果。
与传统的硝化 － 反硝化技术相比，厌氧氨氧化 有如下优点：（１） 由于氨可直接用作反硝化的电子 供体，因此不再需要外加有机物（如甲醇）作电子供
体，既可节省费用，也可防止二次污染；（２） 由于可 以经济有效地利用氧，供氧能耗大幅度下降；（３） 由 于厌氧氨氧化一步完成，产酸量可大幅度下降，产碱 量降为零，可节省中和试剂。
ＯＬＡＮＤ 工艺是限氧亚硝化与厌氧氨氧化相耦 联的一种新颖的生物脱氮反应工艺，该工艺分两个 过程进行：第一步是在限氧条件下将废水中的部分 氨氮氧化为亚硝酸盐氮；第二步是在厌氧条件下亚 硝酸盐氮与剩余氨氮发生厌氧氨氧化反应，从而去 除含氮污染物。其机理是由亚硝化细菌对亚硝酸盐 氮催化进行歧化反应，所涉及的反应式为：
一体化完全自养脱氮系统 （生物膜内自养脱氮 工艺） 是由 Ｄｉｊｋｍａｎ 等利用好氧和厌氧氨氧化菌的 共生系统开发的在限氧条件下的一步除氮工艺。 ＣＡＮＯＮ 工艺实质上是通过控制生物膜内溶解氧的 浓度实现短程硝化反硝化，使生物膜内聚集的亚硝 化菌和 ＡＮＡＭＭＯＸ 微生物能同时生长，满足生物膜 内一体化完全自养脱氮工艺实现的条件。环境中的 氨氮与溶解氧是决定 ＣＡＮＯＮ 工艺的两个关键因 素，Ｇｕａｎｇｚｈｉ Ｓｕｎ 等研究了 ＣＡＮＯＮ 工艺在湿地系 统中的物料恒算问题。在对生物膜和颗粒污泥的研 究中发现，生物膜内硝化细菌与亚硝化细菌受传质 限制等影响，亚硝化细菌占据生物膜表层成为优势 菌种，而 ＡＮＡＭＭＯＸ 细菌生长于膜内部的厌氧层。 膜表层进行亚硝化作用，而氨氮与亚硝酸盐可以扩 散至厌氧层内进行 ＡＮＡＭＭＯＸ 反应，由此提出了生 物膜完全自养脱氮工艺。ＣＡＮＯＮ 工艺目前还处于研 究阶段，没有真正应用到工程实践中。 ２．５ 好氧除氨工艺（Ａｅｒｏｂｉｃ Ｄｅａｍｍｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）