厌氧氨氧化的简介——李权
厌氧氨氧化
50
100 150 200 250 300 350 400 450 500
Time (day)
Ammonia, Nitrite (mg/L)
结果与讨论（总结）
脱氮的模型验证
I
II
III IV
V
VI
NH4-N (mg/L)
NO2-N (mg/L)
300
lnfluent
A
200
Effluent
100
0
500
y = 1.29x
450
R²= 0.89
400
350
300
250
200
y = 0.30x R²= 0.78
150
100
50
0
0
100 200 300 400
Ammonia-removal rate (mg-N/L/d)
Strous, et.al,1998 NH4+ : NO2- : NO3- = 1 : 1.32 : 0.26
KOA2N SO2
XAN
结合这3个基本的反应，厌氧氨氧化产生的氮(SNH4), 亚硝酸盐 (SNO2), 硝酸盐 (SNO3), 厌氧氨氧化细菌 (XAN) , 惰性物质(XI) 的浓度用微分方程的表示。 可以用一个软件包(Berkeley Madonna ver. 8.0.1; Macey & Oster) 来模拟。
厌氧氨氧化是一个自养反硝化过程 利用 NH4+ 作为电子供体和 NO2- 作为电子受体。
厌氧氨氧化的化学计算
Nitrite removal rate, Nitrate production rate (mg-N/L/d)
1.0NH4+ + 1.32 NO2- + 0.066HCO3- + 0.13H+ →1.02N2 + 0.26NO3- + 0.066CH2O0.5N0.15 + 2.03H2O
厌氧氨氧化反应器
厌氧氨氧化反应器中的微生物通过厌 氧氨氧化反应，将氨和亚硝酸盐作为 电子供体和受体，进行氧化还原反应 ，生成氮气和能量。
厌氧氨氧化反应器的应用领域
01
02
03
污水处理
厌氧氨氧化反应器可用于 污水处理厂，提高脱氮效 率，减少能源消耗和温室 气体排放。
生物能源
厌氧氨氧化反应器可以用 于生产生物能源，如氢气 和甲烷，为可再生能源提 供新的途径。
。
03
与生物滤池结合
利用生物滤池提供生物膜载体，提高厌氧氨氧化反应器的处理能力。
CHAPTER
05
厌氧氨氧化反应器的未来展望
厌氧氨氧化反应器在污水处理领域的应用前景
高效脱氮
厌氧氨氧化反应器能够实现高效脱氮，降低污水处理过程中的氮 排放，有助于改善水体质量。
节能降耗
相较于传统的硝化反硝化过程，厌氧氨氧化反应器在处理过程中不 需要额外投加碳源，降低了能耗和物耗。
厌氧氨氧化反应器
汇报人：可编辑 2024-01-04
CONTENTS
目录
• 厌氧氨氧化反应器简介 • 厌氧氨氧化反应器的设计和运行 • 厌氧氨氧化反应器的微生物学 • 厌氧氨氧化反应器的研究进展 • 厌氧氨氧化反应器的未来展望
CHAPTER
01
厌氧氨氧化反应器简介
定义与工作原理
定义Байду номын сангаас
厌氧氨氧化反应器是一种生物反应器 ，用于在厌氧条件下将氨和亚硝酸盐 转化为氮气，同时产生能量。
生物质能利用
厌氧氨氧化反应器可以应用于生物质能利用领域，实现生 物质的厌氧发酵和产气，同时去除废水中的氨氮。
厌氧氨氧化反应器面临的挑战与解决方案
技术成熟度
厌氧氨氧化工艺原理
厌氧氨氧化工艺原理
厌氧氨氧化工艺是一种通过微生物在缺氧环境下利用氨氧化细菌将氨氧化为亚硝酸盐的过程。
该工艺主要包括以下步骤：
1. 污水进入厌氧反应器：污水首先进入厌氧反应器中。
反应器内部缺氧环境有利于细菌的生长和氨氧化过程的发生。
2. 初始细菌聚集：污水中的氨氮和有机物质提供了细菌的生长和繁殖所需的营养物质。
在良好的条件下，氨氧化细菌将开始在反应器中形成细菌聚集体，称为氨氧化颗粒。
3. 微生物代谢活动：氨氧化细菌利用氨氮和有机物质进行代谢活动。
它们将氨氧化为亚硝酸盐，并释放出能量。
4. 亚硝化反应：亚硝酸盐在厌氧环境中进一步转化为亚硝酸，这是厌氧氨氧化工艺的关键步骤。
亚硝酸盐的生成是通过氨氧化细菌的生长和代谢所致。
5. 厌氧氨氧化反应：在厌氧反应器中，氨氧化细菌在有机物质的参与下，将氨氮通过代谢作用转化为亚硝酸盐。
这是一个能量产生的过程。
6. 产物分离：完成厌氧氨氧化反应后，反应器中的产物分离出来。
典型的产品包括亚硝酸盐等。
这些产物可以用于其他环境工程或化学工艺过程中。
厌氧氨氧化工艺的原理是利用氨氧化细菌在缺氧环境中将氨氮
转化为亚硝酸盐的过程。
这种反应在废水处理、氨氮废物处理等环境中具有重要的应用价值。
厌氧氨氧化技术
厌氧氨氧化技术
厌氧氨氧化技术是一种新型的废水处理技术，它利用厌氧微生物将氨
氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，从而实现废水中氨氮的去除。
该技术具有以
下特点：1.高效性：厌氧氨氧化技术可以在低温、低氧条件下高效地去除
废水中的氨氮，其去除率可以达到90%以上。
2.节能环保：相比传统的氨
氧化工艺，厌氧氨氧化技术不需要额外的供氧设备，因此能够节约能源，
同时也减少了二氧化碳的排放。
3.适用性广：厌氧氨氧化技术适用于各种
类型的废水处理，包括城市污水、工业废水等。
4.操作简便：厌氧氨氧化
技术的操作相对简单，不需要复杂的设备和技术，因此可以降低运营成本。
5.可以与其他技术结合：厌氧氨氧化技术可以与其他废水处理技术结合使用，如好氧氨氧化、生物膜反应器等，从而实现更高效的废水处理效果。
总之，厌氧氨氧化技术是一种具有广泛应用前景的废水处理技术，它可以
有效地去除废水中的氨氮，同时也具有节能环保、操作简便等优点。
厌氧氨氧化
g-N/L/d) (m rate production
400 350 300 250 200 150 100
50
y = 1.29x R2 = 0.89
y = 0.30x R2 = 0.78
0
0
100 200 300 400
Ammonia-removal rate (mg-N/L/d)
Strous, et.al,1998 NH4+ : NO2- : NO3- = 1 : 1.32 : 0.26
目的
反应器
细菌模型
实验验证
备注
课题1
为厌氧氨氧化开展 连续
一个基本模型
(2L)
厌氧氨氧化细菌 450天实验
厌氧氨氧化反应器的启 动
课题 2
通过厌氧氨氧化模 连续 型经验对污水厂升 (10.6L) 级
厌氧氨氧化细菌, 375 天实验 异养
结合自养与异养反硝化 （厌氧氨氧化）细菌
Soda et al., (2008) 45 th Annual meeting of Japanese Society of Water Treatment Biology Soda et al., (2008) 42 nd Annual meeting of Japan Society on Water Environment
旋转过滤器 CANNON CANNON CANNON
厌氧氨氧化菌, 氨氧化, 氮 氧化
厌氧氨氧化菌, 氨氧化, 氮 氧化
厌氧氨氧化菌, 氨氧化, 氮 氧化
厌氧氨氧化菌, 氨氧化, 氮 氧化，异养
24小时批次实验 No No No
备注
生物膜模型
基于溶解氧灵敏分 析的研究模型 基于温度灵敏分析 的研究模型 基于 COD 灵敏分 析的研究模型
厌氧氨氧化的原理及应用
厌氧氨氧化的原理及应用原理厌氧氨氧化（Anammox）是一种新型的氮循环过程，能够将氨氮直接转化为氮气，通过厌氧氧化反应来实现。
此过程主要包括两个步骤：厌氧氨氧化反应和硝化反应。
1.厌氧氨氧化反应：在此反应中，厌氧氨氧化细菌利用铁硫酶在缺氧条件下将氨氮和氨氧化反应生成亚硝酸盐。
这个过程是通过厌氧氨氧化细菌体内的膜类联酶红蛋白（Hemerythrin）酶催化完成的。
2.硝化反应：在这一步骤中，亚硝酸盐会被硝化细菌进一步氧化为氮气，并释放到大气中。
这个反应是通过硝酸细菌产生的氧氧化亚硝酸盐的酶（氧化酶）催化完成的。
综合来看，厌氧氨氧化是一种氮转化过程，通过厌氧氧化和硝化反应将氨氮转化为氮气，从而实现氮循环。
应用厌氧氨氧化过程具有以下几个应用领域：1.污水处理：厌氧氨氧化被广泛应用于污水处理领域，可以高效地去除废水中的氨氮。
相较于传统的硝化反应，厌氧氨氧化的反应速度更快、反应条件更温和，能够节约能源和减少化学药剂的使用，具有较好的经济性和环境友好性。
2.氮肥生产：由于厌氧氨氧化可以直接将氨氮转化为氮气，因此该过程可用于氮肥的生产。
通过将废水中的氨氮进行处理和转化，可以制备出高纯度的氨氮肥料，提高氮肥利用效率。
3.环境修复：厌氧氨氧化过程也可用于环境修复。
例如，在一些河流、湖泊和水库中，氨氮的过量积累会导致水体富营养化问题，对水生态系统造成严重破坏。
通过引入厌氧氨氧化技术，可以将废水中的氨氮高效转化为氮气，减少对水体的负荷，从而实现环境修复。
4.增氧系统优化：利用厌氧氨氧化技术，可以在增氧系统中实现氮气的去除。
传统的增氧系统中，硝化反应和反硝化反应需要通过供氧和通气来维持反应条件，而这些过程会消耗大量的能源。
引入厌氧氨氧化过程后，可以减少反应中对氧气和能源的需求，降低运行成本，同时提高系统的稳定性。
5.氮循环研究：通过深入研究厌氧氨氧化过程，对氮循环和氮转化机制有更深入的理解。
这对于优化氮循环过程、改进氮肥利用和水体管理具有重要意义。
厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍概要
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。
厌氧氨氧化功能细菌
厌氧氨氧化功能细菌
厌氧氨氧化功能细菌（Anaerobic ammonium oxidation bacteria，简称ana厌氧氨氧化功能细菌（Anaerobic ammonium oxidation bacteria，简称anammox菌）是一类在缺氧条件下能够将氨氮氧化为氮气的微生物。
这类细菌具有独特的生物化学特性，能够在没有氧气的环境中利用氨氮作为电子供体进行生长和代谢。
anammox菌的代谢过程可以分为两个阶段：
1. 氨氧化：在这个阶段，anammox菌将氨氮氧化为亚硝酸盐（NO2-）。
这个过程需要消耗能量，anammox菌通过氧化其他有机物（如甲烷、硫化氢等）来提供能量。
2. 亚硝酸盐氧化：在这个阶段，anammox菌将亚硝酸盐进一步氧化为氮气。
这个过程同样需要消耗能量，anammox菌通过还原二氧化碳（CO2）来提供能量。
anammox菌在污水处理、化肥生产等领域具有重要的应用价值。
它们可以有效地去除废水中的氨氮，降低污水处理成本；同时，它们还可以将废水中的氨氮转化为有价值的氮气，提高资源利用率。