水質(zhì)控制的重要指標(biāo)就是氮含量,。在工業(yè)社會(huì)發(fā)展的前提下，水體富氧化問(wèn)題日益加重,。因此,，當(dāng)前水處理技術(shù)的研究重點(diǎn)就是對(duì)氮污染的控制與治理。傳統(tǒng)廢水處理一般是硝化-反硝化的脫氮工藝,，需要外加碳源和堿,，不但運(yùn)行費(fèi)用較高,，還可能會(huì)造成二次污染,，影響脫氮效率。隨著科技的不斷進(jìn)步,，研究者逐漸開始關(guān)注新型的生物脫氮技術(shù),，厭氧氨氧化(ANAMMOX)技術(shù)以其獨(dú)特的高效低耗的特點(diǎn)應(yīng)運(yùn)而生，并逐漸得以開發(fā)應(yīng)用,。

　　1,、厭氧氨氧化反應(yīng)機(jī)理

　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的研究，厭氧氨氧化指的是在厭氧的條件下,，以氨氮(NH4+N)為電子供體,，亞硝酸氮(NO2-N)為電子受體,，以CO2或HCO3-為碳源，通過(guò)厭氧氨氧化菌的作用,，將氨氮氧化為氮?dú)?N2)的過(guò)程,。其中，在厭氧氨氧化的過(guò)程中,，也產(chǎn)生了中間產(chǎn)物聯(lián)氨(N2H4)以及羥氨(NH2OH),。因此，在逐漸完善的研究中,，就得到了如下的厭氧氨氧化反應(yīng)公式：　　根據(jù)反應(yīng)方程式,，以及厭氧氨氧化技術(shù)的原理，可以得出：在厭氧氨氧化的反應(yīng)中只對(duì)CO2以及HCO3-產(chǎn)生了消耗,，并沒(méi)有進(jìn)行外加碳源,，因此不但能夠有效實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)約，也防止了反應(yīng)中產(chǎn)生的二次污染;反應(yīng)過(guò)程中幾乎不產(chǎn)生N2O,，能夠有效避免傳統(tǒng)脫氮造成的溫室氣體排放,；反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)堿量為零，無(wú)需添加中和試劑,，并較為環(huán)保,。除此以外，該項(xiàng)技術(shù)還具有產(chǎn)泥量少,，節(jié)省供氧動(dòng)力消耗等多方面的優(yōu)點(diǎn),，具有可持續(xù)開發(fā)利用的意義。

　　2,、厭氧氨氧化技術(shù)

　　厭氧氨氧化污水處理技術(shù)有著諸多方面的優(yōu)勢(shì),，經(jīng)過(guò)了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)工藝技術(shù)的不斷深入研究，目前已經(jīng)存在多種形式的厭氧氨氧化技術(shù),，其中開發(fā)較為成熟的主要有亞硝化-厭氧氨氧化(SHARON-ANAMMOX)以及完全自養(yǎng)脫氮工藝(CANON),、氧限制自養(yǎng)硝化-反硝化(OLAND)等工藝技術(shù)。

　　(1)亞硝化-厭氧氨氧化工藝

　　短程硝化-厭氧氨氧化技術(shù)要分兩部分完成,，并需要在不同的反應(yīng)器中進(jìn)行,。首先是亞硝化部分，能夠?qū)崿F(xiàn)50%左右的氨氮氧化,，其次是厭氧氨氧化部分,，完成剩余部分的氨氮氧化，并實(shí)現(xiàn)與亞硝化部分新生成的亞硝態(tài)氮進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng),，生成氮?dú)夂拖鯌B(tài)氮,。因此，在兩項(xiàng)技術(shù)的并列連用下，就不需要再外加亞硝氮,，且在反應(yīng)過(guò)程中能有效補(bǔ)償亞硝化堿的消耗,，使其達(dá)到堿的自平衡。將兩種菌種分別放置在不同的反應(yīng)器內(nèi),，分別產(chǎn)生生物作用,，也有利于功能菌的生長(zhǎng)，有效減少水中有害物質(zhì)的抑制效應(yīng),。該工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,、需氧量低且厭氧環(huán)境好。較之傳統(tǒng)技術(shù),，也能有效降低曝氣量,，為氨氧化菌的生長(zhǎng)提供了舒適的條件。以外,，還能有效減少N2O等溫室氣體的排放,。該項(xiàng)串聯(lián)技術(shù)目前多用于低碳氮化廢水的處理，在垃圾滲濾液,、城鎮(zhèn)污水處理廠等也有較好的處理效果,。

　　(2)限氧自養(yǎng)硝化-反硝化工藝

　　限氧自養(yǎng)硝化-反硝化工藝是一種一步脫除氨氮，無(wú)需加入COD的新工藝技術(shù),，這是由比利時(shí)某大學(xué)微生物研究室研制開發(fā)的,。在低氧的條件下，亞硝酸菌有著較強(qiáng)的溶解氧的親和力,，形成了亞硝酸的積累,。通常條件下，亞硝酸菌飽和常數(shù)為0.2～0.4mg/L,，與硝酸菌(1.2～1.5mg/L)有較大差異,。限氧自養(yǎng)硝化-反硝化工藝?yán)眠@種差異性，就容易在較低溫度下實(shí)現(xiàn)對(duì)亞硝酸菌的穩(wěn)定積累,，淘汰硝酸菌,。后再實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氮?dú)?。與SHARON-ANAMMOX工藝相比,，OLAND生物脫氮在硝化過(guò)程中更能節(jié)省溶解氧消耗，在相對(duì)較低的溫度下脫氮效果更好,。

　　(3)完全自養(yǎng)脫氮工藝

　　完全自養(yǎng)脫氮工藝技術(shù)是指通過(guò)對(duì)同一構(gòu)筑物內(nèi)溶解氧的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化,，氨氮到氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化過(guò)程都由自養(yǎng)菌完成,。其基本原理是氨氮部分被亞硝化細(xì)菌氧化,，形成亞硝氮；而剩余部分的氨氮與隨后產(chǎn)生的亞硝氮發(fā)生氧化反應(yīng)，就形成了氮?dú)?。在此過(guò)程中,，由于完全自養(yǎng)脫氮反應(yīng)所需的細(xì)菌都是自養(yǎng)型的細(xì)菌，反應(yīng)過(guò)程也是在無(wú)機(jī)自養(yǎng)的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的,，因此在反應(yīng)期間無(wú)需再添加有機(jī)物,。不過(guò)此項(xiàng)技術(shù)也容易受到硝酸菌的干擾，為保證其穩(wěn)定運(yùn)行,，使厭氧氨氧化菌不受競(jìng)爭(zhēng),，就需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件和水質(zhì)。因?yàn)橥耆责B(yǎng)脫氮工藝技術(shù)全程自養(yǎng),，因此廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室廢水,、城市污水等處理。

　　3,、厭氧氨氧化污水處理的應(yīng)用

　　隨著對(duì)厭氧氨氧化技術(shù)研究的不斷深入,，已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了多種污水處理的實(shí)際應(yīng)用，如市政污泥液,、生活污水,、廁所水、焦化廢水,、味精廢水以及垃圾滲濾液等的處理,，并逐漸在其他廢水處理領(lǐng)域得以普及和使用。但目前對(duì)于一些制藥,、養(yǎng)殖等高氨氮的工業(yè)領(lǐng)域,，應(yīng)用厭氧氨氧化技術(shù)進(jìn)行污水處理仍較少，這也是今后需要努力的方向,。以下選取幾個(gè)較為典型的厭氧氨氧化污水處理的實(shí)際應(yīng)用效果,，供參考。

　　(1)污泥液廢水處理

　　較為典型的低碳氮比污泥液廢水有污泥消化液以及污泥壓濾液等,，溫度多為30℃～37℃,，pH值也多在7.0～8.5之間，非常適宜厭氧氨氧化菌的生長(zhǎng),。國(guó)外學(xué)者對(duì)亞硝化-厭氧氨氧化技術(shù)的多次優(yōu)化研究,，在2002年就已經(jīng)形成了世界上套亞硝化-厭氧氨氧化組合反應(yīng)器，并在Dokhaven污水處理廠正式投入使用,。至此,，對(duì)污泥液采用厭氧氨氧化技術(shù)處理的工程逐漸在歐洲各國(guó)得以展開。污泥液水量小,、水溫高,，有著高氨氮低碳氮比的水質(zhì)特點(diǎn),，這也是初進(jìn)行厭氧氨氧化處理的對(duì)象。因此,，全球大多數(shù)的厭氧氨氧化工程多由處理污泥液而產(chǎn)生,，并已有相當(dāng)成熟的經(jīng)驗(yàn)。但由于技術(shù)條件的限制,，仍然存在一定的技術(shù)難題需要在今后的研究和實(shí)踐發(fā)展中解決,，例如在厭氧氨氧化過(guò)程中產(chǎn)生的硫化物的影響及其減排措施等。

　　(2)垃圾滲濾液處理

　　垃圾滲濾液的特點(diǎn)是有機(jī)物濃度高,、氨氮含量高,、水質(zhì)變化大，且容易含有重金屬等有毒物質(zhì),，因而是一種成分較為復(fù)雜的污水,。集中的氨氮濃度一般為2000mg/L，隨著垃圾堆放時(shí)間的增長(zhǎng)還會(huì)越來(lái)越高,。有學(xué)者對(duì)廢物填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行研究時(shí),，發(fā)現(xiàn)了滲濾液中厭氧氨缺失的現(xiàn)象，才使得對(duì)其進(jìn)行厭氧氨氧化技術(shù)處理成為一種可能,。從當(dāng)前對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行厭氧氨氧化技術(shù)處理的研究來(lái)看,，多為采用的是亞硝化-厭氧氨氧化工藝，一些新的組合技術(shù)也得到了嘗試,，但由于其中含有較多的有毒物質(zhì),，很容易使厭氧氨氧化的活性受到抑制。為有效穩(wěn)定其運(yùn)行性能,，還需要對(duì)滲濾液中的微生物,、菌群等進(jìn)行抑制和有效調(diào)控，相關(guān)的技術(shù)也需要不斷研究和優(yōu)化,。

　　(3)城市生活污水處理

　　隨著近年來(lái)我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快,，城市污水處理行業(yè)的壓力也越來(lái)越大。要增強(qiáng)污水處理的效益,，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,，就需要實(shí)現(xiàn)城市污水的再利用，有效實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)回收,，這已成為當(dāng)前的污水處理研究的重要課題,。城市生活污水中含有有機(jī)碳、磷酸鹽以及氨氮等眾多能量,，正符合自養(yǎng)型的脫氮技術(shù)的處理?xiàng)l件,，因而有望實(shí)現(xiàn)污水廠的能源自給。但是對(duì)于較低水溫(8℃～15℃)的城市來(lái)說(shuō),，尤其是冬季,，用厭氧氨氧化工藝進(jìn)行城市污水處理仍是較大的挑戰(zhàn),。雖然國(guó)外的相關(guān)學(xué)者(如Lotti等)對(duì)于這方面已有了突破性研究，對(duì)于中試(4m3,，19℃±1℃)的階段性研究也有所進(jìn)展,，有望實(shí)現(xiàn)污水處理廠的能源自給,，但在實(shí)際技術(shù)工程應(yīng)用的過(guò)程中,，仍存在諸如低溫條件下如何提高菌性活體、如何實(shí)現(xiàn)全體擴(kuò)增等問(wèn)題,，需要在未來(lái)的研究發(fā)展中有所突破,，才能使其在處理城市污水中得以更好地運(yùn)用。

　　(4)畜禽養(yǎng)殖污水處理

　　該類污水的特點(diǎn)是COD濃度高,、成分復(fù)雜且水質(zhì)波動(dòng)大,，還存在一定的有機(jī)氮。使用傳統(tǒng)的脫氮技術(shù)進(jìn)行畜禽養(yǎng)殖污水處理時(shí),，不僅能耗高,，還需要加補(bǔ)碳源，脫氮效果也不理想,。而現(xiàn)代的厭氧氨氧化工藝有著傳統(tǒng)技術(shù)沒(méi)有的優(yōu)勢(shì),，有望成為處理該類廢水的備選工藝技術(shù)。當(dāng)前在對(duì)豬場(chǎng)廢水厭氧處理的研究中,，還存在著運(yùn)行尚不穩(wěn)定的問(wèn)題,，需要進(jìn)一步優(yōu)化工藝，找到消除影響厭氧氨氧化菌生長(zhǎng)障礙的對(duì)策,，才能發(fā)揮其在畜禽養(yǎng)殖污水處理領(lǐng)域的佳效能,。