城市污水處理廠的傳統(tǒng)反硝化過程是將氨氮和亞硝酸鹽氮盡可能轉化為硝酸鹽氮，然后在反硝化結構中添加一定量的碳源。硝酸鹽氮轉化為氮。近年來，國內外學者根據實驗和實踐中發(fā)現的一些新現象，提出了一些新的生物脫氮工藝，形成了亞硝化和厭氧氨氧化等新的生物脫氮理論。

1.新的生物反硝化理論

1.1硝化作用

與整個硝化反硝化過程相比，短程硝化反硝化可節(jié)省曝氣量的四分之一，降低污泥產量，降低堿度和碳源用量，具有較高的應用價值。

在傳統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)中，亞硝酸鹽細菌和硝酸鹽細菌處于共生狀態(tài)。亞硝酸鹽細菌產生的亞硝酸鹽氮很快就會被亞硝酸鹽細菌轉化為硝酸鹽氮。在這個過程中很難形成亞硝酸鹽氮的積累。因此，控制短期硝化過程的困難在于如何提高亞硝酸鹽細菌的活性，抑制硝酸鹽細菌的活性，使硝化反應產物以亞硝酸鹽氮的形式停留，防止亞硝酸鹽的產生。氮連續(xù)氧化，可進一步恢復硝酸鹽氮直接反硝化反應或厭氧氨氧化反應。有必要控制硝化反應的影響因素。根據兩種硝化細菌對環(huán)境因素的不同耐受性，試圖抑制硝酸鹽細菌的活性和/或減少反應器中硝酸鹽細菌的數量，從而獲得大量的亞硝酸鹽氮。積累的目的。

影響亞硝化過程的主要因素是：

（1）溫度

室溫下硝化反應產生的亞硝酸鹽氮可以快速氧化，但在30℃以上會產生明顯的亞硝酸鹽積累。研究人員相對簡單的控制條件，研究人員可以在低溫下控制反應器溫度（≤15°c）或高溫階段（30-40°c），這樣，硝化反應中獲得的大多數產物都是亞硝酸鹽氮。然而，對于城市污水處理廠來說，控制低溫或高溫的措施顯然是不合適的。

（2）ph值

一般認為亞硝酸細菌是最好的ph值為7.9?8.2，硝酸鹽細菌最好ph值為7.2?7.6。當ph值小于6.5抑制亞硝酸鹽細菌和硝酸鹽細菌的生長。當該值大于8時，抑制了硝酸鹽細菌的生長，因此工藝廢水中亞硝酸鹽氮的濃度較高。

（3）溶解氧

亞硝酸細菌和硝酸細菌對溶解氧有不同的親和力，可用于實現亞硝化。并根據作者的實驗結果進行適當的控制

脫氧濃縮是穩(wěn)定亞硝化的必要方法之一。高溶解氧濃度會迅速氧化亞硝酸鹽氮，不利于其積累，但溶解氧濃度不能太低。缺氧也會降低亞硝酸鹽細菌的活性。

（4）游離氨

高濃度的游離氨可以在一定程度上抑制兩種硝化細菌的活性，但對硝酸鹽細菌更敏感，這意味著高濃度的游離氨可以抑制硝酸鹽細菌的活性。安東尼發(fā)現游離氨對亞硝酸鹽細菌的抑制濃度為10150mg / l，硝酸鹽細菌的抑制濃度為0.1?1.0mg / l。

（5）污泥齡

由于亞硝酸鹽細菌在中高溫條件下的生產周期短于硝酸鹽細菌，污泥年齡可控制在亞硝酸鹽細菌和硝酸鹽細菌的最小停留時間之間，亞硝酸鹽細菌可逐漸消除。在再生池中，亞硝酸鹽細菌越來越豐富，從而實現了亞硝酸鹽氮的積累。這種現象也發(fā)現在一些污水處理廠的實際運行中。

1.2厭氧氨氧化

厭氧氨氧化是指微生物在缺氧條件下使用氨氮作為電子供體，亞硝酸鹽氮作為電子受體轉化為氮的過程。與傳統(tǒng)的反硝化工藝相比，厭氧氨氧化工藝不需要外部碳源，減少了化學品的消耗，污泥產量低，不需要氧氣供應，節(jié)約了電能，具有明顯的優(yōu)勢。

影響厭氧氨氧化過程的主要因素是：

(1)基質濃度

適量的氨氮和亞硝酸鹽氮作為底物，為厭氧氨氧化細菌提供營養(yǎng)和能量。然而，當氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度超過一定值時，厭氧氨氧化細菌的活性也會受到抑制。鄭平[3]的研究結果表明，氨氮通常抑制亞硝酸鹽氮5.4?12.0mmol / l，抑制厭氧菌的常數為38.0?98.5mmol / l。

（2）ph值

氨氮和亞硝酸鹽氮在水中具有電離平衡，ph厭氧氨氧化過程可影響游離氨和游離亞硝酸的濃度。vadongen認為，當ph在6.7和8.3厭氧氨氧化反應可以很好地進行，最好ph約為8.0。

（3）溶解氧

水中高濃度的溶解氧將對厭氧氨氧化細菌的活性產生重大影響。盡管氧氣可以顯著抑制厭氧氨氧化菌的活性，但是當去除氧氣中毒時，厭氧氨氧化菌的活性可以恢復。

（4）溫度

厭氧氨氧化細菌對溫度變化更敏感。一般認為，適合厭氧細菌的溫度是33-40℃。近年來，研究人員已轉向研究中低溫條件下的厭氧氨氧化工藝。作者使用生物陶粒過濾柱。平均總脫氮負荷分別為20±2℃，15±1℃和10±1℃。達到1.00g /（l·d），0.89g /（l·d），0.74g /（l·d），平均總氮去除率分別為87.6％，82.5％，73.0％。

（5）輕

厭氧氨氧化細菌是光敏細菌，其氨去除率在光的作用下會降低30-50%。污水處理廠的結構通常是鋼筋混凝土結構。例如，在屋頂開口處覆蓋不透明的蓋板，基本上可以避免光對結構反硝化的影響。

（6）有機質

厭氧氨氧化細菌是一種化學自養(yǎng)厭氧細菌，其繁殖速度非常慢。當水中有機碳源時，異養(yǎng)細菌繁殖較快，會影響厭氧氨氧化細菌的生長。因此，厭氧氨氧化工藝更適合放置在微曝氣反應器工藝的后端。反應器的流出物含有低濃度的有機物和高濃度的未氧化氨氮，效果更好。反硝化作用。

2.亞硝化-厭氧氨氧化工藝的特點

在亞硝化過程中，亞硝酸鹽細菌只將氨氮轉化為亞硝酸鹽氮，而不是繼續(xù)轉化為氮。為了實現污水的有效脫氮，亞硝化需要與其他工藝相結合，厭氧氨氧化是最理想的組合方式。目前，許多研究人員喜歡使用兩種新的反硝化工藝：一種是canon以單級反應為代表；另一種是canon以單級反應為代表。另一種是兩階段反應sharon-anammox為代表。

canon該過程的特點是亞硝酸鹽細菌和厭氧氨氧化細菌在同一反應器中共存。生物膜外層的亞硝酸鹽細菌首先將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮，然后通過傳質將生物膜中的亞硝酸鹽細菌轉化為膜內層的厭氧細菌。

sharon該工藝的特點是將反應器的污泥年齡控制在30歲35℃，在亞硝酸鹽細菌和硝酸鹽細菌的最短停留時間之間，并逐漸消除反應器中的硝酸鹽細菌。后來，開發(fā)了sharon-anammox工藝。在前一個反應器中，大約一半的氨氮轉化為亞硝酸鹽氮，然后在后一個反應器中，亞硝酸鹽氮和其余一半的氨氮轉化為氮。

目前，適用于厭氧氨氧化工藝的反應器類型主要包括egsb，生物轉盤，sbr，固定床具有良好的微生物保留性。

3.亞硝化-厭氧氨氧化工藝可用于生活污水處理

亞硝化兩步-在厭氧氨氧化過程中，亞硝酸鹽細菌和厭氧氨氧化細菌可以在最有利的環(huán)境中生長。與單一工藝相比，其運行可靠性更高，啟動時間更短，反硝化效率高，具有一定的優(yōu)勢。然而，隨著我國污水排放量的逐年增加，亞硝化-厭氧氨氧化法在生活污水處理中的應用仍有一定的局限性。一方面，厭氧氨氧化反應需要以前亞硝化反應的流出物來保持穩(wěn)定nh4 / no2-。另一方面，在之前的研究結果中，亞硝化-厭氧氨氧化工藝一般采用較高的氨氮濃度（> 500mg / l），反應器溫度也很高(30)40℃），兩者都是室溫下底物含量低的生活污水，難以維護，能耗大。近年來，研究人員開始研究室溫下的厭氧氨氧化過程。

高負荷生物濾池向上流動-cstr亞硝化反應器-厭氧氨氧化濾池塔用于處理實際生活污水。系統(tǒng)穩(wěn)定后，出水氨氮平均濃度為0.02mg / l，出水cod濃度為41.4±2.3mg / l，出水總氮濃度為11.9±2.7mg / l。 優(yōu)于城市污水處理廠污染物排放標準gb ** 18-2002）a級標準。

4.結論

根據亞硝酸鹽細菌和硝酸鹽細菌對各種基質或因素的不同耐受性，通過控制這些反應參數，可以實現更穩(wěn)定的亞硝化作用。然而，不同的研究人員對某些反應參數的合理調整范圍得出了不同的結論。

此外，盡管目前亞硝化，-厭氧氨氧化法在實際生活污水處理中的應用仍有許多問題需要解決，但其應用前景和效益也很大，可以積極促進污水處理廠的良性循環(huán)。城市生態(tài)系統(tǒng)和實現可持續(xù)發(fā)展的目標值得深入研究。