水质控制的重要指标就是氮含量。在工业社会发展的前提下, 水体富氧化问题日益加重。因此, 当前水处理技术的研究重点就是对氮污染的控制与治理。

传统废水处理一般是硝化-反硝化的脱氮工艺, 需要外加碳源和碱，不但运行费用较高, 还可能会造成二次污染, 影响脱氮效率。

随着科技的不断进步, 研究者逐渐开始关注新型的生物脱氮技术, 厌氧氨氧化 (ANAMMOX) 技术以其独特的高效低耗的特点应运而生, 并逐渐得以开发应用。

一、厌氧氨氧化反应机理

厌氧氨氧化指的是在厌氧的条件下，以氨氮(NH₄N)为电子供体，亚硝酸氮(NO₂N)为电子受体，以CO₂或HCO₃为碳源，通过厌氧氨氧化菌的作用，将氨氮氧化为氮气(N₂)的过程。其中，在厌氧氨氧化的过程中，也产生了中间产物联氨(N₂H₄)以及羟氨(NH₂OH)。

在厌氧氨氧化的反应中只对CO₂以及HCO₃产生了消耗, 并没有进行外加碳源,因此不但能够有效实现成本的节约,也防止了反应中产生的二次污染；反应过程中几乎不产生N₂O,能够有效避免传统脱氮造成的温室气体排放；反应过程产碱量为零,无需添加中和试剂,并较为环保。

二、影响厌氧氨氧化的主要因子

Anammox菌生长相对缓慢，倍增时间为11～29d，且对周围环境要求很高，周围环境的波动对Anammox效果有严重的影响。因此，如何选择和控制Anammox菌影响因素，对于快速和稳定培育Anammox菌，具有非常重要的意义。

1.温度

温度能显著影响Anammox活性，在合适的温度范围内Anammox菌才会表现出较好的反应活性，提高反应器的运行效能。

温度在26～37℃之间变化时，氮去除速率在1.51～1.84kg/（m³•d），当温度低于20℃时，反应器氮去除会快速下降，特别是当温度低于15℃时，反应器氮去除速率下降至0.55kg/（m³•d），从而抑制Anammox反应。对其进行线性拟合发现，低于20℃时温度与氮去除速率具有明显的线性关系。

2.pH

在Anammox过程中，pH是一个非常重要的环境参数，它不仅能直接影响Anammox菌，还能通过影响氨和亚硝酸的有效性而间接影响反应活性，在多项研究中表明，pH对Anammox活性有重要的影响。

pH值和有机物对Anammox反应器的影响显著，在（20±1）℃下，Anammox反应的最适pH值为6.7～8.5。当pH值＜6.7或＞8.5时，将导致游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）的浓度分别高于8.93mg/L和2.67×10-2mg/L，抑制Anammox反应。

3.溶解氧

Anammox菌为厌氧菌，因此，氧气的存在极易影响Anammox菌活性。保持反应器内厌氧环境对Anammox反应极为重要，不容忽视。

通过改变进水碱度、光照条件和溶解氧，发现水力停留时间为1.5h条件下，当进水DO小于3mg/L时，平均氨氮去除率和亚硝氮去除率分别为99.7%和100%，平均总氮去除负荷为1.0kg/（m³•d）。溶解氧会使Anammox活性受到抑制，在溶解氧去除后Anammox活性可以得到恢复。

4.基质浓度

Anammox反应是氨氮和亚硝酸盐的生物反应，一般来说，亚硝酸盐既是Anammox的必备物质，同时也是Anammox的限制性基质，甚至是毒性物质。当亚硝酸盐的含量超过一定限度后，亚硝酸盐会抑制Anammox活性，影响正常的生长与代谢。

当处理人工配水时，在中低进水浓度下（NO₂-N≤400mg/L），与改进式连续进水方式相比，宜采用一次性进水方式运行；在高进水浓度下（NO₂-N≥400mg/L）改进式连续进水方式比一次性进水方式优势明显。

5.有机物

有机物对Anammox既有促进作用，同时也会抑制Anammox的活性。

促进作用主要是特定的有机物可作为能源被Anammox所利用，维持Anammox的生理代谢，同时也能调节碳氮比，使Anammox和反硝化耦合；抑制作用主要表现在有机物的存在会增强异样菌的活性，使其与Anammox菌争夺电子受体亚硝酸盐。

三、厌氧氨氧化污水处理的应用

随着对厌氧氨氧化技术研究的不断深入，已经成功实现了多种污水处理的实际应用，如市政污泥液、生活污水、厕所水、焦化废水、味精废水以及垃圾渗滤液等的处理，并逐渐在其他废水处理领域得以普及和使用。

但目前对于一些制药、养殖等高氨氮的工业领域，应用厌氧氨氧化技术进行污水处理仍较少，这也是今后需要努力的方向。以下选取几个较为典型的厌氧氨氧化污水处理的实际应用效果，供参考。

1.污泥液废水处理

较为典型的低碳氮比污泥液废水有污泥消化液以及污泥压滤液等，温度多30℃~37℃，pH值也多在7.0~8.5之间，非常适宜厌氧氨氧化菌的生长。

国外学者对亚硝化-厌氧氨氧化技术的多次优化研究，在2002年就已经形成了世界上第一套亚硝化-厌氧氨氧化组合反应器，并在Dokhaven污水处理厂正式投入使用。至此，对污泥液采用厌氧氨氧化技术处理的工程逐渐在欧洲各国得以展开。

2.垃圾渗滤液处理

垃圾渗滤液的特点是有机物浓度高、氨氮含量高、水质变化大，且容易含有重金属等有毒物质，因而是一种成分较为复杂的污水。

集中的氨氮浓度一般为2000mg/L，随着垃圾堆放时间的增长还会越来越高。有学者对废物填埋场渗滤液进行研究时，发现了渗滤液中厌氧氨缺失的现象，才使得对其进行厌氧氨氧化技术处理成为一种可能。

3.城市生活污水处理

随着近年来我国城市化进程的不断加快，城市污水处理行业的压力也越来越大。要增强污水处理的效益，实现可持续发展,就需要实现城市污水的再利用，有效实现能源的循环回收，这已成为当前的污水处理研究的重要课题。

城市生活污水中含有有机碳、磷酸盐以及氨氮等众多能量，正符合自养型的脱氮技术的处理条件，因而有望实现污水厂的能源自给。但是对于较低水温 (8℃~15℃) 的城市来说，尤其是冬季，用厌氧氨氧化工艺进行城市污水处理仍是较大的挑战。

虽然国外的相关学者(如Lotti等)对于这方面已有了突破性研究，对于中试 (4m,19℃±1℃) 的阶段性研究也有所进展,有望实现污水处理厂的能源自给，但在实际技术工程应用的过程中，仍存在诸如低温条件下如何提高菌性活体、如何实现全体扩增等问题，需要在未来的研究发展中有所突破，才能使其在处理城市污水中得以更好地运用。

4.畜禽养殖污水处理

该类污水的特点是COD浓度高、成分复杂且水质波动大，还存在一定的有机氮。使用传统的脱氮技术进行畜禽养殖污水处理时，不仅能耗高，还需要加补碳源，脱氮效果也不理想。而现代的厌氧氨氧化工艺有着传统技术没有的优势, 有望成为处理该类废水的备选工艺技术。

当前在对猪场废水厌氧处理的研究中，还存在着运行尚不稳定的问题，需要进一步优化工艺，找到消除影响厌氧氨氧化菌生长障碍的对策，才能发挥其在畜禽养殖污水处理领域的最佳效能。

（来源：水处理新视野）