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厌氧氨氧化颗粒污泥厌氧氨氧化颗粒污泥一、概述Anammox(Anaerobicammoniumoxidation)工艺称为厌氧氨氧化工艺，是由荷兰Delft技术大学1990年提出的一种新型脱氮工艺。
该工艺的原理是：在严格厌氧条件下，以亚硝氮为电子受体，氨氮为电子供体，反应生成氮气。
厌氧氨氧化工艺是一项极具应用前景的工艺，主要表现为：厌氧氨氧化是自养的微生物过程，即不需要添加任何有机物或还原性无机物作为电子供体；厌氧氨氧化细菌倍增时间很长，污泥产率低，减少了污泥的二次处理量；厌氧氨氧化为一产碱过程，结合氨氧化过程既可以利用氨氧化过程的产物亚硝氮作为反应物，同时产生的碱度又可以中和氨氧化产生的酸度，节省了化学试剂的用量。
厌氧颗粒污泥是由产甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌等形成的自凝聚体。
它是由相互聚集的、多物种的微生物构成的团体，具有生物致密、相对密度大、沉降速度快等特点，可使反应器中保持有较高的污泥浓度和容积负荷，与传统的活性污泥法相比，可简化工艺流程、降低成本等，因此它在水污染控制领域必将有更广阔的发展前景二、厌氧颗粒污泥的形成机理、性质及微生物相2.1厌氧颗粒污泥的形成机理厌氧颗粒污泥形成的机理目前还处于研究阶段，以下为几种有代表性的假说：2.1.1二次核学说二次核学说认为营养不足的衰弱颗粒污泥，在水利剪切力作用下，破裂成碎片，污泥碎片可作为新内核，重新形成颗粒污泥。
Grotenhuis及其合作者分别用高低浓度基质培养颗粒污泥，发现前者形成颗粒粒径较大，而后者的粒径较小，据此提出了二次核形成的模型。
其他研究者如杨虹、Beeftink等也提出过类似的二次核形成模型。
二次核学说较好地说明了加入少量颗粒污泥可加速颗粒化进程的现象。
2.1.2三段理论学说Y.G.Yen等认为污泥颗粒化过程可分成三个阶段：即积累阶段、颗粒化阶段和成熟阶段。
他们认为颗粒污泥的增长速率呈指数增加，而粒径表示的颗粒比生长速率等于细菌比生长速率的1/3，在积累阶段以后尤为如此。
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ANAMMOX（厌氧氨氧化）的工艺发展及工程应用！厌氧氨氧化(ANAMMOX) 工艺，最初由荷兰Delft工业大学于20 世纪末开始研究，并于本世纪初成功开发应用的一种新型废水生物脱氮工艺。
它以20 世纪90 年代发现的ANAMMOX 反应为基础，该反应在厌氧条件下以氨为电子供体，亚硝酸盐为电子受体反应生成氮气，在理念和技术上大大突破了传统的生物脱氮工艺。
ANAMMOX 工艺具有脱氮效率高、运行费用低、占地空间小等优点，在污水处理中发展潜力巨大。
目前该工艺在处理市政污泥液领域已日趋成熟，位于荷兰鹿特丹Dokhaven 污水厂的世界上首个生产性规模的ANAMMOX 装置容积氮去除速率(NRR) 更是高达9.5 kg N/(m3·d)。
此外，ANAMMOX 工艺在发酵工业废水、垃圾渗滤液、养殖废水等高氨氮废水处理领域的推广也逐步开展，在世界各地的工程化应用也呈星火燎原之势。
1、ANAMMOX 工艺及其衍生工艺经过20多年的研究和发展，基于ANAMMOX 反应开发出来的较成熟的工艺有SHARON -ANAMMOX 工艺、全程自养脱氮(CANON) 工艺、限氧自养硝化反硝化(OLAND) 工艺、反硝化氨氧化(DEAMOX) 工艺、好氧反氨化(DEMON) 工艺。
近年来，研究人员仍在不断探索其他形式的ANAMMOX 衍生工艺，譬如同步短程硝化、厌氧氨氧化、反硝化耦合(SNAD) 工艺、单级厌氧氨氧化短程硝化脱氮(Single-stage nitrogen removal using ANAMMOX）目前，存在两种方法为ANAMMOX 提供电子受体亚硝酸盐，一种是在一个独立的曝气反应器中产生而随后进入ANAMMOX 反应器，另一种是在一个无O2 或者微O2 的ANAMMOX反应器中产生并立即参与ANAMMOX 反应。
据此，可将ANAMMOX 工艺相应分为分体式(两级系统) 和一体式(单级系统) 两种，一体式包括CANON、OLAND、DEAMOX、DEMON、SNAP 、SNAD 等工艺，分体式主要是SHARON-ANAMMOX 工艺。
厌氧氨氧化：理论和工艺发展概述（代序言）厌氧氨氧化：理论和工艺发展概述（代序言）近年来，随着全球人口的快速增长和城市化进程的不断推进，水资源的供应和水环境的保护面临着巨大的挑战。
氨氮是自然界和人类活动中普遍存在的一种污染物，高浓度的氨氮排放不仅会对水体造成严重的污染，还会对生态系统和人类健康产生潜在的风险。
传统的氨氮处理工艺主要包括硝化和硝化-反硝化过程，但这些工艺存在着许多问题。
首先，硝化过程需要较长的反应时间和较高的氧气供应，导致能耗较高。
其次，硝化-反硝化过程需要两次氧气供应，产生了大量的二氧化碳和亚硝酸盐，对环境造成了不可忽视的影响。
此外，硝化-反硝化过程中产生的亚硝酸盐还可能形成亚硝酸胺，这种物质对人体是有害的。
因此，发展一种更加高效、环保和经济的氨氮处理技术变得迫切。
厌氧氨氮氧化（Anammox）工艺由荷兰科学家Van de Graaf和Mulder等人于1995年提出，是一种新兴的氨氮处理技术，可以在无氧条件下将氨氮和亚硝酸盐直接转化为氮气。
Anammox反应是一种厌氧氧化反应，通过厌氧氨氧化细菌（Anammox bacteria）在厌氧环境中催化。
Anammox工艺具有许多优点，包括节约能源、减少化学药剂的使用、减少二氧化碳和亚硝酸盐的产生等。
因此，它被认为是未来氨氮处理的重要方向之一。
然而，Anammox工艺的应用仍面临着一些挑战。
首先，Anammox细菌的生长速度相对较慢，需要较长时间来启动和稳定反应。
其次，Anammox工艺对氨氮和亚硝酸盐的适应性较差，需要较高的氨氮和亚硝酸盐浓度才能获得良好的处理效果。
此外，Anammox细菌在高温和酸碱度条件下的稳定性也值得关注。
为了克服上述问题，近年来，许多研究人员致力于提高Anammox工艺的效率和稳定性。
他们通过优化反应条件、设计厌氧反应器、改进进样和排放方式等方法来改善Anammox工艺。
其中，微生物技术、分子生物学技术和工艺自动化技术的发展为Anammox工艺的研究和应用提供了有力支持。
厌氧氨氧化：理论和工艺发展概述（代序言）厌氧氨氧化：理论和工艺发展概述（代序言）随着人口的增加和经济的发展，氨氮排放成为一个严重的环境问题。
氨氮是一种对环境具有潜在危害的有机氮物质，一旦释放到水环境中，会对水质造成严重污染，导致水生生物死亡和生态破坏。
因此，减少和控制氨氮的排放一直是环境保护和可持续发展的重要目标之一。
传统的氨氮处理方法主要包括生物法、物化法和工程法。
而在这些方法中，厌氧氨氧化技术被广泛研究和应用，因其能够将氨氮有效地转化为无害物质氮气。
厌氧氨氧化是一种在缺氧条件下进行的氨氮处理工艺。
在厌氧环境中，一种特定的细菌菌群可以利用氯离子作为电子受体，将氨氮氧化成亚硝酸盐。
然后，亚硝酸盐通过厌氧氨氧化细菌进一步氧化为氮气，最终实现氨氮的去除。
厌氧氨氧化工艺有许多优势。
首先，相比于传统的氨氮处理方法，该工艺不需要供氧设备和能源消耗，降低了运行成本，并减少了对外界环境的依赖。
其次，由于厌氧氨氧化过程中生成氮气，还能够产生一定的能量，并提供给其他处理过程，增加能源的利用效率。
此外，厌氧氨氧化菌群的特殊电子传递机制和菌群的独特形态结构，使得该工艺对氨氮的去除能力较强，能够在较短的时间内实现高效的氨氮去除。
然而，厌氧氨氧化工艺也存在一些挑战和难点。
首先，该工艺需要具备特定的细菌菌群才能实现氨氮的去除，菌群的筛选和生物反应器的运行管理是该工艺应用中的重点和难点。
其次，在实际应用中，厌氧氨氧化细菌对环境因素和操作条件的敏感性较高，反应器的稳定性和长期运行的可行性是需要进一步探索和解决的问题。
此外，为了进一步提高厌氧氨氧化工艺的实际应用，还需要深入研究其在不同水质和有机负荷条件下的适应性和效能。
本文旨在对厌氧氨氧化的理论和工艺发展进行概述，希望通过对已有研究成果的总结和对未来研究方向的展望，促进该工艺的进一步应用和发展。
本文将从理论基础、菌群特性、工艺优化和应用案例等方面进行介绍和讨论，期望为读者提供有关厌氧氨氧化方面的综合视角和参考资料。
厌氧氨氧化成功案例摘要：1.厌氧氨氧化的概念和原理2.厌氧氨氧化的成功案例3.厌氧氨氧化技术在污水处理中的应用优势4.厌氧氨氧化技术面临的困难与挑战5.厌氧氨氧化技术的未来发展前景正文：一、厌氧氨氧化的概念和原理厌氧氨氧化（Anammox）是一种在厌氧条件下，通过微生物将氨氮转化为氮气的过程。
在这一过程中，微生物利用氨氮作为能量来源，将其转化为氮气并释放能量，实现有机物的降解和氮的去除。
二、厌氧氨氧化的成功案例目前，厌氧氨氧化技术已在多个国家和地区的污水处理厂得到成功应用。
比如，荷兰、美国、日本等地的污水处理厂采用厌氧氨氧化技术实现了高效的氮去除。
这些成功案例表明，厌氧氨氧化技术具有较高的应用潜力。
三、厌氧氨氧化技术在污水处理中的应用优势1.能源回收：厌氧氨氧化过程可以利用有机物中的化学能，实现能源的回收和再利用，降低污水处理过程中的能耗。
2.氮去除效率高：厌氧氨氧化技术可以在一个反应器中实现高效的氮去除，减少了处理流程和设备投资。
3.污泥产量低：与传统的生物脱氮工艺相比，厌氧氨氧化技术可以降低污泥产量，减少污泥处理和处置成本。
四、厌氧氨氧化技术面临的困难与挑战1.技术成熟度较低：相较于传统的生物脱氮工艺，厌氧氨氧化技术成熟度较低，仍需在工程实践中不断优化和完善。
2.反应器设计和控制难度大：厌氧氨氧化反应器内的微生物种群结构复杂，反应器设计和运行控制难度较大。
3.缺乏相关标准和法规：目前，关于厌氧氨氧化技术的相关标准和法规尚不完善，制约了该技术的推广和应用。
五、厌氧氨氧化技术的未来发展前景尽管厌氧氨氧化技术在实际应用中存在一定的困难和挑战，但随着科研的深入和技术的进步，该技术在污水处理领域的应用前景仍然十分广阔。
厌氧氨氧化厌氧氨氧化作用即在厌氧条件下由厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐为电子受体，将氨氮氧化为氮气的生物反应过程。
这种反应通常对外界条件（pH 值、温度、溶解氧等）的要求比较苛刻，但这种反应由于不需要氧气和有机物的参与，因此对其研究和工艺的开发具有可持续发展的意义。
厌氧氨氮化一般前置短程硝化工艺，将废水中的一部分氨氮转化成亚硝酸盐。
目前在处理焦化废水、垃圾渗滤液等废水方面已经有成功的运用实例。
厌氧氨氧化是一个微生物反应，反应产物为氮气。
具有一些优点：由于氨直接作反硝化反应的电子供体，可免去外源有机物（甲醇），既可节约运行费用，也可防止二次污染；由于氧得到有效利用，供氧能耗下降；由于部分氨没有经过硝化作用而直接参与厌氧氨氧化反应，产酸量下降，产碱量为零，这样可以减少中和所需的化学试剂，降低运行费用，也可以减轻二次污染。
厌氧氨氧化（Anammox）厌氧氨氧化的发现Broda的预言1977年，奥地利理论化学家Broda根据化学反应热力学，预言自然界存在以硝酸盐或亚硝酸盐为氧化剂的氨氧化反应，因为与以氧为氧化剂的氨氧化反应相比，它们释放出的自由能一点也不逊色。
序号电子受体化学反应△G/ (KJ/mol)1氧2NH4++3O2f 2NO2-+2H2O+4H+ -2412亚硝酸盐NH4++NO2-f N2+2H2O -3353硝酸盐5NH4++3NO3- f 4N2+9H2O+2H+ -278既然自然界存在自养型亚硝化细菌，能够催化反应1,那么理论上也应该存在另一种自养型细菌，能够催化反应2和反应3。
由于当时这种细菌还没有被发现，所以，Broda 认为它们是隐藏于自然界的自养型细菌。
Mulder的发现20世纪80年代末，荷兰Delft工业大学开始研究三级生物处理系统。
在试运期间，Mulder等人发现，生物脱氮流化床反应器除了进行人们所熟知的反硝化外，还进行着人们未知的某个反应使氨消失了。
进一步观察发现，除了氨不明去向外，硝酸盐和亚硝酸盐也有一半以上不明去向。
