第1章概論1

1.1國內外厭氧氨氧化技術研究和應用進展1

1.1.1厭氧氨氧化技術在國內的研究與應用現狀1

1.1.2厭氧氨氧化技術在國外的研究與應用現狀3

1.2厭氧氨氧化技術的影響因素概述6

1.2.1短程硝化機理及其影響因素6

1.2.2厭氧氨氧化機理及其影響因素9

參考文獻13



第2章試驗材料與方法17

2.1試驗工藝流程17

2.1.1試驗裝置17

2.1.2試驗材料21

2.2試驗用水22

2.2.1試驗所用高濃度有機污水一：垃圾滲濾液的主要水質特征22

2.2.2試驗所用高濃度有機污水二：污泥硝化液的主要水質特征23

2.3接種污泥23

2.4試驗設備與分析儀器24

2.5試驗分析項目與檢測方法25

參考文獻27



第3章回流比對厭氧氨氧化的影響28

3.1不同的回流比對短程硝化-厭氧氨氧化耦合技術影響29

3.1.1反應器及試驗材料29

3.1.2回流比對有機物和氮的降解影響31

3.1.3回流比對短程硝化的影響37

3.1.4回流比對厭氧氨氧化的影響及其分子生物學分析40

3.2回流比對厭氧氨氧繫統的影響43

3.2.1回流比對不同組合工藝的影響43

3.2.2回流比對不同反應器的影響46

參考文獻48



第4章溫度對厭氧氨氧化的影響51

4.1溫度對生物多樣性的影響52

4.1.1不同溫度下厭氧氨氧化菌的脫氮性能53

4.1.2溫度影響機制下生物種群間的關繫57

4.1.3溫度對生物酶促反應的作用59

4.2溫度對厭氧氨氧化污泥（活性）的影響62

4.3不同反應器對溫度變化的耐受性65

參考文獻68



第5章pH值對厭氧氨氧化機制的影響72

5.1pH值對厭氧氨氧化不同組合工藝的影響73

5.1.1短程硝化-厭氧氨氧化73

5.1.2厭氧氨氧化-短程反硝化78

5.1.3鐵離子型厭氧氨氧化80

5.1.4硫酸鹽型厭氧氨氧化81

5.2pH值對微生物的影響82

5.2.1恆定pH值對厭氧氨氧化菌的影響82

5.2.2低pH值條件對微生物的影響83

5.2.3pH值對海洋厭氧氨氧化菌的影響84

參考文獻85



第6章碳源對厭氧氨氧化機制的影響91

6.1有機碳源的影響91

6.1.1醇類95

6.1.2有機酸96

6.1.3糖類98

6.1.4其他碳源100

6.2無機碳源的影響101

6.3不同C/N對厭氧氨氧化過程的影響103

6.3.1C/N對厭氧氨氧化脫氮性能的影響103

6.3.2C/N對厭氧氨氧化組合工藝的影響104

6.4碳源對厭氧氨氧化菌屬的影響111

參考文獻116



第7章不同反應器類型對厭氧氨氧化的影響121

7.1UASB中厭氧氨氧化反應的實現121

7.2SBR中厭氧氨氧化反應的實現124

7.3EGSB中厭氧氨氧化反應的實現130

7.4膜生物反應器中厭氧氨氧化反應的實現132

7.4.1生物膜法132

7.4.2膜生物反應器134

7.5復合式生物反應器中厭氧氨氧化反應的實現136

7.5.1復合型UASB反應器136

7.5.2SBBR反應器136

7.5.3復合式循環流化床厭氧氨氧化反應器138

參考文獻139



第8章厭氧氨氧化技術的工程應用144

8.1厭氧氨氧化技術在垃圾滲濾液中的應用146

8.1.1臺灣垃圾滲濾液處理廠146

8.1.2垃圾滲濾液厭氧氨氧化 MBR工藝148

8.2厭氧氨氧化技術在污泥消化液中的應用150

8.2.1青島海泊河污水處理廠150

8.2.2荷蘭Olburgen污水處理廠154

8.3厭氧氨氧化技術在城市生活污水中的應用157

8.4厭氧氨氧化技術在畜禽養殖廢水中的應用159

8.5厭氧氨氧化技術在其他領域的應用161

8.5.1半導體廠廢水應用162

8.5.2內蒙古梅花味精廠163

參考文獻167

污水生物處理技術雖然已經有上百年的歷史，但如何實現經濟高效的脫氮特別是針對含有高濃度氨氮的污水深度脫氮仍然是目前眾多研究者重點關注的研究內容之一。隨著各國研究學者們對污水生物脫氮領域的不斷深入探索，厭氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,Anammox）相比於傳統脫氮工藝具有不需外加碳源自養脫氮等優點，日益受到廣大研究人員的重視，被大家一致認為是未來污水處理的主導技術。

厭氧氨氧化相比於傳統脫氮，減少了脫氮過程，隻需將部分氨氮通過短程硝化轉化為亞硝態氮後，其餘氨氮就可以和產生的亞硝態氮發生反應直接生成氮氣，而無需將亞硝態氮轉化為硝態氮再發生後續反應，因此比以往工藝更加節能和高效。但是目前，厭氧氨氧化工藝還沒有大規模應用，主要是因為厭氧氨氧化工藝需滿足比較長的污泥齡；反應器中的有機物濃度也不能過高，否則會對厭氧氨氧化菌有抑制；實現厭氧氨氧化的前提是要實現短程硝化，而短程硝化在實際污水處理廠的應用也還很少。如何有效地推進厭氧氨氧化技術的發展，如何能實現並維持厭氧氨氧化菌的大量富集，如何能夠快速實現並穩定維持短程硝化繼而為厭氧氨氧化創造條件等一繫列問題是目前厭氧氨氧化繼續向前發展和厭氧氨氧化工藝大規模化工程應用的瓶頸。

基於此，我們在過去十幾年的時間裡一直針對污水短程硝化和厭氧氨氧化技術進行了探索和研究，特別是針對厭氧氨氧化的關鍵技術和難點進行了深入探討並獲得了一些研究成果。本書致力於厭氧氨氧化環境影響因素及其實際工程應用的探究與分析，作為未來污水處理的主導工藝，厭氧氨氧化技術的突破將對中國乃至世界的污水處理都意義重大，本書著重從實驗室到中試規模，再到主流應用角度繫統地對厭氧氨氧化工藝進行了剖析，從而為不同類型污水處理提供重要的理論依據。為了讓更多的人了解並關注厭氧氨氧化工藝，讓更多的學者加入到這個研究中，現將這些研究成果整理成書出版。

感謝課題組的所有老師和同學們為這些成果所做出的艱苦卓絕的努力，特別感謝課題組的闫志斌、李進、李志、瀋明玉、王春艷、蘇柏懿等同學；衷心感謝所有幫助過我們的前輩和同仁。限於筆者水平及時間所限，書中存在不足和疏漏之處在所難免，敬請讀者提出修改建議。



吳莉娜

2020年4月