目前在市政污水廠(chǎng)除了對含碳有機物進(jìn)行削減以外也必須對含氮物質(zhì)加以去除。對含氮物質(zhì)的去除通常采用硝化和反硝化工藝。

進(jìn)行硝化時(shí)必須消耗大量的氧氣和能量。反硝化則相對來(lái)說(shuō)能量消耗較少，但是需要大量的碳源。如何提供碳源最近幾年在很多污水處理廠(chǎng)已成了很大的問(wèn)題。卓有成效的節水措施一方面導致含氮物質(zhì)尤其是氨氮的濃度逐漸升高，另一方面有機物的濃度（以COD和BOD5表征）則有下降的趨勢。德國污水技術(shù)協(xié)會(huì )（ATV）要求BOD5 : N的比值不能低于5反硝化才能順利進(jìn)行，但在德國很多地區已無(wú)法滿(mǎn)足這一要求。如果BOD5 : N的比值低于3理論上反硝化就無(wú)法進(jìn)行。如何對已有的技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化解決上述的問(wèn)題對科學(xué)家和工程師是一個(gè)很大的挑戰。

幾年以前荷蘭一所大學(xué)研發(fā)了一種新的工藝- Anammox工藝，該工藝能夠代替傳統的硝化-反硝化工藝。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)Anammox工藝就是厭氧氨氧化。使用該技術(shù)無(wú)須額外的碳源和氧氣氨氮就能轉化為氮氣。在該技術(shù)中起核心作用的是一些特殊的微生物菌群。目前已發(fā)現了5種起作用的菌群，例如厭氧氨氧化布羅卡德氏菌。已被證實(shí)所有發(fā)現的菌群的倍增速度較慢，約為30天。此外這些菌群大多位于生物膜的內層，這兩點(diǎn)制約了近年來(lái)該技術(shù)的發(fā)展。

但是該技術(shù)還是取得了重大突破，2006年世界上第一座使用該工藝的污水處理廠(chǎng)在荷蘭鹿特丹投入了運營(yíng)。投入運行后不僅氨氮和總氮的去除問(wèn)題得到徹底解決，而且很大的優(yōu)勢體現在運行費用的大幅降低，光是能耗和傳統工藝相比就減少了90%。因為在鹿特丹該技術(shù)應用于新建的污水廠(chǎng)，如果該工藝能在現有污水廠(chǎng)的改擴建中得到應用，加上運用于新建污水廠(chǎng)，在德國的投資額估計在20億到100億歐元之間。

因此迫在眉睫的任務(wù)是找到一個(gè)費用更低和啟動(dòng)更快的解決方案。該項目的目標是研發(fā)一種能與已建設施相耦合的技術(shù)。該技術(shù)的核心是使用優(yōu)化的生物膜載體系統以及研發(fā)出新的反應器系統。該系統能與已建的活性污泥反應池混合使用。該系統也能獨立處理部分進(jìn)水，然后再導入已運行的系統中。德國LEVAPOR生物膜技術(shù)公司提供了LEVAPOR生物膜載體，我們與ISTEV公司合作開(kāi)發(fā)了反應器部件, 然后在BERGMANN公司的污水處理設施中進(jìn)行了測試。

詳細內容請查看附件部分：