项目承担单位：北京城市排水集团

    厌氧氨氧化（Anammox）工艺，是指在厌氧或缺氧条件下，微生物直接以NO3-或NO2-为电子受体，以NH4+为电子供体，将两种氮素同时转化为氮气的生物反应过程，这个过程产生的能量可使厌氧氨氧化菌在厌氧条件下生存。厌氧氨氧化技术是目前已知的最经济的生物脱氮技术，与传统的硝化反硝化技术相比，具有需氧量低、运行费用低和不需要外加碳源等优点。在自然生态系统中，厌氧氨氧化菌则将亚硝态氮和氨氮直接氧化为氮气，以此实现氮循环。

    北京排水集团科研人员历尽10年实验研究，攻克难关，自主培养出了“红菌”，并在国内率先成功应用于工程实践，打破了这一世界先进技术在国内自主研发应用的空白，大大提升了中国污水处理的技术水平。这项技术为处理高氨氮废水提供了决定性的技术支持，将广泛应用于垃圾渗滤液、污泥消化液、畜禽养殖废水、味精废水等高氨氮废水治理中，小小的“红菌”将在水处理行业发挥重要作用。

    （一）自主培养“红菌”获得成功。

    北京排水集团科研人员自主创新，设计运行了新型复合式生物膜厌氧氨氧化工艺，该工艺通过悬浮污泥和生物膜的协同作用解决了红菌培养和富集的难题，将培养时间由原来的2年左右缩短至6个月，达到国际先进水平。

    （二）实现“红菌”生产性示范工程实践和规模化培养。

    北京市科委通过立项“用于处理高有机物高氨氮典型废水处理的IC反应器装备研发与工程应用”重大项目，支持排水集团在自主培养“红菌”的同时，突破了与工程应用密切相关的多项关键技术，包括：短程硝化稳定控制技术、菌种生产性富集和培养技术、功能微生物群落变化定向调控技术、厌氧氨氧化工艺快速启动技术、温度优化及稳定控制技术、溶解氧与PH精确监测和控制技术等十余项关键技术。

    在突破关键技术的基础上，排水集团建立了国内首个完全自主知识产权的红菌脱氮生产性示范工程，成功实现了生产性规模的厌氧氨氧化菌的富集和纯化，厌氧氨氧化菌纯度达到90%以上，氨氮去除率95%以上，主要技术指标已达到国际先进水平。

    北排“红菌”技术取得了工程化应用的重大突破，集团建设了红菌应用工程化项目-高碑店污泥消化液处理工程，使中国成为国际上少数拥有该技术工程化能力的国家之一。建成运行国内第一项垃圾渗滤液“红菌”脱氮工程，使渗滤液处理技术发生了根本性变革。北排还进一步将“红菌”技术应用于城市污水这一“低氨氮”特性污水的主流程脱氮工艺，冲击行业技术制高点，为建设我国的水环境治理做出贡献！

    本项目开发的高氨氮废水处理新工艺具有如下优势

    1) 优势菌种富集：有机物产甲烷和厌氧氨氧化自养脱氮相对独立，为产甲烷菌和厌氧氨氧化菌提供最佳的生长环境，实现了不同功能菌群的优化生长，菌群活性和除碳脱氮效率高。

    2) 提高甲烷产量：污水中的有机污染物可最大限度的转化成甲烷，将污水中蕴含的能量充分回收，并减少温室气体的排放。

    3) 高效低碳的脱氮系统：采用新型厌氧氨氧化技术进行生物脱氮，该技术节省曝气能耗和外加碳源，较传统工艺的去除负荷更高。

    4) 系统污泥产率低，温室气体排放少：系统除碳和脱氮以产甲烷菌、硝化菌和厌氧氨氧化为主，微生物产率系数低，系统污泥产量小，后续处理处置技术简单。

    本项目开发的高氨氮废水处理工艺，可推广至制药废水、畜禽养殖废水、焦化废水、发酵类食品废水等高氨氮废水的治理，降低处理成本、提升能源回收量、提高脱氮效率、降低温室气体排放量，具有显著地经济效益与环境效益，是未来污水处理的发展方向。