厌氧氨氧化（Anammox）工艺的强化方法研究进展

郭琼，金仁村

（杭州师范大学生命与环境科学学院，浙江 杭州 310036）

厌氧氨氧化（Anammox）工艺的强化方法研究进展

郭琼，金仁村

（杭州师范大学生命与环境科学学院，浙江 杭州 310036）

厌氧氨氧化（Anammox）工艺是一种经济高效的新型生物脱氮技术，但是Anammox菌倍增时间长、对环境条件敏感、易受各类污染物的抑制等劣势成为其推广应用的重要瓶颈，对Anammox工艺进行强化可以有效解决这一问题。本文从Anammox菌的富集（包括加速颗粒化、使用生物膜、采用膜生物反应器等）、添加化学物质（二氧化锰、氧化石墨烯、铁离子、Anammox中间产物等）、施加物理场（超声波、磁场、电场等）以及生物强化和菌种流加等方面，介绍了目前国内外关于Anammox工艺强化的研究进展，分析了技术要点，解析了强化机理，最后指出未来的研究方向应集中于强化参数的优化、不同强化策略的综合作用、强化的长期作用效果以及对强化机理的深入研究等方面。

厌氧氨氧化；工艺强化；富集；生物强化；生物脱氮

厌氧氨氧化（Anammox）是指在厌氧或者缺氧条件下，Anammox细菌以为电子受体，将直接氧化为N2的过程，是目前已知最简便最经济的生物脱氮途径[1-2]。但是Anammox菌生长极其缓慢，倍增时间长达11d[3-4]，导致Anammox菌难以富集，Anammox工艺启动过程艰难启动周期漫长，从而致使Anammox工艺推广应用困难。针对这些问题，国内外各学者通过各方面的研究，从提高Anammox菌群活性、优化工艺条件等方面对Anammox工艺进行强化，以期缩短工艺启动时间、提高脱氮效率。

1 改进Anammox菌富集方法

Anammox作为一种微生物反应，为保证其高效的脱氮性能，需富集充足的Anammox菌，若能通过优化技术条件，加速Anammox菌的富集，并保持较高的生物活性，则不失为强化Anammox工艺性能的有效途径。

1.1 加速颗粒化

颗粒污泥沉降性能优良，易于通过沉淀而持留，有助于微生物的扩增，同时可以保持较高的生物活性。

1.1.1 投加颗粒污泥

投加颗粒污泥是加速Anammox污泥颗粒化进程的有效方法。金仁村等[5]分析了通过接种产甲烷颗粒污泥、硝化颗粒污泥、反硝化颗粒污泥等启动Anammox反应器方法的可行性，认为接种产甲烷颗粒污泥后，在启动时间相似的同时可保证反应器较高的能效，同时硝化颗粒污泥以及反硝化颗粒污泥还能够为反应器的启动提供Anammox菌种源。Zheng等[6]利用升流式反应器接种硝化颗粒污泥，于51d后成功启动，其总氮去除速率为2.12kg/(m3·d)，105d后运行稳定，此时氨氮和亚硝氮的去除率均高于95%，在厌氧运行中硝化颗粒污泥裂解的碎片将重新形成Anammox颗粒污泥。由此可见，采用投加颗粒污泥的方法有助于富集培养Anammox颗粒污泥。

投加硝化颗粒污泥启动Anammox反应器比投加产甲烷颗粒污泥耗时更短，而且启动后污泥浓度较高，但是生物活性不如后者。造成这种现象的原因可能是硝化颗粒污泥为Anammox提供了种源，但带入的硝化细菌与Anammox菌竞争基质。

1.1.2 添加多价阳离子

多价阳离子可压缩双电子层，促进生物细胞聚集，此外，其与胞外多聚物黏连可以加速污泥颗粒化的形成[7]。除此之外，Ca2+、Mg2+和Fe3+还是常见的酶激活剂，有可能通过促进酶活性提高微生物代谢活性。微生物对污水中无机沉淀物的吸附或者黏结作用，彼此间通过物理-化学或者生物作用，形成适合微生物生长的细小颗粒，而微生物聚集体又可通过群体感应或者胞外聚合物（EPS）的作用得到发展，最终形成微生物高度聚集的颗粒。

Li等[8]的研究发现，添加Mg2+的Anammox系统在运行4d后可观察到颗粒，而没有添加Mg2+的却要等到17d后；添加Mg2+能够影响颗粒的紧凑性，但不影响微生物形态；添加Mg2+同样使污泥浓度明显增加。多价金属离子对污泥颗粒化和Anammox强化的可能作用方式是：Ca2+和Mg2+可以被绑定到细菌表面带负电的基团上，而EPS在其中起着架桥作用同时促进微生物聚集。但是目前的研究中尚未明确添加的具体浓度范围，这也需要进一步的研究证实。

1.1.3 调节水力剪切力

厌氧反应器中的水力剪切力是由反应器中上升的气流和水流及气泡、颗粒与颗粒之间的碰撞产生的。在负荷一定的情况下，水力剪切力的变化会导致颗粒污泥直接的变化。较高的水力剪切力会形成粒径较小的颗粒污泥，反之亦然。在一定的水力剪切力条件下，污泥粒径最终达到动态平衡。

适当的水力剪切力有助于Anammox颗粒的形成；通过缩短HRT和提高回流比可增加水力剪切力，在高剪切力条件下Anammox污泥的沉降性能增强[9]。也有研究者采用机械辅助的方法来提高剪切力，例如Gao等[10]发现，在搅拌速度从30r/min增加至80r/min同时HRT由8h降至1.5h时，颗粒污泥的平均尺寸从0.26mm增至0.78mm。由扫描电子显微镜（SEM）观察也发现其颗粒的结构也更加紧凑。较高的表观升流气速可以促使微生物分泌足够的EPS，利于颗粒化[11]。

1.2 构建生物膜颗粒复合体系

生物膜法是在反应器内添加惰性滤料，为微生物的附着提供场所，能够在去除污染物的同时维持反应器生物量的生物处理方法。生物膜法在Anammox工艺的应用主要包括移动床生物膜反应器（MBBR）和生物滤池两类。

MBBR所选用的生物膜载体密度与水接近，同时具有较大的比表面积，尤其适用于Anammox此类倍增时间长的微生物在其上大量附着生长。Zekker等[12]在含有硝化污泥的MBBR中富集Anammox菌，可在启动后的180d实现70%的总氮去除率。而生物滤池的填料之间有悬浮态的生物膜，填料表面有吸附态的生物膜，这些都为微生物的生长提供了平台[13]。

填料是微生物的栖息场所，是生物膜技术以及MBBR技术的核心，研究者通常利用活性炭、火山石、聚氨酯泡沫、天然沸石、生化棉、无纺布等材料作为吸附固定化载体来提高Anammox反应器性能，也取得了一定的效果。良好的载体应具有较大的比表面积、密度与颗粒污泥及水接近、疏水性强等性质[7]。

1.2.1 添加活性炭或竹炭

生物活性炭（BAC）技术利用其巨大的比表面积和发达的孔隙结构，有利于吸附溶质、富集微生物。另外，Duan等[14]和Lee等[15]发现BAC可以发挥活性炭物理吸附作用。赖玮毅等[16]采用BAC在反应器进行BAC不同添加阶段的Anammox启动试验，3组反应器都能在130d内成功启动，总氮去除率均在86%之上；活性炭颗粒的最适添加时段为停滞期初期。

竹炭不仅具有较高的比表面积，其表面还含有氧官能团（羟基、羧基等），同时含有呈碱性的芳香族、脂肪族结构[17]。竹炭的这些特征都为微生物的附着生长提供了适宜的环境和营养物质，可作为优良的填料载体。在Chen等[18]的普通厌氧污泥启动试验中，添加10%竹炭的反应器能更快地出现Anammox现象，启动时间相比对照反应器缩短32d，比添加多面空心塑料球的反应器缩短12d。由此说明添加竹炭利于Anammox菌的富集生长，对Anammox反应促进作用明显。

1.2.2 使用无纺布

Fujii等[19]用无纺布条作为生物载体研究其对Anammox的影响，结果证明，接近100%的微生物附着在无纺布上。这说明，无纺布的结构特点有利于微生物的附着生长。同时对水质指标的分析表明，添加无纺布的Anammox反应器取得了良好的脱氮性能。徐光景等[20]使用由聚酯纤维材质构成的无纺布，采用涂抹方式接种少量污泥，在室温条件下，于3个月后成功启动Anammox工艺，此时的进水总氮负荷为1.00kg/(m3·d)。

1.2.3 采用悬浮填料或聚氨酯泡沫

利用悬浮填料填充床生物膜反应器为Anammox反应器，接种二沉池污泥，以好氧预挂膜低负荷培养方法可以在90d启动Anammox反应器，并且能保持稳定的脱氮效率，尤其是在进水氨氮和亚硝氮浓度低于800mg/L时，其脱氮效率最高达100%[21]。聚氨酯泡沫具有较大的孔隙率，微生物能够在其上紧密且高效地生长，尤其适用于厌氧微生物[22]。

1.2.4 其他

合适的填料有助于维持反应器内充足的生物量，进而增强Anammox工艺的脱氮性能，但是，若要在工业上推广使用该技术，则适合的填料添加量、填料潜在的微生物毒性以及其添加成本都应成为今后研究和考虑的对象。

1.3 采用膜生物反应器

由于Anammox菌生长缓慢，对其流失的控制应更严格。膜生物反应器（MBR）是将膜技术与生物反应器相结合的污水处理新工艺[24]，利用分离膜代替传统活性污泥工艺中的重力沉降，达到悬浮污泥中的固液分离，可高效回收利用活性污泥。MBR可以使Anammox菌在有搅拌器时作为游离细胞悬浮存在，因此会有更加均匀的基质和生物分布，这将使Anammox菌有更高的增长率[25]。

Wang等[26]利用MBR接种传统污泥，在两个月内完成快速启动。由于MBR有较好的生物截留能力并且利于污泥重聚，对于快速启动Anammox工艺有较好的作用，同时构建生物膜和颗粒复合体系可以加速提高脱氮效率。与使用SBR启动Anammox进行对比，使用MBR-Anammox复合体系可使Anammox的活性提高130%[27]。此外，Suneethi和Joseph[28]在使用MBR运行350d后，总氮容积负荷（NLR，以氨氮计）由最初的0.025kg/(m3·d)增加到5kg/(m3·d)。但是需要较高的能耗维持MBR的生物活性以及运行性能[19]，维护成本相对较高，膜污染问题也尚未得到有效解决，这些都成为阻碍Anammox-MBR工业化应用的瓶颈。

2 添加化学物质

2.1 添加二氧化锰

Qiao等[29]研究了添加MnO2粉末对Anammox系统的长期效应。他们发现在添加MnO2的Anammox反应器中，其Anammox菌的脱氮性能较高，是不添加MnO2组的两倍。同时，相比于不添加MnO2的Anammox反应器其总氮去除负荷（NRR，以氨氮计）为0.465kg/(m3·d) [NLR为0.635kg/(m3·d)]，MnO2添加组NRR可达0.921kg/(m3·d) [NLR为1.06kg/(m3·d)]。添加MnO2后酶的活性提高了78.2%。虽然对于MnO2影响酶活性的机理以及MnO2渗透细胞的具体模型尚需要深入的研究，但可以肯定的是，MnO2的添加确实有助于Anammox菌脱氮性能的提高。

2.2 添加氧化石墨烯

氧化石墨烯（GO）具有较大的比表面积、较好的胶体性质以及低毒性[30]。同时GO的生物相容性较高，有利于一些细菌的有效扩散。Wang等[31]研究发现，GO可以用作Anammox菌附着的支架，能够有效刺激EPS的增加，且在GO浓度为0.1g/L时，Anammox菌的活性可增加约10.3%。

2.3 添加铁离子

铁是微生物生长的必需元素之一。Anammox菌体内富含血红素，而铁是参与血红素合成的一种重要元素，可见铁对于Anammox的生长代谢有重要意义[32-33]。

铁离子能够促进反应器对氮的去除，当进水Fe2+浓度为0.08mmol/L时，反应器对NH4+-N 和的去除速率稳定在95%左右[32]。张蕾等[33]的研究结果与此类似，当Fe2+浓度从0.05mmol/L增加至0.065mmol/L时，和去除速率分别增加了200%和150%，提高Fe2+浓度至0.08mmol/L，和的去除速率继续增加，但是增幅有所减小，可见向Anammox反应器中添加Fe2+能够明显增强Anammox菌的活性；添加Fe3+，其浓度从0.05mmol/L增加至0.065mmol/L 时和的去除速率分别增加了128% 和65.8%，对Anammox菌的脱氮能力也有较强的促进作用[33]。

铁离子的添加可以强化Anammox工艺的脱氮能力，但是具体机理以及铁离子的投加量都有待研究优化。

2.4 添加Anammox代谢中间体

羟胺和联氨作为Anammox的中间产物，在Anammox工艺的启动初期，可能诱导反应的发生。研究者也证明了低浓度的羟胺和联氨可以促进Anammox反应。林琳等[34]考察了羟胺对Anammox工艺的影响，发现在未添加羟胺时，氨的氧化速率较慢；添加羟胺则会提高Anammox活性。针对羟胺和联氨投加的具体浓度范围尚且没有统一的界定，尚需进一步的研究。

3 施加物理场

3.1 超声波

Rokhina等[35]发现超声辐射对生物反应产生显著刺激。超声辐射会导致空化现象的产生，并伴随大量能量的释放，由此导致生物体产生物理或者化学性状的变化。低强度超声波的生物学效应主要有：①能够使细胞膜的通透性增加，促进传质，使更多底物分子进入细胞内，增加酶与底物的接触，并利于代谢产物的排出；②能够加快生物的代谢活动，加速细胞生长；③可以提高酶的活性。

Duan等[36]利用低强度超声作用于Anammox菌，通过25kHz、0.3W/cm2的超声波辐射4min后，NRR提高了25.5%，这一作用持续6d，低强度的超声可能会提高Anammox微生物的活性并提高脱氮效率。Yu等[37]通过响应面优化法进行超声参数优化，发现最优超声强度为0.7W/cm2，超声时间为1.9min。经酶活性分析发现，相比于无超声作用组污泥脱氢酶活性，超声后污泥中酶的活性明显增加。另外在Duan等[36]和Yu等[37]的研究中都发现定量的超声辐射可以刺激EPS的产生，可缓解不利环境对Anammox的抑制作用。

但是高强度的超声辐射会改变蛋白质的化学结构从而抑制微生物的活性，因此尚且需要试验探究优化超声强度。同时由于超声强化增加了微生物对基质的亲和力，导致超声后的Anammox菌对高基质浓度更加敏感，因此在采用该工艺时，需严格控制基质浓度[37]。

3.2 磁场

外加磁场和生物体自身的生物磁场都能对生物体结构和新陈代谢产生影响[38]生物降解速率可在一定磁场范围内迅速提升，在超过一定的磁场强度后，降解速率急速下降[39]。

Liu等[40]利用批次试验验证外加磁场提高Anammox菌群活性的可行性，得出最适磁场强度范围，并研究了磁场对Anammox工艺的长期作用效应。试验结果表明：Anammox活性提高最大时所对应的外加磁场强度为75mT，此时活性提高了50%；然而，当磁场强度增大到116.8mT时，Anammox活性迅速降低；磁场强度为218mT时，Anammox的活性完全被抑制。可见，只有在一定的强度范围内，磁场才能促进Anammox菌群的生物活性。

目前，磁场强化Anammox工艺的研究还不够全面，磁场对不同时期Anammox污泥的作用效果是否存在相似性，其促进活性提升的强度范围是否统一等都需要进一步的研究。

3.3 电场

除了施加磁场外，电场也可以有效强化Anammox工艺的脱氮效能。研究发现，外加电场能够显著影响生化反应速率、生物量以及最终产物浓度等。刘思彤[41]证明了电场能够有效提高Anammox菌群的活性，当施加-0.05VSCE电场时，Anammox活性提高20%。当外加电场为-0.1～-0.01 VSCE时，Anammox菌群的活性增强；当外加电场为-2.6～-0.1VSCE和0.1～0.6VSCE时，Anammox菌群活性降低。同时，电场的作用也会加大Anammox菌群对总氮的去除。在Zhang等[42]的研究中，在电压≤0.6V时，Anammox菌的脱氮能力显著提升，NRR可达1.21kg/(m3·d)，对照组为0.97kg/(m3·d)。

外加电场可有效增强Anammox菌体的代谢能力，提高Anammox工艺的速率，与此同时，外加电场有利于自养反硝化菌Pseudomonassp.的富集[41]，可消耗Anammox产生的，更好地提升脱氮能力。

4 生物强化或菌种流加

生物强化或菌种流加技术也是强化Anammox工艺的有效方法[43-46]。Tang等[43]在SBR反应器中采用Anammox工艺与连续的生物催化剂添加来强化对于葡萄糖含量达到800mg COD/L的富铵废水中氮的去除。氮的去除在连续添加0.5g VSS/d高效Anammox接种污泥（HASGs）后得到了明显强化。为了缩短反应器的启动时间，研究者在中试运行的第214d投加20L[比污泥活性为0.07g N/(g VSS·h)，投加比为2%]的Anammox污泥，投加污泥后的第2d，中试反应器Anammox效能明显，这说明投加Anammox污泥可以带动反应器内Anammox菌的代谢作用，并强化反应器的脱氮能力[44]。本文作者课题组考察了生物强化对于减轻土霉素对Anammox冲击的影响，进行生物强化的试验组在38h后得以恢复，相比于没有进行生物强化的试验组恢复期的46h缩短16%，同时Anammox污泥的血红素、EPS含量都有所增加[46]。马春[45]研究了菌种流加调控策略对于减缓低温和盐度对Anammox工艺的抑制作用，其结果表明，连续添加活性污泥后，反应器的NRR都有显著提高，其中，菌种流加技术在高盐浓度的可行性试验得出，流加菌种后的第8d，NRR增加到1.91kg N/(m3·d)，较菌种流加试验开始前，提高了两倍。

浙江大学郑平等[47]发明了一种Anammox菌种流加装置，如图1所示，其中A为种子反应器，用来培养活性较高的Anammox污泥；B为自流式菌种流加装置，起连接作用；C为目标反应器，用于处理废水。

生物强化或菌种流加技术的机理可能在于：①不仅补充了所需要的生物量，而且引入了对Anammox菌生长不可缺少的生长因子[45]；②为反应器补充了具有高效处理能力的Anammox菌，进而带动整体的处理能力；③添加高效活性污泥后，由于群体感应可能使Anammox菌的活性得到激发。

但是，目前仅限于对生物强化或菌种流加作用效果的研究，针对其具体的作用机理、对微生物群落的影响以及动力学模型的研究甚少，而且对菌种流加的比例以及投加频率尚无范式，这些都需要进一步的研究。

图 1 一种Anammox菌种流加装置[47]

5 结 语

Anammox工艺的强化在于促进Anammox菌体的生成和聚集，为其提供适宜的生长环境，凡是能促进微生物生长代谢，或者排出有害产物的方法都可能成为强化Anammox工艺的选择。就目前的研究来说，还存在如下问题。

（1）强化操作参数有待优化。以投加化学物质为例，虽然投加Fe和MnO2可强化Anammox 工艺性能，但是对于其最佳投加量不清楚，需要进一步研究。若投加过量，不仅浪费资源，还会导致潜在的污染。

（2）不同的强化方法都能达到不同程度的强化效果，但是目前的研究还只限于单独的强化策略的影响，尚且没有研究探讨多种强化策略综合作用的结果，是否存在协同作用尚待证实。

（3）强化机理仍有待进一步阐明。例如，所投加的Fe和MnO2的渗透机理和作用模型尚不清楚。

（4）强化的长期效应还有待证实。由于对Anammox的强化过程还处于实验室研究阶段，研究对象也局限于模拟废水，试验条件单一，规模较小，需要进行中试以及对实际废水的研究，更需要研究强化的长期效应。

[1] Strous M，van Gerven E，Zheng P，et al. Ammonium removal from concentrated waste streams with the anaerobic ammonium oxidation (Anammox) process in different reactor configurations[J].Water Research，1997，31（8）：1955-1962.

[2] 姬玉欣，诸美红，陈辉，等. 高负荷厌氧氨氧化反应器的研究进展[J]. 化工进展，2013，32（8）：1914-1920.

[3] 丁爽，唐崇俭，郑平，等. 厌氧氨氧化工艺脱氮机理和抑制因素的研究进展[J]. 化工进展，2010，29（9）：1754-1759.

[4] Strous M，Heijnen J，Kuenen J，et al. The sequencing batch reactor as a powerful tool for the study of slowly growing anaerobic ammonium-oxidizing microorganisms[J].Applied Microbiology and Biotechnology，1998，50（5）：589-596.

[5] 金仁村，郑平，陈旭良，等. 厌氧氨氧化反应器快速启动方法的探讨[J]. 化工进展，2005，24（6）：629-631.

[6] Zheng P，Lin F，Hu B，et al. Start-up of anaerobic ammonia oxidation bioreactor with nitrifying activated sludge[J].Journal of Environmental Sciences，2004，16（1）：13-16.

[7] 金仁村，郑平，胡宝兰，等. 污泥颗粒化快速启动厌氧氨氧化反应器的探讨[J]. 环境污染与防治，2006，28（10）：772-775.

[8] Li X M，Liu Q Q，Yang Q，et al. Enhanced aerobic sludge granulation in sequencing batch reactor by Mg2+augmentation[J].Bioresource Technology，2009，100（1）：64-67.

[9] Tang C，Zheng P，Mahmood Q. The shear force amendments on the slugging behavior of upflow Anammox granular sludge bed reactor[J].Separation and Purification Technology，2009，69（3）：262-268.

[10] Gao Y，Liu Z，Liu F，et al. Mechanical shear contributes to granule formation resulting in quick start-up and stability of a hybrid anammox reactor[J].Biodegradation，2012，23（3）：363-372.

[11] Liu Y，Yang S F，Liu Q S，et al. The role of cell hydrophobicity in the formation of aerobic granules[J].Current Microbiology，2003，46 （4）：0270-0274.

[12] Zekker I，Rikmann E，Tenno T，et al. Anammox enrichment from reject water on blank biofilm carriers and carriers containing nitrifying biomass：Operation of two moving bed biofilm reactors （MBBR）[J].Biodegradation，2012，23（4）：547-560.

[13] 刘欣. 厌氧氨氧化生物滤池脱氮特性研究[D]. 唐山：河北理工大学，2008：44-48.

[14] Duan H，Yan R，Koe L C C，et al. Combined effect of adsorption and biodegradation of biological activated carbon on H2S biotrickling filtration[J].Chemosphere，2007，66（9）：1684-1691.

[15] Lee K M，Lim P E. Bioregeneration of powdered activated carbon in the treatment of alkyl-substituted phenolic compounds in simultaneous adsorption and biodegradation processes[J].Chemosphere，2005，58（4）：407-416.

[16] 赖玮毅，周伟丽，何圣兵. 生物活性炭厌氧氨氧化反应器启动过程研究[J]. 环境科学，2013，34（8）：3171-3179.

[17] 李允超，王贤华，杨海平，等. 竹炭表面结构及其对糠醛的吸附特性[J]. 农业工程学报，2012，28（12）：257-263.

[18] Chen C，Huang X，Lei C，et al. Improving Anammox start-up with bamboo charcoal[J].Chemosphere，2012，89（10）：1224-1229..

[19] Fujii T，Sugino H，Rouse J D，et al. Characterization of the microbial community in an anaerobic ammonium-oxidizing biofilm cultured on a nonwoven biomass carrier[J].Journal of Bioscience and Bioengineering，2002，94（5）：412-418.

[20] 徐光景，杨凤林，徐晓晨，等. 利用厌氧无纺布生物转盘快速启动 Anammox 中试实验[J]. 工业水处理，2013，33（2）：38-41.

[21] 陈胜，孙德智，遇光禄. 填充床快速启动厌氧氨氧化反应器及其脱氮性能研究[J]. 环境科学， 2010，31（3）：691-696

[22] 李平，孙世群. 新型厌氧复合反应器的研究进展与应用[J]. 现代农业科技，2008（14）：206.

[23] 何岩，赵由才，周恭明. 高浓度氨氮废水脱氮技术研究进展[J]. 工业水处理，2008，28（1）：1-4.

[24] Brindle K，Stephenson T. The application of membrane biological reactors for the treatment of wastewaters[J].Biotechnology and Bioengineering，1996，49（6）：601-610.

[25] van der Star W R L，Miclea A I，van Dongen U G J M，et al. The membrane bioreactor：A novel tool to grow anammox bacteria as free cells[J].Biotechnology and Bioengineering，2008，101（2）：286-294.

[26] Wang T，Zhang H，Yang F，et al. Start-up of the Anammox process from the conventional activated sludge in a membrane bioreactor[J].Bioresource Technology，2009，100（9）：2501-2506.

[27] Tao Y，Gao D W，Fu Y，et al. Impact of reactor configuration on anammox process start-up：MBR versus SBR[J].Bioresource Technology，2012，104：73-80.

[28] Suneethi S，Joseph K. Anammox process start up and stabilization with an anaerobic seed in anaerobic membrane bioreactor （AnMBR）[J].Bioresource Technology，2011，102（19）：8860-8867.

[29] Qiao S，Bi Z，Zhou J，et al. Long term effect of MnO2powder addition on nitrogen removal by anammox process[J].Bioresource Technology，2011，102（19）：8860-8867.

[30] Akhavan O，Ghaderi E. Photocatalytic reduction of graphene oxide nanosheets on TiO2thin film for photoinactivation of bacteria in solar light irradiation[J].The Journal of Physical Chemistry，2009，113 （47）：20214-20220.

[31] Wang D，Wang G，Zhang G，et al. Using graphene oxide to enhance the activity of anammox bacteria for nitrogen removal[J].Bioresource Technology，2013，131：527-530.

[32] 彭厦，高大文，黄晓丽. 金属离子对厌氧氨氧化反应器效能的影响[J]. 中国给水排水，2012，28（21）：30-33.

[33] 张蕾. 厌氧氨氧化性能的研究[D]. 杭州：浙江大学，2009.

[34] 林琳，堵国成，陈坚. 电子受体及中间产物对厌氧氢氧化的影响[J].应用与环境生物学报，2003，9（2）：200-202.

[35] Rokhina E V，Lens P，Virkutyte J. Low-frequency ultrasound in biotechnology：state of the art[J].Trends in Biotechnology，2009，27（5）：298-306.

[36] Duan X，Zhou J，Qiao S，et al. Application of low intensity ultrasound to enhance the activity of anammox microbial consortium for nitrogen removal[J].Bioresource Technology，2011，102（5）：4290-4293. [37] Yu J J，Chen H，Zhang J，et al. Enhancement of Anammox activity by low-intensity ultrasound irradiation at ambient temperature[J].Bioresource Technology，2013，142：693-696.

[38] Moore R L. Biological effects of magnetic fields：Studies with microorganisms[J].Canadian Journal of Microbiology，1979，25 （10）：1145-1151.

[39] Yavuz H，Celebi S S. Effects of magnetic field on activity of activated sludge in wastewater treatment[J].Enzyme and Microbial Technology，2000，26（1）：22-27.

[40] Liu S，Yang F，Meng F，et al. Enhanced anammox consortium activity for nitrogen removal：Impacts of static magnetic field[J].Journal of Biotechnology，2008，138（3）：96-102.

[41] 刘思彤. 电/磁场强化厌氧氨氧化及多菌群协同自养生物脱氮[D].大连：大连理工大学，2009.

[42] Zhang J，Zhang Y，Li Y，et al. Enhancement of nitrogen removal in a novel anammox reactor packed with Fe electrode[J].BioresourceTechnology，2012，114：102-108.

[43] Tang C J，Zheng P，Ding S，et al. Enhanced nitrogen removal from ammonium-rich wastewater containing high organic contents by coupling with novel high-rate Anammox granules addition[J].Chemical Engineering Journal，2014，240：454-461.

[44] 唐崇俭，郑平，陈建伟，等. 中试厌氧氨氧化反应器的启动与调控[J]. 生物工程学报，2009，25（3）：406-412.

[45] 马春. 厌氧氨氧化工艺处理低温和高盐度废水的可行性研究[D].杭州：杭州师范大学，2012.

[46] Jin R C，Zhang Q Q，Zhang Z Z，et al. Bio-augmentation for mitigating the impact of transient oxytetracycline shock on Anammox performance[J].Bioresource Technology，2014，163：244-253.

[47] 郑平，唐崇俭，陈建伟，等. 一种菌种流加式厌氧氨氧化装置及其工艺：中国，200810121488[P]. 2009-03-11.

Process enhancement of anaerobic Ammonium oxidation

GUO Qiong，JIN Rencun
（College of Life and Environmental Sciences，Hangzhou Normal University，Hangzhou 310036，Zhejiang，China）

:Anaerobic ammonium oxidation（Anammox） is a novel and cost-effective technology with high nitrogen removal capacity. However，the sensitivity to environmental conditions， and the vulnerability to many pollutants limit the applications of Anammox process. The process enhancement could be an effective measurement to solve these problems. This paper investigated the enrichment of Anammox（including the acceleration of granulation，adding the carrier for formation of integrated biofilm-granule system，the equipment of membrane biological reactor，etc.），the addition of chemical substances（such as manganese dioxide，the graphene oxide，iron ion，the intermediate of Anammox etc.），the application of physical field （including ultrasonic，magnetic field，electric field and so on）as well as bio-augmentation and sequential biocatalyst addition. This paper also analyzed the main technical focuses，explained the mechanisms，and compared the potential of different methods along with the deficiency. It was pointed out that certain aspects，such as the parameters optimization，the combination of different enhancement methods，and the long-term effects as well as the in-depth study of the mechanism，still need to be further investigated.

Anammox；process enhancement；granulation；bio-augmentation；biological nitrogen removal

X 703

A

1000-6613（2014）11-3075-07

10.3969/j.issn.1000-6613.2014.11.040

2014-04-10；修改稿日期：2014-06-04。

国家自然科学基金项目（51078121，51278162）。

郭琼（1988—），女，硕士研究生，主要从事水污染控制工程研究。E-mail sunshinezzgq@126.com联系人：金仁村，副教授，博士，主要从事环境生物技术和水污染控制工程研究。E-mail jrczju@ aliyun.com.cn。