隨著我國工業迅速發展壯大，由此而產生的高氨氮廢水也成為行業發展制約因素之一；據報道，2001年我國海域發生赤潮高達77次，氨氮是污染的重要原因之一，特別是高濃度氨氮廢水造成的污染。因此，經濟有效的控制高濃度污染也成為當前環保工作者研究的重要課題，得到了業內人士的高度重視。氨氮廢水的一般的形成是由于氨水和無機氨共同存在所造成的，一般上pH在中性以上的廢水氨氮的主要來源是無機氨和氨水共同的作用，pH在酸性的條件下廢水中的氨氮主要由于無機氨所導致。廢水中氨氮的構成主要有兩種，一種是氨水形成的氨氮，一種是無機氨形成的氨氮，主要是硫酸銨，氯化銨等等。
傳統和新開發的脫氮工藝有A/O、兩段活性污泥法、強氧化好氧生物處理、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、全程自養脫氮、SBR脫氮工藝、超聲吹脫處理氨氮法方法等。其中短程硝化反硝化和厭氧氨氧化是近年來新型氨氮處理工藝。
生物硝化反硝化是目前應用最廣泛的脫氮方式，是去除水中氨氮的一種較為經濟的方法，其原理就是模擬自然生態環境中氮的循環，利用硝化菌和反硝化菌的聯合作用，將水中氨氮轉化為氮氣以達到脫氮目的。由于氨氮氧化過程中需要大量的氧氣，曝氣費用成為這種脫氮方式的主要開支。短程硝化反硝化是將氨氮氧化控制在亞硝化階段，然后進行反硝化，省去了傳統生物脫氮中由亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽，再還原成亞硝酸鹽兩個環節（即將氨氮氧化至亞硝酸鹽氮即進行反硝化）。該技術具有很大的優勢：①節省25%氧供應量，降低能耗；②減少40%的碳源，在C/N較低的情況下實現反硝化脫氮；③縮短反應歷程，節省50%的反硝化池容積；④降低污泥產量，硝化過程可少產污泥33%~35%左右，反硝化階段少產污泥55%左右。實現短程硝化反硝化生物脫氮技術的關鍵就是將硝化控制在亞硝酸階段，阻止亞硝酸鹽的進一步氧化。
厭氧氨氧化（ANAMMOX）是指在厭氧條件下，以Planctomycetalessp為代表的微生物直接以NH4+為電子供體，以NO2-或NO3-為電子受體，將NH4+、NO2-或NO3-轉變成N2的生物氧化過程。該過程利用獨特的生物機體以硝酸鹽作為電子供體把氨氮轉化為N2，最大限度的實現了N的循環厭氧硝化，這種耦合的過程對于從厭氧硝化的廢水中脫氮具有很好的前景，對于高氨氮低COD的污水由于硝酸鹽的部分氧化，大大節省了能源。目前推測厭氧氨氧化有多種途徑。其中一種是羥氨和亞硝酸鹽生成N2O的反應，而N2O可以進一步轉化為氮氣，氨被氧化為羥氨。另一種是氨和羥氨反應生成聯氨，聯氨被轉化成氮氣并生成4個還原性[H]，還原性[H]被傳遞到亞硝酸還原系統形成羥氨。第三種是：一方面亞硝酸被還原為NO，NO被還原為N2O，N2O再被還原成N2；另一方面，NH4+被氧化為NH2OH，NH2OH經N2H4，N2H2被轉化為N2。厭氧氨氧化工藝的優點：可以大幅度地降低硝化反應的充氧能耗；免去反硝化反應的外源電子供體；可節省傳統硝化反硝化反應過程中所需的中和試劑；產生的污泥量極少。厭氧氨氧化的不足之處是：到目前為止，厭氧氨氧化的反應機理、參與菌種和各項操作參數不明確。
全程自養脫氮的全過程實在一個反應器中完成，其機理尚不清楚。Hippen等人發現在限制溶解氧（DO濃度為0.8•1.0mg/l）和不加有機碳源的情況下，有超過60%的氨氮轉化成N2而得以去除。同時Helmer等通過實驗證明在低DO濃度下，細菌以亞硝酸根離子為電子受體，以銨根離子為電子供體，最終產物為氮氣。
上述三種脫氮工藝是近年來主要流行的脫氮新型工藝，其中厭氧氨氧化和全程自養脫氮仍處于實驗室研究狀態，國內外無一真正應用于實際工程中。近年來短程硝化反硝化在工程得到了實際的應用與發展，但也存在其缺陷，例如，某一淀粉廠應用了該工藝，厭氧出水即好氧進水COD為700mg/L左右、氨氮為260mg/L左右，經過短程硝化反硝化好氧處理后，氨氮為20mg/L左右、COD為150mg/L，氨氮和COD難以再進一步降低，核算其好氧污泥負荷，僅為正常活性污泥法的2/3，如果排入城市污水處理廠的話，該指標是沒有問題的，但如果直排是不達標的。此類案例不止一處，如果再建二級活性污泥法，其氨氮可以降至5mg/L左右、COD為80mg/L左右。單純的短程硝化反硝化是難以處理達標到一級排放標準的。
我公司通過在高氨氮廢水的多年運行經驗，結合生物脫氮微生物對碳源以及堿度的需求，設計出我公司獨有的改良生物脫氮工藝。
傳統工藝與我公司改良A/O生物脫氮工藝的比較如下：
| 項目 |
BAF工藝 |
SBR工藝 |
A2/O工藝 |
改良A/O工藝 |
| 投資費用 |
土建工程 |
無需二沉池，預處理配置斜板沉淀池，效率很高，土建量最小 |
無需二沉池，池體一般較深，土建量最大 |
土建量最大 |
土建量大 |
| 運行費用 |
污泥污水回流 |
不需污泥回流 |
自身內部混合 |
100％-300% |
100％-500% |
| 曝氣量 |
比活性污泥法低30％-40% |
與A2/O工藝基本相同 |
大 |
與A2/O工藝基本相同 |
| 藥劑量 |
較低 |
較低 |
較高 |
無 |
| 電耗 |
很小 |
較高 |
最高 |
較高 |
| 總運行成本 |
較低 |
較高 |
最高 |
較低 |
| 工藝效果 |
出水水質 |
一般 |
一般 |
一般 |
較好 |
| 產泥量 |
污泥量極少 |
產泥量與A2/O差不多，污泥相對穩定 |
產泥量一般，污泥相對穩定 |
產泥量一般，污泥相對穩定 |
| 有無污泥膨脹 |
無 |
容易產生，需加生物選擇器來防止 |
容易產生，需加生物選擇器來防止 |
無 |
| 流量變化的影響 |
受過濾速度限制，有一定的影響 |
受每個處理單元的可接納容積限制，有一定影響 |
受沉淀速度限制，有一定影響 |
無 |
| 沖擊負荷的影響 |
可承受日常的日沖擊負荷 |
池容決定了承受沖擊負荷的能力，較強 |
池容決定了承受沖擊負荷的能力，較強 |
耐沖擊能力強 |
| 溫度變化（低溫）的影響（溫度將影響硝化/反硝化） |
濾池從底部進水，上部可封閉，水溫波動小，低溫運行較穩定 |
處理效果受低溫影響較大 |
露天面積大，處理效果受低溫影響較大 |
設計時考慮水溫因素，因此日常水溫變化不影響處理效果 |
| 適用范圍 |
耐受濃度① |
不高于300mg/L |
不高于300mg/L |
不高于300mg/L |
不高于700mg/L |
| 本項目是否適用 |
否 |
否 |
否 |
適用 |
經過我公司的綜合脫氮池，出水氨氮達到5mg/L以下，遠遠由于國家規定的排放標準。
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