从实验室到工程：厌氧氨氧化技术赋能污水绿色处理

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水体富营养化及其引发的水华、赤潮等生态灾害，已成为制约我国水环境质量提升的突出问题。传统生物脱氮工艺能耗高、碳源需求大，与“双碳”目标下污水处理行业绿色转型的需求形成尖锐矛盾。如何实现高效、低碳的氮素削减，成为水污染控制领域的重大战略需求。

厌氧氨氧化（Anammox）技术凭借曝气能耗低、无需有机碳源、剩余污泥产量少等显著优势，被誉为污水生物脱氮领域的革命性突破。2010年，《科学》杂志刊文指出，若将主流厌氧氨氧化技术应用于污水处理厂，有望实现厂区能量自给甚至外供。然而，亚硝酸盐难以稳定获取、功能菌群富集困难等瓶颈，长期制约着该技术的大规模工程化应用。

《城市污水处理厌氧氨氧化技术：原理、方法与应用》为破解这一困局提供了系统性的解决方案。这部由北京建筑大学高大文教授团队历时多年攻关、融合国内外前沿进展的专著，从基础理论到工艺构建，从实验室研究到工程案例，全面勾勒了厌氧氨氧化技术走向主流污水处理的技术路线图。

内容简介

本书阐述我国水环境现状及水体污染问题的背景，介绍厌氧氨氧化细菌的生理生态学特性；系统总结不同反应器类型、接种污泥种类、运行策略、填料及添加物对厌氧氨氧化细菌富集培养的影响；分析储存温度、储存时间及底物基质对细菌储存与活性恢复的影响，并归纳了强化其活性恢复的方法；介绍短程硝化反应动力学并总结短程硝化实现的方法及其稳定性影响因素；梳理多种厌氧氨氧化工艺处理城市污水的脱氮性能与运行稳定性。此外，本书还介绍厌氧氨氧化技术应用于主流城市污水处理的国内外工程案例，最后提出城市污水主流厌氧氨氧化技术面临的挑战和未来研究方向。

本书可供从事污水生物脱氮领域研究的在读研究生、高校教师，以及环境科学与工程领域的技术和管理人员学习、参考。

核心亮点

1

全程自养脱氮的理论根基

系统阐述厌氧氨氧化细菌的发现历程、细胞结构与功能、生态位分布与代谢特性（中心氮代谢、能量转换、细胞碳固定、碳代谢多样性），为功能菌群的定向富集与工艺调控奠定坚实的生理生态学基础。

2

功能菌群富集与活性恢复的系统策略

全面总结SBR、MBBR、UAFB、EGSB、MBR等多种反应器中厌氧氨氧化细菌的富集特性；对比硝化污泥、反硝化污泥、厌氧消化污泥、水生态环境底泥等不同接种源的优劣；系统分析储存温度、储存时间、底物基质对菌种储存与恢复的影响，提出预处理、添加反应基质、添加冻存保护剂等强化活性恢复方法。

3

短程硝化精准调控与自养脱氮工艺构建

基于SBR法短程硝化模型构建与动力学参数确定，系统论述游离氨/亚硝酸抑制、外源抑制剂添加、定时/实时控制好氧/缺氧等过程控制方法；深入分析温度、溶解氧、进水氨氮浓度、有机物浓度对短程硝化稳定性的影响；完整呈现基于颗粒污泥和生物膜两种形态的自养脱氮工艺构建路径与稳定性调控策略。

4

集成工艺与工程验证的多维探索

系统展示单级推流式固定床生物膜反应器、UAFB-SBR-UAFB组合工艺、UAFB-EGSB组合工艺、HAS-PFBRₜZP组合工艺、SBR-UASB组合工艺等多种自养脱氮装置处理城市污水的脱氮性能、经济效益与运行稳定性，为技术落地提供可复制的工艺方案。

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ISBN978-7-03-083735-6

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《城市污水处理厌氧氨氧化技术：原理、方法与应用》通过系统的理论阐述、丰富的实验数据与深入的工程案例，生动诠释了厌氧氨氧化技术如何从实验室走向工程、从理想照进现实。它不仅是污水生物脱氮领域的前沿著作，更是推动污水处理行业节能降碳、服务国家“双碳”战略的重要技术支撑。

翻开这本书，您将看到的不仅是一项项创新技术，更是一条通往污水处理厂能量自给、绿色低碳运行的技术大道。

本文摘自《城市污水处理厌氧氨氧化技术：原理、方法与应用》（高大文等著. 北京 : 科学出版社, 2026. 3.）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

（本文编辑：王佳婧）

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