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由于工業化進程的加速，氮、磷的污染問題日益尖銳化。越來越多的國家地區制定了更為嚴格的污水氮、磷的排放標準。尤其是氮的考核內容也從單一的氨氮指標發展到總氮(氨態氮、硝態氦和有機氮的總和)的考核指標。由于近年來一些新理論的提出，如使污水脫氮實現短程硝化反硝化。這樣不僅可以提高細菌的增長速度、縮短反應進程，從而減少反應容積;而且同時減少了硝化的曝氣量和反硝化有機物的投加量，減少了運行費用。所以短程硝化成為了近年來的研究熱點。
短程硝化反硝化原理
廢水生物脫氮，一般由硝化和反硝化兩個過程完成，而硝化過程分為氨氧化階段和亞硝酸鹽氧化階段。這兩個階段分別由氨氧化菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)獨立催化完成。第一階段是在AOB的作用下，將氨氮NH4+―N氧化為亞硝態氮NO2――N;而第二階段是在NOB的作用下，將亞硝態氮NO2――N氧化為硝態氮NO3――N。由于硝化反應是由兩類生理特性完全不同的細菌獨立催化完成的不同反應，所以需要通過適當控制條件，可以將硝化反應控制在NO2――N階段，阻止NO2――N的進一步氧化，隨后直接進行反硝化，這就是短程硝化反硝化的作用機理。
短程硝化反硝化和厭氧氨氧化區別
1.厭氧氨氧化的發生進程主要分為兩大步：“第一個過程是部分亞硝化(PartialNitritation)，在這個過程中只有大約55%的氨氮需要轉化為亞硝酸鹽氮;第二個過程是厭氧氨氧化(Anammox)，氨氮在厭氧條件下，被亞硝酸氮作為電子受體，氧化成氮氣。因此它也被稱作PN/A工藝。
在這過程中，大約89%的無機氮都將被轉化產生氮氣，另外11%的無機氮被轉化為硝酸鹽氮，與傳統硝化反硝化工藝相比，厭氧氨氧化工藝有著巨大的技術優勢，其曝氣能耗只有傳統工藝的55-60%;該工藝幾乎無需碳源，如果為了去除硝酸鹽產物需要在厭氧氨氧化過程中投加碳源，其投加量也比傳統工藝中碳源投加量降低90%;厭氧氨氧化工藝可以減少45%堿度消耗量。同時，厭氧氨氧化工藝的污泥產量也遠低于傳統脫氮工藝，這將顯著降低剩余污泥的處理和處置成本。
2.污水中含有的COD有助于異養反硝化菌的生長并對Anammox過程形成抑制，只有當COD被前者消耗至較低水平時Anammox過程才有可能占主導。這一問題在高強度城市污水的處理中尤為突出。Winkler等通過研究指出，在25℃環境下，如果原水的C/N＜0.5，則Anammox與異養反硝化過程可以和諧共存，不會導致脫氮效果下降。而反硝化必須有碳源的存在，并且需要控制CN比2-4（短程硝化反硝化），所以，碳源對于這兩來說是最大的不同點！
