項目承擔單位：北京城市排水集團

    厭氧氨氧化（Anammox）工藝，是指在厭氧或缺氧條件下，微生物直接以NO3-或NO2-為電子受體，以NH4+為電子供體，將兩種氮素同時轉化為氮氣的生物反應過程，這個過程產生的能量可使厭氧氨氧化菌在厭氧條件下生存。厭氧氨氧化技術是目前已知的最經濟的生物脫氮技術，與傳統的硝化反硝化技術相比，具有需氧量低、運行費用低和不需要外加碳源等優點。在自然生態系統中，厭氧氨氧化菌則將亞硝態氮和氨氮直接氧化為氮氣，以此實現氮循環。

    北京排水集團科研人員歷盡10年實驗研究，攻克難關，自主培養出了“紅菌”，并在國內率先成功應用于工程實踐，打破了這一世界先進技術在國內自主研發應用的空白，大大提升了中國污水處理的技術水平。這項技術為處理高氨氮廢水提供了決定性的技術支持，將廣泛應用于垃圾滲濾液、污泥消化液、畜禽養殖廢水、味精廢水等高氨氮廢水治理中，小小的“紅菌”將在水處理行業發揮重要作用。

    （一）自主培養“紅菌”獲得成功。

    北京排水集團科研人員自主創新，設計運行了新型復合式生物膜厭氧氨氧化工藝，該工藝通過懸浮污泥和生物膜的協同作用解決了紅菌培養和富集的難題，將培養時間由原來的2年左右縮短至6個月，達到國際先進水平。

    （二）實現“紅菌”生產性示范工程實踐和規模化培養。

    北京市科委通過立項“用于處理高有機物高氨氮典型廢水處理的IC反應器裝備研發與工程應用”重大項目，支持排水集團在自主培養“紅菌”的同時，突破了與工程應用密切相關的多項關鍵技術，包括：短程硝化穩定控制技術、菌種生產性富集和培養技術、功能微生物群落變化定向調控技術、厭氧氨氧化工藝快速啟動技術、溫度優化及穩定控制技術、溶解氧與PH精確監測和控制技術等十余項關鍵技術。

    在突破關鍵技術的基礎上，排水集團建立了國內首個完全自主知識產權的紅菌脫氮生產性示范工程，成功實現了生產性規模的厭氧氨氧化菌的富集和純化，厭氧氨氧化菌純度達到90%以上，氨氮去除率95%以上，主要技術指標已達到國際先進水平。

    北排“紅菌”技術取得了工程化應用的重大突破，集團建設了紅菌應用工程化項目-高碑店污泥消化液處理工程，使中國成為國際上少數擁有該技術工程化能力的國家之一。建成運行國內第一項垃圾滲濾液“紅菌”脫氮工程，使滲濾液處理技術發生了根本性變革。北排還進一步將“紅菌”技術應用于城市污水這一“低氨氮”特性污水的主流程脫氮工藝，沖擊行業技術制高點，為建設我國的水環境治理做出貢獻！

    本項目開發的高氨氮廢水處理新工藝具有如下優勢

    1) 優勢菌種富集：有機物產甲烷和厭氧氨氧化自養脫氮相對獨立，為產甲烷菌和厭氧氨氧化菌提供最佳的生長環境，實現了不同功能菌群的優化生長，菌群活性和除碳脫氮效率高。

    2) 提高甲烷產量：污水中的有機污染物可最大限度的轉化成甲烷，將污水中蘊含的能量充分回收，并減少溫室氣體的排放。

    3) 高效低碳的脫氮系統：采用新型厭氧氨氧化技術進行生物脫氮，該技術節省曝氣能耗和外加碳源，較傳統工藝的去除負荷更高。

    4) 系統污泥產率低，溫室氣體排放少：系統除碳和脫氮以產甲烷菌、硝化菌和厭氧氨氧化為主，微生物產率系數低，系統污泥產量小，后續處理處置技術簡單。

    本項目開發的高氨氮廢水處理工藝，可推廣至制藥廢水、畜禽養殖廢水、焦化廢水、發酵類食品廢水等高氨氮廢水的治理，降低處理成本、提升能源回收量、提高脫氮效率、降低溫室氣體排放量，具有顯著地經濟效益與環境效益，是未來污水處理的發展方向。