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由于工业化进程的加速，氮、磷的污染问题日益尖锐化。越来越多的国家地区制定了更为严格的污水氮、磷的排放标准。尤其是氮的考核内容也从单一的氨氮指标发展到总氮(氨态氮、硝态氦和有机氮的总和)的考核指标。由于近年来一些新理论的提出，如使污水脱氮实现短程硝化反硝化。这样不仅可以提高细菌的增长速度、缩短反应进程，从而减少反应容积;而且同时减少了硝化的曝气量和反硝化有机物的投加量，减少了运行费用。所以短程硝化成为了近年来的研究热点。
短程硝化反硝化原理
废水生物脱氮，一般由硝化和反硝化两个过程完成，而硝化过程分为氨氧化阶段和亚硝酸盐氧化阶段。这两个阶段分别由氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)独立催化完成。第一阶段是在AOB的作用下，将氨氮NH4+―N氧化为亚硝态氮NO2――N;而第二阶段是在NOB的作用下，将亚硝态氮NO2――N氧化为硝态氮NO3――N。由于硝化反应是由两类生理特性完全不同的细菌独立催化完成的不同反应，所以需要通过适当控制条件，可以将硝化反应控制在NO2――N阶段，阻止NO2――N的进一步氧化，随后直接进行反硝化，这就是短程硝化反硝化的作用机理。
短程硝化反硝化和厌氧氨氧化区别
1.厌氧氨氧化的发生进程主要分为两大步：“第一个过程是部分亚硝化(PartialNitritation)，在这个过程中只有大约55%的氨氮需要转化为亚硝酸盐氮;第二个过程是厌氧氨氧化(Anammox)，氨氮在厌氧条件下，被亚硝酸氮作为电子受体，氧化成氮气。因此它也被称作PN/A工艺。
在这过程中，大约89%的无机氮都将被转化产生氮气，另外11%的无机氮被转化为硝酸盐氮，与传统硝化反硝化工艺相比，厌氧氨氧化工艺有着巨大的技术优势，其曝气能耗只有传统工艺的55-60%;该工艺几乎无需碳源，如果为了去除硝酸盐产物需要在厌氧氨氧化过程中投加碳源，其投加量也比传统工艺中碳源投加量降低90%;厌氧氨氧化工艺可以减少45%碱度消耗量。同时，厌氧氨氧化工艺的污泥产量也远低于传统脱氮工艺，这将显著降低剩余污泥的处理和处置成本。
2.污水中含有的COD有助于异养反硝化菌的生长并对Anammox过程形成抑制，只有当COD被前者消耗至较低水平时Anammox过程才有可能占主导。这一问题在高强度城市污水的处理中尤为突出。Winkler等通过研究指出，在25℃环境下，如果原水的C/N＜0.5，则Anammox与异养反硝化过程可以和谐共存，不会导致脱氮效果下降。而反硝化必须有碳源的存在，并且需要控制CN比2-4（短程硝化反硝化），所以，碳源对于这两来说是最大的不同点！
