從實驗室到工程：厭氧氨氧化技術賦能污水綠色處理

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水體富營養化及其引發的水華、赤潮等生態災害，已成為制約我國水環境質量提升的突出問題。傳統生物脫氮工藝能耗高、碳源需求大，與“雙碳”目標下污水處理行業綠色轉型的需求形成尖銳矛盾。如何實現高效、低碳的氮素削減，成為水污染控制領域的重大戰略需求。

厭氧氨氧化（Anammox）技術憑借曝氣能耗低、無需有機碳源、剩余污泥產量少等顯著優勢，被譽為污水生物脫氮領域的革命性突破。2010年，《科學》雜志刊文指出，若將主流厭氧氨氧化技術應用于污水處理廠，有望實現廠區能量自給甚至外供。然而，亞硝酸鹽難以穩定獲取、功能菌群富集困難等瓶頸，長期制約著該技術的大規模工程化應用。

《城市污水處理厭氧氨氧化技術：原理、方法與應用》為破解這一困局提供了系統性的解決方案。這部由北京建筑大學高大文教授團隊歷時多年攻關、融合國內外前沿進展的專著，從基礎理論到工藝構建，從實驗室研究到工程案例，全面勾勒了厭氧氨氧化技術走向主流污水處理的技術路線圖。

內容簡介

本書闡述我國水環境現狀及水體污染問題的背景，介紹厭氧氨氧化細菌的生理生態學特性；系統總結不同反應器類型、接種污泥種類、運行策略、填料及添加物對厭氧氨氧化細菌富集培養的影響；分析儲存溫度、儲存時間及底物基質對細菌儲存與活性恢復的影響，并歸納了強化其活性恢復的方法；介紹短程硝化反應動力學并總結短程硝化實現的方法及其穩定性影響因素；梳理多種厭氧氨氧化工藝處理城市污水的脫氮性能與運行穩定性。此外，本書還介紹厭氧氨氧化技術應用于主流城市污水處理的國內外工程案例，最后提出城市污水主流厭氧氨氧化技術面臨的挑戰和未來研究方向。

本書可供從事污水生物脫氮領域研究的在讀研究生、高校教師，以及環境科學與工程領域的技術和管理人員學習、參考。

核心亮點

1

全程自養脫氮的理論根基

系統闡述厭氧氨氧化細菌的發現歷程、細胞結構與功能、生態位分布與代謝特性（中心氮代謝、能量轉換、細胞碳固定、碳代謝多樣性），為功能菌群的定向富集與工藝調控奠定堅實的生理生態學基礎。

2

功能菌群富集與活性恢復的系統策略

全面總結SBR、MBBR、UAFB、EGSB、MBR等多種反應器中厭氧氨氧化細菌的富集特性；對比硝化污泥、反硝化污泥、厭氧消化污泥、水生態環境底泥等不同接種源的優劣；系統分析儲存溫度、儲存時間、底物基質對菌種儲存與恢復的影響，提出預處理、添加反應基質、添加凍存保護劑等強化活性恢復方法。

3

短程硝化精準調控與自養脫氮工藝構建

基于SBR法短程硝化模型構建與動力學參數確定，系統論述游離氨/亞硝酸抑制、外源抑制劑添加、定時/實時控制好氧/缺氧等過程控制方法；深入分析溫度、溶解氧、進水氨氮濃度、有機物濃度對短程硝化穩定性的影響；完整呈現基于顆粒污泥和生物膜兩種形態的自養脫氮工藝構建路徑與穩定性調控策略。

4

集成工藝與工程驗證的多維探索

系統展示單級推流式固定床生物膜反應器、UAFB-SBR-UAFB組合工藝、UAFB-EGSB組合工藝、HAS-PFBR?ZP組合工藝、SBR-UASB組合工藝等多種自養脫氮裝置處理城市污水的脫氮性能、經濟效益與運行穩定性，為技術落地提供可復制的工藝方案。

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ISBN978-7-03-083735-6

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《城市污水處理厭氧氨氧化技術：原理、方法與應用》通過系統的理論闡述、豐富的實驗數據與深入的工程案例，生動詮釋了厭氧氨氧化技術如何從實驗室走向工程、從理想照進現實。它不僅是污水生物脫氮領域的前沿著作，更是推動污水處理行業節能降碳、服務國家“雙碳”戰略的重要技術支撐。

翻開這本書，您將看到的不僅是一項項創新技術，更是一條通往污水處理廠能量自給、綠色低碳運行的技術大道。

本文摘自《城市污水處理厭氧氨氧化技術：原理、方法與應用》（高大文等著. 北京 : 科學出版社, 2026. 3.）一書“前言”，有刪減修改，標題為編者所加。

（本文編輯：王佳婧）

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