主流厌氧氨氧化的挑战
在侧流厌氧氨氧化技术不断成熟的同时，很多研究者逐渐转向了主流工艺的应用，因为从目前的认知来看，厌氧氨氧化菌大量存在于自然界，因此并没有限制它在普通污水处理厂的主流工艺中用来脱氮。但与侧流应用不同，主流厌氧氨氧化实现的前提条件明显不同，主要体现在以下两个方面。
(1)较低的进水氮浓度。
城市污水处理厂的进水总氮通常在20~75 mg/L，而其侧流的浓度一般在800~3 000 mg/L。由于进水氮浓度较低会面临以下的巨大挑战：①侧流中抑制NOB(亚硝酸盐氧化菌)的游离氨条件不再存在;②在较低的出水氨氮浓度时(<2 mg/L)，由于生长速率的差异，AOB(氨氧化菌)将难以竞争过NOB。因此，在厌氧氨氧化系统中，如果没有后续的进一步处理，出水氨氮难以获得很低的浓度。
(2)较低的进水温度。
很多污水处理厂主流工艺的水温在冬天时为10～16℃，夏季时温度升至24～30 ℃，而侧流工艺中温度相对较高，一般都在32～38 ℃。温度对主流厌氧氨氧化的挑战不仅是厌氧氨氧化菌在低温情况下增长速率较慢，AOB的增长速率也较低。
溶解氧的影响
溶解氧的存在会抑制异养硝化盐还原反应, 其作用机理为: 1)氧阻抑硝酸盐还原酶的形成(有些反硝化细菌必须在厌氧和有硝酸盐存在的条件下才能诱导合成硝酸盐还原酶); 2)氧可作为电子受体,竞争性地阻碍硝酸盐的还原。A2/O系统在实际运行时,为获得更高的脱氮效果,常采用较大的内回流比,使更多的 NO3-进入到兼氧池进行反硝化处理,造成回流混合液中溶解氧破坏了缺氧硝化环境, 阻断反硝化反应的进行。因此为调和兼氧池中溶解氧量与内回流比的矛盾,对一个确定的 A2/O 工艺系统,应根据兼氧池中溶解氧量与内回流比的关系,正确选择恰当的内回流比。因子之一,氧的存在使混合液的氧化还原电位提高,抑制聚磷细菌的释磷作用,同时微生物耗氧呼吸消耗了一部分可生物降解的挥发性**基质, 使聚磷细菌可吸收利用的**物大大减少,降低了其在好氧条件下吸收并储存磷的能力。因此曝气池中溶解氧含量并非越高越好,过量的溶解氧随活性污泥进入到厌氧池,因此A2/O 系统的曝气量应根据功能需要进行优化调控。
厌氧氨氧化原理
厌氧氨氧化(Anammox)是指在厌氧或者缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以NO2--N为电子受体，氧化NH3-N为氮气的生物过程。
很多污水处理工艺的进步是在实践中观察到某些现象进而引发后续工艺的研发，如生物除磷工艺。但也有一些技术是在已有理论的基础上而获得突破，厌氧氨氧化工艺在某种程度上正是如此。1977年，奥地利化学家Broda发表了一篇题为“自然界中遗失的两种自养微生物”的文章，文章通过化学热力学推测自然界可能存在一种微生物能够发生式(1)中的反应：
NH3-N+NO2--N→N2+H2O(1)
之后，Mulder在处理食品废水和Siegrist对垃圾渗滤液的处理厂进行的氮平衡都证实了这种推测。目前被普遍接受的厌氧氨氧化脱氮的化学反应方程式是1998年Strous提出的式(2)：
实现厌氧氨氧化脱氮需要完成两个过程，个过程是部分亚硝化，在这个过程中只有大约55%的氨氮需要转化为亚硝酸盐氮;*二个过程是厌氧氨氧化反应过程，氨氮在厌氧条件下，被厌氧氨氧化菌氧化，其中过程中产生的亚硝酸盐氮作为电子受体。整个过程中，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*碳源，即使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，这将显着降低剩余污泥的处理和处置成本。
工艺处理效果的影响因素及分析
温度的影响
温度是影响 A2/O 工艺脱氮效果的主要因素,主要体现在细菌的增殖速度和活性两个方面。 且温度对脱氮的影响比对除磷的影响大。在好氧段,硝化反应在 5- 35℃时,其反应速率随温度升高而加快,适宜的温度范围为 30- 35 ℃。当低于 5 ℃时, 硝化菌的生命活动几乎停止。有人提出硝化细菌比增长速率 μ 与温度的关系为: μ=μ0θ(T20), 式中 μ0 为20 ℃时大比增长速率, θ 为温度系数, 对亚硝酸菌 θ 为 1.12、对硝酸菌为 1.07。缺氧段的反硝化反应可在 5-27 ℃时进行,反硝化速率随温度升高而加快,适宜的温度范围为 15-25 ℃。厌氧段,温度对厌氧释磷的影响不太明显,在 5-30 ℃除磷效果均较好。
pH 值的影响
在厌氧段,生物除磷系统适宜的 pH 范围与常规生物处理相同,为中性或微碱性, 适宜的 pH 值为 6-8,对 pH 不合适的工业废水,处理前须先进行调节,以避免污泥中毒。而在兼氧段,反硝化细菌脱氮适宜的 pH 值为6.5-7.5。在耗氧反硝化段,一般认为亚硝化细菌的佳 pH 值为 8.0-8.4,若 pH 过高,则 NH4+NH3平衡被打破,NH3 浓度增加,由于硝化细菌对 NH3 较敏感,结果必会影响到硝化作用的速率。
磁混凝工艺技术特点
磁混凝工艺虽然是混凝沉淀工艺，但是SS及TP可以直接达到一级A要求，因此比较适合污水厂SS和TP的一级A提标，同时可去除部分COD和BOD5。除了出水指标SS及TP外，在工程上磁混凝还有如下优点：
(2)磁混凝占地面积很小。10万吨的双组磁混凝占地面积约600m2，常规老污水厂一般能够满足此要求。对于新建污水厂，磁混凝较常规混凝沉淀过滤节约占地面积，非常容易布置。在现状污水厂，往往有绿化等非生产富余面积，这些空余面积一般能够满足磁混凝的面积需求。在发达城市，土地成本越来越高，磁混凝工艺节约土地的价值将越来越**。
(3)运行费较低。对于城市污水的深度处理，磁混凝的运行药剂费很省，混凝剂PAC约5~10mg/L，PAM约0.5~1.0mg/L，磁粉损耗率约1.0mg/L，以上消耗品合计费用约0.02~0.025元/m3。磁混凝电耗大约0.025kWh/m3，主要体现在搅拌机、污泥泵以及磁粉回收系统。
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