厭氧氨氧化（ANAMMOX）工藝是1990年荷蘭Delft技術(shù)大學Kluyver生物技術(shù)實驗室開發(fā)的，該工藝突破了傳統(tǒng)生物脫氮工藝中的基本理論概念。在厭氧條件下，厭氧氨氧化細菌（AnAOB）以氨為電子供體，以硝酸鹽或亞硝酸鹽為電子受體，將氨氧化成氮氣。
厭氧氨氧化顆粒污泥的表觀形態(tài)
污水的厭氧氨氧化自養(yǎng)脫氮過程一般包括兩個階段：第一個階段是部分亞硝化(Partial Nitritation)，大約一半的氨氮需要轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮；第二個階段是厭氧氨氧化(Anammox)，氨氮在厭氧條件下，以亞硝酸氮為電子受體，氧化成氮氣。因此它也被稱作PN/A工藝。
總反應(yīng)式如下：
目前，ANAMMOX工藝可以分為兩段式和一體式兩種，分別是指在兩個單獨的反應(yīng)器和在同一個反應(yīng)器中進行PN和ANAMMOX反應(yīng)。兩段式比較經(jīng)典的是SHARON-Anammox工藝，一體式有亞硝酸鹽完全自養(yǎng)脫氮工藝(CANON)、脫氨工藝（DEMON）、限氧自養(yǎng)硝化反硝化工藝（OLAND），以及同步亞硝化、厭氧氨氧化和反硝化工藝（SNAD）等。
在一體式系統(tǒng)中，兩個反應(yīng)階段均都在同一個反應(yīng)器中進行，氨氧化細菌 （AOB）和厭氧氨氧化細菌（AnAOB）并存，需要嚴格控制曝氣量，由于多種微生物種群共存，其反應(yīng)器啟動時間較長，易受負荷沖擊影響，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。但一體式系統(tǒng)具有建設(shè)成本低、占地面積小、體積負荷大、可有效避免亞硝酸鹽積聚引起的抑制作用等優(yōu)點。因此，工程應(yīng)用更廣泛。
與一體式系統(tǒng)相比，兩段式系統(tǒng)的反應(yīng)器可以獨立調(diào)節(jié)和控制，更加靈活穩(wěn)定。將自養(yǎng)脫氮的兩個反應(yīng)階段分離，不僅可以優(yōu)化富集AOB菌和AnAOB菌，而且可以通過PN段消除一些有毒有機污染物，避免有毒物質(zhì)和有機物直接進入后續(xù)的厭氧氨氧化反應(yīng)器中。但兩段式系統(tǒng)投資成本更高，且由于PN段形成的NO2-N容易積聚，產(chǎn)生的游離亞硝酸濃度高則會抑制AOB菌、AnAOB菌活性，系統(tǒng)需匹配PN和厭氧氨氧化兩反應(yīng)階段的反應(yīng)速率，系統(tǒng)設(shè)計更為復(fù)雜。
與傳統(tǒng)完全硝化-反硝化工藝相比，ANAMMOX工藝具有許多優(yōu)點：
（1）ANAMMOX工藝只需將進水中大約50%的氨氮氧化成亞硝氮。因此，在硝化過程可以減少約60%耗氧量，曝氣能耗大幅降低；
（2）ANAMMOX脫氮過程不需要任何有機物，可節(jié)省近100%的有機碳源；
（3）可以減少約20%的CO2排放；
（4）ANAMMOX細菌生長速率低，產(chǎn)泥量僅是傳統(tǒng)脫氮工藝的15%，顯著降低了污泥產(chǎn)量，從而減少污泥處置成本。
由于ANAMMOX工藝具有以上諸多優(yōu)點，因此被認為是一種綠色低碳的廢水處理方法。然而，仍存在很多問題，對環(huán)境條件非常敏感，包括溶解氧、溫度、pH值和水力負荷等；啟動時間長，容易受到進水水質(zhì)影響；理論上還會有 11%的殘留氮以硝酸鹽的形式隨出水排放，使得 TN 去除率難以進一步提高；從微生物層面看，系統(tǒng)中存在AOB、AnAOB、亞硝化細菌（NOB）、異養(yǎng)細菌（HB）之間不良競爭的關(guān)系，具體見下圖所示。
Anammox、AOB、NOB 和 HB 之間的相互協(xié)助與底物競爭關(guān)系
因此，針對ANAMMOX工藝今后的研究重點在于如何實現(xiàn)AnAOB菌的富集培養(yǎng)與維持、如何實現(xiàn) NOB 的抑制與淘洗、如何避免異養(yǎng)反硝化菌的過量增殖、如何確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行的自動化控制水平等。
