总氮激活菌和厌氧氨氧化（Anammox）是处理含氮废水的重要生物技术。下面分别介绍它们的应用及原理。
总氮激活菌的应用
总氮激活菌是指能够增强污水处理系统中脱氮能力的一类微生物，主要通过促进硝化和反硝化过程来降低污水中的总氮含量。这类微生物在污水处理厂的生物脱氮工艺中扮演着重要角色，具体应用如下：
强化硝化作用：硝化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐氮（NO₂⁻），再进一步转化为硝酸盐氮（NO₃⁻）。这个过程需要充足的氧气。
促进反硝化作用：反硝化细菌利用有机物作为电子供体，将硝酸盐氮还原为氮气（N₂），从而从水中去除氮元素。这一过程通常在缺氧条件下进行。
通过引入或激活这些微生物，可以提高污水处理系统的脱氮效率，尤其适用于那些面临高氮负荷挑战的污水处理设施。
总氮菌的反硝化原理
反硝化作用是污水处理过程中去除总氮的一个关键步骤，主要由一群称为反硝化细菌的微生物执行。这些细菌能够在缺氧条件下将硝酸盐（NO₃⁻）或亚硝酸盐（NO₂⁻）还原为氮气（N₂），从而从水中去除氮元素。以下是反硝化原理的详细解释：
反硝化的原理
电子供体：反硝化过程需要电子供体来提供能量以驱动反应。常见的电子供体包括有机物（如污水中的BOD成分）、氢气等。在实际的污水处理系统中，通常利用污水中的有机物作为电子供体。
电子受体：硝酸盐（NO₃⁻）和亚硝酸盐（NO₂⁻）作为电子受体，在反硝化过程中逐步被还原。
反应步骤：
硝酸盐（NO₃⁻）首先被还原成亚硝酸盐（NO₂⁻）。
接着，亚硝酸盐（NO₂⁻）进一步被还原为一氧化氮（NO）、一氧化二氮（N₂O），最终生成氮气（N₂）。
这一系列的化学反应可以简化表示如下：
环境条件：反硝化作用发生在缺氧环境中，即溶解氧浓度较低的地方。这是因为高浓度的溶解氧会成为优先级更高的电子受体，抑制硝酸盐和亚硝酸盐的还原。
pH值与温度：适宜的pH值（通常在6.5-8.0之间）和温度（一般在20-30℃）对于维持反硝化细菌的活性非常重要。
通过上述过程，反硝化细菌能够有效地将水中的硝态氮转化为氮气释放到大气中，从而实现氮素的去除。这对于减少水体富营养化、改善水质具有重要意义。
在实际应用中，为了促进反硝化作用，污水处理厂通常会在设计上设置专门的缺氧区，并通过调节进水碳源、控制溶解氧水平等方式优化反硝化效果。此外，选择性地投加易于生物降解的碳源（如甲醇、乙酸钠等）也是提高反硝化效率的有效策略之一。
