總氮激活菌和厭氧氨氧化（Anammox）是處理含氮廢水的重要生物技術。下面分別介紹它們的應用及原理。
總氮激活菌的應用
總氮激活菌是指能夠增強污水處理系統中脫氮能力的一類微生物，主要通過促進硝化和反硝化過程來降低污水中的總氮含量。這類微生物在污水處理廠的生物脫氮工藝中扮演著重要角色，具體應用如下：
強化硝化作用：硝化細菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽氮（NO??），再進一步轉化為硝酸鹽氮（NO??）。這個過程需要充足的氧氣。
促進反硝化作用：反硝化細菌利用有機物作為電子供體，將硝酸鹽氮還原為氮氣（N?），從而從水中去除氮元素。這一過程通常在缺氧條件下進行。
通過引入或激活這些微生物，可以提高污水處理系統的脫氮效率，尤其適用于那些面臨高氮負荷挑戰的污水處理設施。
總氮菌的反硝化原理
反硝化作用是污水處理過程中去除總氮的一個關鍵步驟，主要由一群稱為反硝化細菌的微生物執行。這些細菌能夠在缺氧條件下將硝酸鹽（NO??）或亞硝酸鹽（NO??）還原為氮氣（N?），從而從水中去除氮元素。以下是反硝化原理的詳細解釋：
反硝化的原理
電子供體：反硝化過程需要電子供體來提供能量以驅動反應。常見的電子供體包括有機物（如污水中的BOD成分）、氫氣等。在實際的污水處理系統中，通常利用污水中的有機物作為電子供體。
電子受體：硝酸鹽（NO??）和亞硝酸鹽（NO??）作為電子受體，在反硝化過程中逐步被還原。
反應步驟：
硝酸鹽（NO??）首先被還原成亞硝酸鹽（NO??）。
接著，亞硝酸鹽（NO??）進一步被還原為一氧化氮（NO）、一氧化二氮（N?O），最終生成氮氣（N?）。
這一系列的化學反應可以簡化表示如下：
環境條件：反硝化作用發生在缺氧環境中，即溶解氧濃度較低的地方。這是因為高濃度的溶解氧會成為優先級更高的電子受體，抑制硝酸鹽和亞硝酸鹽的還原。
pH值與溫度：適宜的pH值（通常在6.5-8.0之間）和溫度（一般在20-30℃）對于維持反硝化細菌的活性非常重要。
通過上述過程，反硝化細菌能夠有效地將水中的硝態氮轉化為氮氣釋放到大氣中，從而實現氮素的去除。這對于減少水體富營養化、改善水質具有重要意義。
在實際應用中，為了促進反硝化作用，污水處理廠通常會在設計上設置專門的缺氧區，并通過調節進水碳源、控制溶解氧水平等方式優化反硝化效果。此外，選擇性地投加易于生物降解的碳源（如甲醇、乙酸鈉等）也是提高反硝化效率的有效策略之一。
