一、引言

随着污水排放标准日益严格，传统硝化-反硝化工艺因碳源依赖性强、能耗高等问题难以满足低碳处理需求。生物电化学系统（BES）与厌氧氨氧化（Anammox）的耦合通过利用电极电子传递机制调控微生物代谢路径，实现了无需外加碳源的高效脱氮，是当前“能源-资源-环境”一体化治理的重要方向。

二、技术原理与协同机制

该联合工艺包括两个核心过程：

BES段：阳极产电菌氧化有机物释放电子，阴极提供电子供体；

Anammox段：自养菌将NH₄⁺与NO₂⁻转化为N₂；

协同作用：BES可调节NO₂⁻/NH₄⁺比例，提升脱氮效率；

电子传递增强代谢活性：促进微生物附着与生物膜形成。

三、系统构型与发展现状

目前主流构型包括：

流化床BES反应器+Anammox模块；

生物膜耦合电极反应器；

多级串联BES-Anammox系统；

模块化装置支持灵活扩容。

四、关键参数优化

影响系统性能的主要因素包括：

电流密度：一般控制在5–20 mA/cm²；

pH值：7.0–8.0最利于Anammox菌活性；

水力停留时间（HRT）；

进水氨氮与亚硝酸盐比例；

电极材料选择：不锈钢、石墨烯修饰电极等。

五、工程应用案例

某食品加工厂采用BES-Anammox联合系统处理高氨氮废水（NH₄⁺约800 mg/L），经处理后TN去除率达90%，出水达到《污水综合排放标准》一级标准，系统抗冲击负荷能力强，运行稳定。

六、未来发展方向

开发高效Anammox菌种与基因工程菌；

探索与MBR、RO等工艺集成；

构建AI优化控制系统提升能效；

推动模块化设备适应中小企业需求；

探索脱氮副产物（如N₂）的碳交易价值。