目前在市政污水厂除了对含碳有机物进行削减以外也必须对含氮物质加以去除。对含氮物质的去除通常采用硝化和反硝化工艺。
进行硝化时必须消耗大量的氧气和能量。反硝化则相对来说能量消耗较少，但是需要大量的碳源。如何提供碳源最近几年在很多污水处理厂已成了很大的问题。卓有成效的节水措施一方面导致含氮物质尤其是氨氮的浓度逐渐升高，另一方面有机物的浓度（以COD和BOD5表征）则有下降的趋势。德国污水技术协会（ATV）要求BOD5 : N的比值不能低于5反硝化才能顺利进行，但在德国很多地区已无法满足这一要求。如果BOD5 : N的比值低于3理论上反硝化就无法进行。如何对已有的技术进行优化解决上述的问题对科学家和工程师是一个很大的挑战。
几年以前荷兰一所大学研发了一种新的工艺- Anammox工艺，该工艺能够代替传统的硝化-反硝化工艺。简单来说Anammox工艺就是厌氧氨氧化。使用该技术无须额外的碳源和氧气氨氮就能转化为氮气。在该技术中起核心作用的是一些特殊的微生物菌群。目前已发现了5种起作用的菌群，例如厌氧氨氧化布罗卡德氏菌。已被证实所有发现的菌群的倍增速度较慢，约为30天。此外这些菌群大多位于生物膜的内层，这两点制约了近年来该技术的发展。
但是该技术还是取得了重大突破，2006年世界上第一座使用该工艺的污水处理厂在荷兰鹿特丹投入了运营。投入运行后不仅氨氮和总氮的去除问题得到彻底解决，而且很大的优势体现在运行费用的大幅降低，光是能耗和传统工艺相比就减少了90%。因为在鹿特丹该技术应用于新建的污水厂，如果该工艺能在现有污水厂的改扩建中得到应用，加上运用于新建污水厂，在德国的投资额估计在20亿到100亿欧元之间。。
因此迫在眉睫的任务是找到一个费用更低和启动更快的解决方案。该项目的目标是研发一种能与已建设施相耦合的技术。该技术的核心是使用优化的生物膜载体系统以及研发出新的反应器系统。该系统能与已建的活性污泥反应池混合使用。该系统也能独立处理部分进水，然后再导入已运行的系统中。德国LEVAPOR生物膜技术公司提供了LEVAPOR生物膜载体，我们与ISTEV公司合作开发了反应器部件, 然后在BERGMANN公司的污水处理设施中进行了测试。来源：
具体内容请下载附件：生物膜载体系统的优化设计
