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氨氮在缺氧与厌氧环境中，在硝基氮存在的情况下，可以通过厌氧氨氧化菌把氨氮转变成氮气直接去除。
厌氧氨氧化菌为红色颗粒，是自氧微生物的聚集体。属于浮霉菌门，“红菌”是业内对厌氧氨氧化菌的俗称，
氧氨氧化菌通过生物化学反应，它们可以将污水中所含有的氨氮转化为氮气去除。
厌氧氨氧化的条件是：
1.溶解氧在0.2mg/L以下。
2.污泥量大于3000mg/L。
3.足够量的厌氧氨氧菌。
4.等量的硝基氮。
5.充足的搅拌。
6.充足的有机碳源。
7.PH值7~8。温度：15~45度，36度为佳。
所以有条件的话，厌氧停留时间长对脱氨氮及硝基氮、总氮是有好处的，同时也降低了COD，减少了有机碳源与无机碳源的加入量，降低了运行费用。
厌氧氨氧化菌实际的应用在于污水的处理。污水厂和一些制造化肥或精炼石油的工厂会产生数百万升富含氨的废水，所有的这些含氮废水都需要降解掉。传统方法是使用硝化菌将氨转换成亚硝酸盐或硝酸盐，然后反硝化菌再将其还原成氮气。硝化过程的微生物需要氧气，并且需要巨量的氧气，因此一些机器就要耗费大量的电来为这些污泥进行曝气。不但如此，反硝化过程还需要外碳源，例如甲醇，甲醇燃烧又会产生二氧化碳。所以，这种工艺是代价高昂的，不只占用大量空间还对环境不好。
而厌氧氨氧化污水处理工艺的形成，提供了重要的优势。厌氧氨氧化菌能够利用氨作为他们的能源，这就不需要再用昂贵的甲醇。并且该反应不需要氧气，所以厌氧氨氧化工艺会消耗更少的电量。该工艺不只不产生二氧化碳，反而还会消耗它，所以该工艺是非常环保的。总之，与传统的工艺相比，厌氧氨氧化工艺会减少90%的运行费并节省50%的空间面积。