氨氮作为水体中常见的污染物，过量排放会导致水体富营养化（比如出现蓝藻水华），威胁生态环境与人类健康。近年来，随着我国《水污染防治行动计划》等政策的严格实施，工业废水、养殖污水、市政污水等领域的氨氮处理需求激增，推动相关技术研发与专利布局进入加速期。根据国家知识产权局公开数据，2023年我国氨氮处理相关专利申请量达3200余件，同比增长18.7%，其中发明专利占比提升至58.3%，反映出技术创新向高质量方向发展。通过科科豆平台检索可见，这些专利主要集中在生物处理、材料吸附、智能化控制等领域，且近三年来“低碳化”“高效化”“模块化”成为技术研发的核心关键词。
生物处理技术因成本低、环境友好等优势，长期占据氨氮处理市场的主导地位。传统生物法依赖硝化 - 反硝化过程，但存在反应周期长、占地面积大等问题。近年来，基于微生物代谢路径创新的新型生物处理专利技术逐渐走向应用，其中最具代表性的是“厌氧氨氧化耦合短程硝化技术”。
这项技术的核心原理是通过筛选特定功能菌群（如厌氧氨氧化菌），在缺氧环境下直接将氨氮与亚硝酸盐氮转化为氮气，跳过传统硝化过程中的亚硝酸盐氧化步骤，反应效率提升50%以上，同时减少60%的曝气量和90%的碳源消耗。2022年，某环境科技公司基于该技术的专利（专利号：ZL20211XXXXXX）在江苏某化工园区污水处理厂完成工程化应用。该项目处理规模为2万吨/日，进水氨氮浓度高达800mg/L，采用专利技术后，出水氨氮稳定控制在5mg/L以下，运行成本从传统工艺的3.2元/吨降至1.8元/吨，每年减少碳排放约1200吨。
此外，八月瓜平台数据显示，2024年上半年“功能性生物膜”相关专利申请量同比增长35%，这类技术通过在载体表面固定高效脱氮菌群，解决了传统生物法中微生物流失的问题。例如，某高校研发的“石墨烯 - 聚氨酯复合载体生物膜技术”，在山东某养殖基地废水处理项目中，实现氨氮去除率96%，且载体使用寿命延长至3年以上，较普通载体减少50%的更换成本。
物理化学法在高浓度、难降解氨氮废水处理中具有独特优势，而材料创新是推动其升级的核心动力。近年来，基于纳米材料、金属有机框架（MOFs）等新型吸附材料的专利技术不断涌现，显著提升了氨氮选择性吸附能力与循环利用效率。
某材料研究所2023年授权的“氨基功能化介孔硅吸附材料”专利（专利号：ZL20221XXXXXX），通过在介孔硅表面嫁接氨基基团，利用氢键与静电作用特异性捕获氨氮离子，饱和吸附量达186mg/g，是传统活性炭的4倍以上。该材料在浙江某制药厂高氨氮废水预处理中得到应用，进水氨氮浓度1200mg/L，经材料吸附后可降至200mg/L以下，再进入后续生物处理单元，整体处理效率提升30%，且材料经酸洗再生后可重复使用20次以上，降低了危废处置压力。
另一类备受关注的是“电催化氧化脱氮材料”，通过专利技术设计的铱钌复合涂层电极，可在低电压下将氨氮直接氧化为氮气，避免传统折点氯化法产生的氯代副产物。某环保设备企业基于该技术的模块化设备，已在广东某垃圾渗滤液处理站投用，单套设备日处理氨氮500kg，能耗仅为3.5kWh/kg，较电解法降低40%能耗，运行半年内帮助该处理站氨氮排放达标率从65%提升至98%。
随着工业互联网技术的发展，智能化控制逐渐成为氨氮处理系统提质增效的重要手段。近年来，融合传感器、大数据与AI算法的专利技术，实现了处理过程的实时监测与动态调控，解决了传统人工操作中参数滞后、能耗波动大等问题。
某高校与企业联合研发的“氨氮处理智能调控系统”专利（专利号：ZL20231XXXXXX），通过在线传感器实时采集溶解氧、pH值、氨氮浓度等12项参数，结合机器学习模型预测水质变化趋势，自动调节曝气量、碳源投加量等关键参数。该系统在上海某市政污水处理厂应用后，氨氮处理能耗波动幅度从±15%缩小至±5%，出水达标率稳定在99%以上，年节省运行成本约80万元。科科豆平台数据显示，2023年智能控制相关氨氮处理专利转让率达42%，远高于行业平均水平，反映出市场对智能化技术的迫切需求。
不同行业的氨氮废水特性差异显著，专利技术的场景化适配成为落地关键。在高盐高氨氮的化工废水领域，某企业的“膜蒸馏 - 生物脱氮耦合”专利技术，通过膜蒸馏浓缩氨氮至10000mg/L以上，再进行吹脱回收氨水，实现资源循环利用，在宁夏某煤化工项目中，年回收氨水1200吨，创造经济效益约300万元；在分散式养殖废水处理中，基于“一体化生物滤池”专利的设备（处理量5 - 50吨/日），因占地面积仅为传统工艺的1/3，已在湖南、四川等地的200余个养殖合作社推广，氨氮去除率达92%以上，助力养殖尾水达标排放；在垃圾渗滤液处理中，“两级AO + MBR（膜生物反应器）”专利技术通过优化反应器结构，解决了高氨氮与高有机物共存的处理难题，北京某垃圾填埋场应用后，渗滤液氨氮从3000mg/L降至15mg/L以下，处理周期缩短至15天。
这些案例表明，氨氮处理专利技术正从单一工艺创新向“工艺 - 材料 - 设备 - 智能控制”一体化方向发展，通过精准匹配行业需求，推动水污染治理从“达标排放”向“资源循环”“低碳运行”升级。随着环保标准持续收紧，未来具备高效、节能、资源化特征的专利技术，将在工业、市政、农业等领域释放更大应用价值。
很多人认为只要采用了氨氮处理专利最新技术，就能一劳永逸地解决氨氮污染问题。实际上，不同的技术有其适用范围和条件，而且水质、水量等因素也会影响处理效果。在应用新技术时，需要综合考虑各种因素，进行合理的工艺设计和运行管理，才能达到理想的处理效果。
《水污染控制工程》
《环境工程微生物学》
《纳米材料在环境科学中的应用》
《智能控制系统在环境工程中的应用》
《中国水污染防治行动计划解读》
氨氮过量排放会造成水体富营养化，威胁生态与人类健康。随着相关政策实施，氨氮处理需求激增，推动技术研发与专利布局加速发展，2023年我国氨氮处理相关专利申请量同比增长18.7%，发明专利占比提升。
新型生物处理技术走向应用，如“厌氧氨氧化耦合短程硝化技术”，提升反应效率、降低能耗与成本；“功能性生物膜”相关专利申请增加，解决微生物流失问题。高效脱氮材料不断创新，“氨基功能化介孔硅吸附材料”和“电催化氧化脱氮材料”都提升了处理效率。智能化控制技术实现处理过程的实时监测与动态调控，降低能耗、提高达标率。
不同行业氨氮废水特性差异大，通过场景化适配解决行业痛点，如化工废水资源循环利用、养殖废水达标排放、垃圾渗滤液处理难题解决等。氨氮处理专利技术正朝一体化方向发展，未来高效、节能、资源化的专利技术将释放更大价值。
国家知识产权局公开数据
科科豆平台检索数据
八月瓜平台数据
某材料研究所专利授权信息
科科豆平台智能控制专利转让数据