污水处理技术之生物脱氮大讲堂—不怕你不会 就怕你搜索不对

北极星环保网讯:氮化合物进入天然水体的途径有多种，其中城市污水、某些工业废水和农田排水是主要的氮污染源，未经处理的城市污水中，氮污染物主要是有机氮和氨氮。对于氨氮常用的物化法有吹脱法、折点加氯法；以下就生物法脱氮做简单分享。

一、生物脱氮基础回顾

理论上脱氮机理分为，氨化，硝化，反硝化。如下：

1、氨化作用

有机氮化合物在氨化菌作用下，分解转化为氨氮，称为“氨化作用”。氨化作用是脱出羧基和氨基的过程。

氨化菌是异养菌（需要一定碳源），有好氧菌、兼性菌和厌氧菌，因此有机氮很容易被氨化。

2、硝化作用

由种类非常有限的自养微生物完成，分两步：

一是亚硝酸菌利用氧将氨氮转化为亚硝酸氮；

二是硝酸菌利用氧将亚硝酸氮转化为硝酸氮，这一过程统称硝化。

1）硝化过程：亚硝酸菌和硝酸菌均为化能自养菌，统称硝化细菌。属革兰氏染色阴性、不生芽孢的短干菌和球菌，以CO2为碳源，从无机物的氧化中获取能量。生长速率很低（因为NH4+-N和NO2-N氧化过程产能底）。

2）影响硝化反应的环境因素：

▷温度：影响硝化细菌的比增长速率，及活性。一般4—45℃，最佳30℃。

▷溶解氧：硝化细菌——好氧菌，DO影响反应速率和细菌增长速度。一般DO≥2mg/L。

▷碱度和pH：如反应式，硝化过程产生[H+]，消耗碱度，pH会下降。硝化细菌对pH相当敏感（亚硝酸菌pH=7.7—8.1活性最强，硝酸菌pH=7.0—7.8活性最强），pH不适宜时活性急剧下降，pH值波动是致命的。

▷C/N比：硝化细菌比增速率很慢，比其它异养菌底一个数量级，污水中的C/N过高（COD/TKN=10—15），对硝化细菌基质竞争不利。

▷泥龄：短时易被洗脱排出。

▷有毒物质：常规毒物对其有害，氨及亚硝酸对其也有毒性，消化污泥上清液回流水就抑制活性20%左右。

3、反硝化作用

在缺氧/厌氧条件下，兼性异养菌将硝酸氮又转化为亚硝酸氮、继而还原为氮气（N2、N2O、NO）释放出来，这一阶段使氮脱除，叫反硝化。

1）反硝化过程：反硝化细菌—异养兼性厌氧菌，自然界很多。包括变形杆菌、假单胞杆菌、小球菌。在有分子氧（O2）存在时，利用O2呼吸降解有机物，无O2时利用NO2-、NO3-作为电子受体。

NOx-N的还原包括同化作用（合成细胞）和异化作用（分解脱氮为N2），异化反硝化为主，占到总脱氮量的70—75%。

2）影响反硝化反应的环境因素

▷温度：影响反硝化细菌的比增长速率，及活性。一般20—40℃。

▷溶解氧：抑制反硝化菌活性，与硝态氮竞争电子供体。一般DO＜0.3mg/L。

另外，反硝化菌体内某些酶只有在有氧条件下合成，所以要求好氧厌氧交替工作。

▷碱度和pH：反硝化过程产生[OH-]，积累碱度，正好补充硝化过程中消耗的碱度。

反硝化细菌对pH也敏感，适宜pH=7.0—7.5活性最强，pH不适宜时活性下降，pH值波动是致命的。

▷碳源有机物：有机物是反硝化反应的碳源，也是电子供体，消耗量很大。要求原水中提供或人工加入。

▷C/N比：理论上，还原1g硝酸氮——需要碳源2.86g（BOD5），一般原水中的都不够。

▷有毒物质：反硝化细菌抗毒性能力＞硝化细菌，与一般好氧异养菌相同。所以毒性瓶颈在消化过程。

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