1.硝化反應
在好氧條件下，通過(guò)自養型微生物亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用，將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過(guò)程，稱(chēng)為生物硝化作用。
2. 反硝化反應
NO2-+3H(電子供給體-有機物) → 0.5 N2+H2O+OH-
NO3-+5H(電子供給體-有機物) → 0.5 N2+2H2O+OH-
在缺氧條件下，由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用，將NO2--N和NO3--N還原成N2的過(guò)程，稱(chēng)為反硝化。反硝化菌為異養型微生物，在缺氧狀態(tài)時(shí)，反硝化菌利用硝酸鹽中的氧作為電子受體，以有機物作為電子供體提供能量并被氧化穩定。
NO2-+3H(電子供給體-有機物) → 0.5 N2+H2O+OH-
NO3-+5H(電子供給體-有機物) → 0.5 N2+2H2O+OH-
3.短程硝化反硝化
短程硝化是指NH3生成亞硝酸根，不再生產(chǎn)硝酸根；而由亞硝酸根直接生成N2，稱(chēng)為短程反硝化。短程硝化反硝化是指NH3--NO2---N2，即可以從水中氨氮去除的一種工藝。
4.影響因素：
硝化反應的適宜的pH值為7.0～8.0之間，其中亞硝化菌7.0～7.8時(shí)，活性最好；硝化菌在7.7～8.1時(shí)活性最好。當pH降到5.5以下，硝化反應幾乎停止。反硝化細菌最適宜的pH值為7.0～7.5之間?？紤]到硝化和反硝化兩過(guò)程中堿度消耗與產(chǎn)生的相互性，同步硝化與反硝化的最適的pH值應為7.5左右。硝化過(guò)程的DO應保持在2～3mg/L，反硝化過(guò)程的DO應保持0.2～0.5mg/L。反應池內溶解氧的高低，必將影響硝化反應的進(jìn)程，溶解氧質(zhì)量濃度一般維持在2～3mg/L，不得低于1mg/L，當溶解氧質(zhì)量濃度低于0.5～0.7mg/L時(shí)，氨的硝態(tài)反應將受到抑制。反硝化通常需在缺氧條件下進(jìn)行，溶解氧對反硝化有抑制作用，主要是由于氧會(huì )與硝酸鹽競爭電子供體，同時(shí)分子態(tài)氧也會(huì )抑制硝酸鹽還原酶的合成及其活性。 生物硝化反應適宜的溫度在20～30℃，反硝化適宜溫度在30℃左右。亞硝酸菌最佳生長(cháng)溫度為35℃，硝酸菌的適宜溫度為20～40℃。15℃以下時(shí)，硝化反應速度急劇下降。溫度對反硝化速率的影響很大，低于5℃或高于40℃，反硝化的作用幾乎停止。
一般污水處理廠(chǎng)堿度應維持在200mg/L左右。NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3 通過(guò)上述反應過(guò)程的物料衡算可知，在硝化反應過(guò)程中，將1g氨氮氧化為硝酸鹽氮需約需耗7.14g碳酸氫鹽（以CaCO3計）堿度。NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.06C5H7NO2 +0.47N2+1.68H2O+HCO3-在反硝化過(guò)程中，將1g硝酸鹽氮還原成氮氣，約產(chǎn)生3.57g堿（以CaCO3計），需要有機物（BOD5）約為2.86g。微生物降解1 mg有機碳源BOD5，約產(chǎn)生0.1 mg堿度（以CaCO3計）。控制硝化過(guò)程的5<BOD5/TKN<8。硝化細菌為自養菌，在硝化池中有機碳含量不宜過(guò)高，否則異養好氧菌繁殖速率過(guò)快，硝化菌難成為優(yōu)勢菌種；反硝化細菌為異養菌，有機碳源是反硝化細菌的電子供體提供者。有機碳源越充分，C/N越高，反硝化作用越明顯，TN的去除率也越高。當BOD5/TN>3時(shí)，碳源充足，無(wú)需補充外加碳源；BOD5/TN<3時(shí)，需要補充外加碳源。硝化過(guò)程HRT可控制在4h～10h之間，反硝化HRT可控制在1h～4h之間。因HRT過(guò)短，反應池中各微生物種群沒(méi)有充分的時(shí)間生長(cháng)，污泥流失過(guò)快，硝化反應和反硝化反應都沒(méi)有得到充分的進(jìn)行。當HRT達到一定的值時(shí)，再增加HRT，對脫氮作用沒(méi)有顯著(zhù)的效果。因為長(cháng)HRT條件下，系統的有機負荷率降低，會(huì )使生物的內源呼吸加劇，影響污泥的活性，最終降低系統對污染物去除效果。 硝化過(guò)程的泥齡（SRT）一般控制在10～20d。硝化菌的增殖速度很小，其最大比生長(cháng)速率為 0.3～0.5d-1，為了維持池內一定量的硝化菌群，污泥停留時(shí)間必須大于硝化菌的最小世代時(shí)間。但是污泥停留時(shí)間太長(cháng)，會(huì )導致系統有機負荷過(guò)低，許多微生物由于得不到所需要的營(yíng)養會(huì )死亡。比生長(cháng)速率μ ：每小時(shí)單位質(zhì)量的菌體所增加的菌體量稱(chēng)為菌體比生長(cháng)速率
硝化段ORP值一般在+180mV左右，反硝化段的ORP值在－50～－110mV之間。 氧化還原電位就是用來(lái)反映水溶液中所有物質(zhì)表現出來(lái)的宏觀(guān)氧化-還原性。越高，氧化性越強，電位越低，氧化性越弱。通過(guò)控制ORP可以間接控制溶解氧濃度，尤其氧化還原電位其在DO濃度比較低時(shí)，DO較小的改變反映在氧化還原電位上變化較大。 每克甲醇、乙醇、乙酸、乙酸鈉、葡萄糖對應的COD、BOD5
| COD（g/g） | BOD5（g/g） |
甲醇 | 1.4 | 1.05 |
乙醇 | 2.08 | 1.5 |
乙酸 | 1.06 | 0.71 |
乙酸鈉 | 0.78 | 0.52 |
葡萄糖 | 1.06 | 0.8 |
硝化反硝化相關(guān)的20個(gè)經(jīng)典問(wèn)答！
▷問(wèn)題1：實(shí)際應用過(guò)程中，反硝化的碳氮比是多少比較好？是5以下還是6～8？答：在實(shí)際應用中，個(gè)人認為碳氮比控制在6-8比較好。▷問(wèn)題2：鹽度2%對硝化菌產(chǎn)生一定的抑制，是指純氯化鈉嗎？答：在實(shí)驗室中使用的是純氯化鈉；在實(shí)際應用中，可能會(huì )有一點(diǎn)變化，但基本控制在2%左右，超過(guò)2%菌種活性受影響會(huì )比較大。▷問(wèn)題3：您介紹的菌是適合普通活性污泥法還是可以結合接觸氧化、載體流化床？答：都是可以用的?；局灰巧到y，理論上都是可以應用特殊菌種進(jìn)行生物強化的。▷問(wèn)題4：城鎮污水處理廠(chǎng)硝化菌的投加量一般在多少？答：投加量一般是參考兩個(gè)數據，一是進(jìn)水氨氮濃度，城鎮污水處理廠(chǎng)一般在30-50mg/L，出水控制在5mg/L以下；二是停留時(shí)間，城鎮污水廠(chǎng)一般用硝化菌不多，用量大概在十萬(wàn)分之一，建議在前期用三次，可以保證效果好一點(diǎn)。▷問(wèn)題5：想問(wèn)硝化細菌抑制劑里面 N-serve是什么呢？答：是一個(gè)很復雜的化合物2-氯-6-(三氯甲基)吡啶。▷問(wèn)題6：硝化反硝化過(guò)程中需要補充的堿度，用碳酸鈉和氫氧化鈉哪個(gè)效果好一點(diǎn)，區別大不大？答：用碳酸鈉的效果會(huì )更好，但是價(jià)格會(huì )貴一些。
▷問(wèn)題7：硝化菌耐毒性沖擊性如何？反硝化菌負荷在多少？答：硝化菌耐毒性沖擊性通常情況不是很好，因為它是自養菌，有毒有害多了對其影響蠻大的。單獨的反硝化菌負荷很難說(shuō)，要看池中菌的量。▷問(wèn)題8：請問(wèn)我們的AO運行中，好氧池pH6.2，COD600mg/L，氨氮140 mg/L，調整pH多少合適？加片堿在好氧池可以嗎？答：pH一般調整為7.0-7.5就可以了，加片堿是可以的。▷問(wèn)題9：您的產(chǎn)品是固態(tài)的嗎？需要活化嗎？答：硝化菌是液態(tài)的，反硝化菌是固態(tài)的。▷問(wèn)題10：看到案例中有不少特種廢水，水量有限，想問(wèn)下菌種制備成本和特定微生物應用于工程解決問(wèn)題從制備到效果需要多長(cháng)時(shí)間？答：一般的菌株都可以很快的大規模制備。制備成本依據菌株有異，芽孢類(lèi)菌株成本會(huì )比較低，硝化菌是化能自養型，成本會(huì )相對高些；此外，如果需要特殊保藏，成本也會(huì )高。通常情況下菌株引入進(jìn)去，一個(gè)星期左右就可看到效果。▷問(wèn)題11：特定生物菌投入之后，來(lái)水沒(méi)有沖擊的情況下，存在自然衰減的過(guò)程嗎？看到您舉例的石化廢水處理案例，出水先明顯下降，然后隨時(shí)間有逐步波動(dòng)上升的趨勢。答：這個(gè)與菌株有關(guān)系。有些菌可以在這一環(huán)境中長(cháng)期存在，衰減很少或沒(méi)有衰減，如硝化菌。其他菌會(huì )隨時(shí)間延長(cháng)衰減，這時(shí)需要補充一些進(jìn)去，這與菌株本身特點(diǎn)有關(guān)，因為在活性污泥系統中引入這些菌株會(huì )與土著(zhù)微生物發(fā)生競爭。▷問(wèn)題12：硝化的速度，反硝化的速度，是否有數據，就是單克細菌一小時(shí)降解氨氮或者硝酸鹽多少克？答：硝化速率最好的能做到800mgNH4+-N/(L·h)，反硝化速率比較難測，目前還不能提供準確數據。▷問(wèn)題13：我看現在很多文獻中寫(xiě)道硝化菌對起始濃度也有要求，怎么看?答：氨氮濃度越高對硝化菌有一定抑制作用，雖然它有去除氨氮的作用。▷問(wèn)題14：想請問(wèn)你們的成熟產(chǎn)品能否適應各種廢水水質(zhì)，對不同水質(zhì)適應周期多久？答：菌劑對不同水質(zhì)都會(huì )有一個(gè)短暫的適應期，一般情況下，硝化菌三天就能夠起作用，但一般會(huì )保證7天內一定能起作用。▷問(wèn)題15：測過(guò)表面活性劑對硝化菌的影響嗎，硝化菌的抑制劑還有哪一些？答：表面活性劑這個(gè)沒(méi)有測過(guò)，抑制劑也有很多種，可自行查詢(xún)一下。▷問(wèn)題16：除了提到的乙炔外，有哪些常見(jiàn)的影響硝化菌和亞硝化菌的毒性物質(zhì)？答：常見(jiàn)的一些對革蘭氏陰性菌的抗生素、重金屬（Cu等其他）也較為敏感。▷問(wèn)題17：反硝化菌在缺氧區停留多長(cháng)時(shí)間效果最好？答：硝酸鹽量、菌種濃度都會(huì )影響停留時(shí)間，一般硝酸鹽量多，停留時(shí)間要長(cháng)一些。▷問(wèn)題18：想請問(wèn)硝化菌和反硝化菌的世代周期有多長(cháng)？答：硝化菌因為是化能自養菌，繁殖比較慢，世代周期比較長(cháng)，通常繁殖一代是10h甚至到幾十個(gè)小時(shí)，這也是成本高的一個(gè)原因。反硝化菌是一個(gè)大類(lèi)，包括很多種菌，能將硝酸鹽轉化成氮氣的都是，世代周期會(huì )比較短，繁殖較快，現在市面上常見(jiàn)的，世代周期基本在幾十分鐘。▷問(wèn)題19：回流直接回到厭氧池，反硝化菌能充分作用嗎？答：回流到厭氧肯定不行，因為反硝化要在缺氧環(huán)境中進(jìn)行。▷問(wèn)題20：氨氮的起始濃度多高就會(huì )到硝化作用產(chǎn)生抑制？答：不同菌種對氨氮的起始濃度抑制反應不同。通常情況下，氨濃度超過(guò)100mg/L都會(huì )對硝化菌產(chǎn)生抑制。
本文來(lái)源于：網(wǎng)絡(luò )
