【收藏】生物脱氮硝化反硝化原理及影响因素解

废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。

生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。 快速消除水中氨氮方法有多种，但目前常见的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等。

下面我详细介绍以下这种快速消除水中氨氮的方法：

（一） 生物硝化 在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。

由上式可知： (1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；

(2)硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计) 7.lg。

影响硝化过程的主要因素有： (1)pH值；当pH值为8.0～8.4时(20℃)，硝化作用速度。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5以上；

(2)温度；温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；

(3)污泥停留时间；硝化菌的增殖速度很小，其比生长速率为 ＝0.3～0.5d-1(温度20℃，pH8.0～8.4)。

为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间 必须大于硝化菌的最小世代时间 。在实际运行中，一般应取 ＞2 ,或 ＞2 ；

(4)溶解氧；氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。

一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上；

(5)BOD负荷；硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。

所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。

（二） 生物反硝化 在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将NO2--N和NO3--N还原成N2的过程，称为反硝化。

反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。

以甲醇作碳源为例。 由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使NO3--N、NO2--N被还原，而且还可位有机物氧化分解。

影响反硝化的主要因素：

(1)温度；温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持20～40℃为宜。苦在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果；

(2)pH值；反硝化过程的pH值控制在7.0～8.0；

(3)溶解氧；氧对反硝化脱氮有抑制作用。

一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法)；

(4)有机碳源；当废水中含足够的有机碳源，BOD5/TN＞(3～5)时，可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值时，就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗，甲醇投量一般为NO3--N的3倍。此外，还可利用微生物死亡；自溶后释放出来的那部分有机碳，即"内碳源"，但这要求污泥停留时间长或负荷率低，使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期，因此池容相应增大。