1.硝化反應
在好氧條件下(xià)，通過自養型微生(shēng)物(wù)亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用，将氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過程，稱爲生(shēng)物(wù)硝化作用。
2. 反硝化反應
NO2-+3H(電(diàn)子供給體(tǐ)-有機物(wù)) → 0.5 N2+H2O+OH-
NO3-+5H(電(diàn)子供給體(tǐ)-有機物(wù)) → 0.5 N2+2H2O+OH-
在缺氧條件下(xià)，由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用，将NO2--N和NO3--N還原成N2的過程，稱爲反硝化。反硝化菌爲異養型微生(shēng)物(wù)，在缺氧狀态時，反硝化菌利用硝酸鹽中(zhōng)的氧作爲電(diàn)子受體(tǐ)，以有機物(wù)作爲電(diàn)子供體(tǐ)提供能量并被氧化穩定。
NO2-+3H(電(diàn)子供給體(tǐ)-有機物(wù)) → 0.5 N2+H2O+OH-
NO3-+5H(電(diàn)子供給體(tǐ)-有機物(wù)) → 0.5 N2+2H2O+OH-
3.短程硝化反硝化
短程硝化是指NH3生(shēng)成亞硝酸根，不再生(shēng)産硝酸根；而由亞硝酸根直接生(shēng)成N2，稱爲短程反硝化。短程硝化反硝化是指NH3--NO2---N2，即可以從水中(zhōng)氨氮去(qù)除的一(yī)種工(gōng)藝。
4.影響因素：
硝化反應的适宜的pH值爲7.0～8.0之間，其中(zhōng)亞硝化菌7.0～7.8時，活性最好；硝化菌在7.7～8.1時活性最好。當pH降到5.5以下(xià)，硝化反應幾乎停止。反硝化細菌最适宜的pH值爲7.0～7.5之間。考慮到硝化和反硝化兩過程中(zhōng)堿度消耗與産生(shēng)的相互性，同步硝化與反硝化的最适的pH值應爲7.5左右。硝化過程的DO應保持在2～3mg/L，反硝化過程的DO應保持0.2～0.5mg/L。反應池内溶解氧的高低，必将影響硝化反應的進程，溶解氧質量濃度一(yī)般維持在2～3mg/L，不得低于1mg/L，當溶解氧質量濃度低于0.5～0.7mg/L時，氨的硝态反應将受到抑制。反硝化通常需在缺氧條件下(xià)進行，溶解氧對反硝化有抑制作用，主要是由于氧會與硝酸鹽競争電(diàn)子供體(tǐ)，同時分(fēn)子态氧也會抑制硝酸鹽還原酶的合成及其活性。 生(shēng)物(wù)硝化反應适宜的溫度在20～30℃，反硝化适宜溫度在30℃左右。亞硝酸菌最佳生(shēng)長溫度爲35℃，硝酸菌的适宜溫度爲20～40℃。15℃以下(xià)時，硝化反應速度急劇下(xià)降。溫度對反硝化速率的影響很大(dà)，低于5℃或高于40℃，反硝化的作用幾乎停止。
一(yī)般污水處理廠堿度應維持在200mg/L左右。NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3 通過上述反應過程的物(wù)料衡算可知(zhī)，在硝化反應過程中(zhōng)，将1g氨氮氧化爲硝酸鹽氮需約需耗7.14g碳酸氫鹽（以CaCO3計）堿度。NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.06C5H7NO2 +0.47N2+1.68H2O+HCO3-在反硝化過程中(zhōng)，将1g硝酸鹽氮還原成氮氣，約産生(shēng)3.57g堿（以CaCO3計），需要有機物(wù)（BOD5）約爲2.86g。微生(shēng)物(wù)降解1 mg有機碳源BOD5，約産生(shēng)0.1 mg堿度（以CaCO3計）。硝化細菌爲自養菌，在硝化池中(zhōng)有機碳含量不宜過高，否則異養好氧菌繁殖速率過快，硝化菌難成爲優勢菌種；反硝化細菌爲異養菌，有機碳源是反硝化細菌的電(diàn)子供體(tǐ)提供者。有機碳源越充分(fēn)，C/N越高，反硝化作用越明顯，TN的去(qù)除率也越高。當BOD5/TN>3時，碳源充足，無需補充外(wài)加碳源；BOD5/TN<3時，需要補充外(wài)加碳源。硝化過程HRT可控制在4h～10h之間，反硝化HRT可控制在1h～4h之間。因HRT過短，反應池中(zhōng)各微生(shēng)物(wù)種群沒有充分(fēn)的時間生(shēng)長，污泥流失過快，硝化反應和反硝化反應都沒有得到充分(fēn)的進行。當HRT達到一(yī)定的值時，再增加HRT，對脫氮作用沒有顯著的效果。因爲長HRT條件下(xià)，系統的有機負荷率降低，會使生(shēng)物(wù)的内源呼吸加劇，影響污泥的活性，最終降低系統對污染物(wù)去(qù)除效果。 硝化過程的泥齡（SRT）一(yī)般控制在10～20d。硝化菌的增殖速度很小(xiǎo)，其最大(dà)比生(shēng)長速率爲 0.3～0.5d-1，爲了維持池内一(yī)定量的硝化菌群，污泥停留時間必須大(dà)于硝化菌的最小(xiǎo)世代時間。但是污泥停留時間太長，會導緻系統有機負荷過低，許多微生(shēng)物(wù)由于得不到所需要的營養會死亡。比生(shēng)長速率μ ：每小(xiǎo)時單位質量的菌體(tǐ)所增加的菌體(tǐ)量稱爲菌體(tǐ)比生(shēng)長速率
硝化段ORP值一(yī)般在+180mV左右，反硝化段的ORP值在－50～－110mV之間。 氧化還原電(diàn)位就是用來反映水溶液中(zhōng)所有物(wù)質表現出來的宏觀氧化-還原性。越高，氧化性越強，電(diàn)位越低，氧化性越弱。通過控制ORP可以間接控制溶解氧濃度，尤其氧化還原電(diàn)位其在DO濃度比較低時，DO較小(xiǎo)的改變反映在氧化還原電(diàn)位上變化較大(dà)。 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 |
硝化反硝化相關的20個經典問答！
▷問題1：實際應用過程中(zhōng)，反硝化的碳氮比是多少比較好？是5以下(xià)還是6～8？答：在實際應用中(zhōng)，個人認爲碳氮比控制在6-8比較好。▷問題2：鹽度2%對硝化菌産生(shēng)一(yī)定的抑制，是指純氯化鈉嗎(ma)？答：在實驗室中(zhōng)使用的是純氯化鈉；在實際應用中(zhōng)，可能會有一(yī)點變化，但基本控制在2%左右，超過2%菌種活性受影響會比較大(dà)。▷問題3：您介紹的菌是适合普通活性污泥法還是可以結合接觸氧化、載體(tǐ)流化床？答：都是可以用的。基本隻要是生(shēng)化系統，理論上都是可以應用特殊菌種進行生(shēng)物(wù)強化的。▷問題4：城鎮污水處理廠硝化菌的投加量一(yī)般在多少？答：投加量一(yī)般是參考兩個數據，一(yī)是進水氨氮濃度，城鎮污水處理廠一(yī)般在30-50mg/L，出水控制在5mg/L以下(xià)；二是停留時間，城鎮污水廠一(yī)般用硝化菌不多，用量大(dà)概在十萬分(fēn)之一(yī)，建議在前期用三次，可以保證效果好一(yī)點。▷問題5：想問硝化細菌抑制劑裏面 N-serve是什麽呢？答：是一(yī)個很複雜(zá)的化合物(wù)2-氯-6-(三氯甲基)吡啶。▷問題6：硝化反硝化過程中(zhōng)需要補充的堿度，用碳酸鈉和氫氧化鈉哪個效果好一(yī)點，區别大(dà)不大(dà)？答：用碳酸鈉的效果會更好，但是價格會貴一(yī)些。
▷問題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，因爲它是自養菌，有毒有害多了對其影響蠻大(dà)的。單獨的反硝化菌負荷很難說，要看池中(zhōng)菌的量。▷問題8：請問我(wǒ)們的AO運行中(zhōng)，好氧池pH6.2，COD600mg/L，氨氮140 mg/L，調整pH多少合适？加片堿在好氧池可以嗎(ma)？答：pH一(yī)般調整爲7.0-7.5就可以了，加片堿是可以的。▷問題9：您的産品是固态的嗎(ma)？需要活化嗎(ma)？▷問題10：看到案例中(zhōng)有不少特種廢水，水量有限，想問下(xià)菌種制備成本和特定微生(shēng)物(wù)應用于工(gōng)程解決問題從制備到效果需要多長時間？答：一(yī)般的菌株都可以很快的大(dà)規模制備。制備成本依據菌株有異，芽孢類菌株成本會比較低，硝化菌是化能自養型，成本會相對高些；此外(wài)，如果需要特殊保藏，成本也會高。通常情況下(xià)菌株引入進去(qù)，一(yī)個星期左右就可看到效果。▷問題11：特定生(shēng)物(wù)菌投入之後，來水沒有沖擊的情況下(xià)，存在自然衰減的過程嗎(ma)？看到您舉例的石化廢水處理案例，出水先明顯下(xià)降，然後随時間有逐步波動上升的趨勢。答：這個與菌株有關系。有些菌可以在這一(yī)環境中(zhōng)長期存在，衰減很少或沒有衰減，如硝化菌。其他菌會随時間延長衰減，這時需要補充一(yī)些進去(qù)，這與菌株本身特點有關，因爲在活性污泥系統中(zhōng)引入這些菌株會與土著微生(shēng)物(wù)發生(shēng)競争。▷問題12：硝化的速度，反硝化的速度，是否有數據，就是單克細菌一(yī)小(xiǎo)時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，目前還不能提供準确數據。▷問題13：我(wǒ)看現在很多文獻中(zhōng)寫道硝化菌對起始濃度也有要求，怎麽看?答：氨氮濃度越高對硝化菌有一(yī)定抑制作用，雖然它有去(qù)除氨氮的作用。▷問題14：想請問你們的成熟産品能否适應各種廢水水質，對不同水質适應周期多久？答：菌劑對不同水質都會有一(yī)個短暫的适應期，一(yī)般情況下(xià)，硝化菌三天就能夠起作用，但一(yī)般會保證7天内一(yī)定能起作用。▷問題15：測過表面活性劑對硝化菌的影響嗎(ma)，硝化菌的抑制劑還有哪一(yī)些？答：表面活性劑這個沒有測過，抑制劑也有很多種，可自行查詢一(yī)下(xià)。▷問題16：除了提到的乙炔外(wài)，有哪些常見的影響硝化菌和亞硝化菌的毒性物(wù)質？答：常見的一(yī)些對革蘭氏陰性菌的抗生(shēng)素、重金屬（Cu等其他）也較爲敏感。▷問題17：反硝化菌在缺氧區停留多長時間效果最好？答：硝酸鹽量、菌種濃度都會影響停留時間，一(yī)般硝酸鹽量多，停留時間要長一(yī)些。▷問題18：想請問硝化菌和反硝化菌的世代周期有多長？答：硝化菌因爲是化能自養菌，繁殖比較慢(màn)，世代周期比較長，通常繁殖一(yī)代是10h甚至到幾十個小(xiǎo)時，這也是成本高的一(yī)個原因。反硝化菌是一(yī)個大(dà)類，包括很多種菌，能将硝酸鹽轉化成氮氣的都是，世代周期會比較短，繁殖較快，現在市面上常見的，世代周期基本在幾十分(fēn)鍾。▷問題19：回流直接回到厭(yàn)氧池，反硝化菌能充分(fēn)作用嗎(ma)？答：回流到厭(yàn)氧肯定不行，因爲反硝化要在缺氧環境中(zhōng)進行。▷問題20：氨氮的起始濃度多高就會到硝化作用産生(shēng)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(xià)，氨濃度超過100mg/L都會對硝化菌産生(shēng)抑制。
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