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什么是短程硝化和短程反硝化？
2025-3-20 閱讀(7)
短程硝化
短程硝化，即在生物脫氮過(guò)程中，通過(guò)特定的工藝手段，使得氨氮的氧化僅進(jìn)行到亞硝酸鹽階段。也就是說(shuō)，氨氮（NH??）被氧化成亞硝酸鹽（NO??）后，便不再進(jìn)一步被氧化成硝酸鹽（NO??）。這一過(guò)程依賴于氨氧化菌（AOB）的活性強(qiáng)化，同時(shí)有效抑制了硝化菌（NOB）的活性。短程硝化不僅減少了氧氣消耗和碳源需求，還降低了后續(xù)反硝化階段的負(fù)荷，從而提升了整個(gè)系統(tǒng)的脫氮效率。
影響短程硝化的因素及其優(yōu)化策略包括：嚴(yán)格控制DO濃度在5-5 mg/L范圍內(nèi)，以抑制硝化細(xì)菌并促進(jìn)氨氧化菌的生長(zhǎng)；保持適宜的溫度（20-30℃）和中性至弱堿性的pH環(huán)境，以利于短程硝化的穩(wěn)定運(yùn)行；通過(guò)適當(dāng)縮短污泥齡（SRT）來(lái)選擇性地培養(yǎng)出短程硝化菌群；以及維持穩(wěn)定的氨氮負(fù)荷，避免對(duì)短程硝化系統(tǒng)的沖擊。
短程反硝化
短程反硝化則是指將硝酸鹽或亞硝酸鹽直接還原為氮?dú)猓?/span>N?），從而跳過(guò)了常規(guī)反硝化過(guò)程中的NO??還原為NO??的步驟。這一過(guò)程需要特殊的反硝化菌種，它們能在缺氧環(huán)境下直接利用亞硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行反硝化反應(yīng)。短程反硝化不僅減輕了傳統(tǒng)反硝化過(guò)程中產(chǎn)生的一氧化氮（NO）對(duì)環(huán)境的影響，還提高了總氮的去除率，并減少了有機(jī)碳源的投入。
影響短程反硝化的關(guān)鍵因素及其優(yōu)化策略包括：確保嚴(yán)格的缺氧條件，將DO控制在5 mg/L以下；維持pH在0-0的范圍內(nèi)，以利于短程反硝化菌的生長(zhǎng)和活性；提供適宜的溫度（20-30℃），以提高反硝化的速率；以及選擇易降解且高效的碳源，并適當(dāng)增加供碳量，以促進(jìn)短程反硝化的進(jìn)行。
反應(yīng)器內(nèi)流態(tài)與混合的調(diào)控：確保反應(yīng)器內(nèi)部混合均勻，以防止局部區(qū)域氧濃度過(guò)高。
如何實(shí)現(xiàn)短程硝化與反硝化的微生物群落調(diào)控？
溶解氧的精細(xì)控制：通過(guò)嚴(yán)格控制反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧濃度，維持在一個(gè)既能支持氨氧化菌（AOB）正常工作又能有效抑制硝化菌（NOB）生長(zhǎng)的水平。
環(huán)境條件的優(yōu)化：根據(jù)不同微生物種群的環(huán)境適應(yīng)性，通過(guò)調(diào)整反應(yīng)器的溫度和pH值，來(lái)促進(jìn)目標(biāo)菌群的活性，例如，某些特定的AOB在特定溫度或pH范圍內(nèi)表現(xiàn)出更高的活性。
SRT和HRT的合理設(shè)定：通過(guò)恰當(dāng)設(shè)定生物反應(yīng)器的污泥齡和水力停留時(shí)間，可以有效地富集AOB并抑制NOB的增殖。
交替曝氣與缺氧處理的運(yùn)用：采用間歇曝氣或分段處理方式，為短程硝化和反硝化創(chuàng)造適宜的環(huán)境條件，例如，在好氧條件下完成氨氮到亞硝酸鹽的轉(zhuǎn)化，隨后迅速轉(zhuǎn)為缺氧或厭氧條件，促使亞硝酸鹽直接還原為氮?dú)狻?/span>
抑制劑的利用：使用某些化學(xué)物質(zhì)，如甲醇、異丙醇等，作為NOB的抑制劑，有效抑制其活性，從而促進(jìn)短程硝化的實(shí)現(xiàn)。
碳源投加策略的制定：通過(guò)合理的碳源投加，調(diào)控反硝化過(guò)程，使亞硝酸鹽優(yōu)先于硝酸鹽作為電子受體被利用，實(shí)現(xiàn)短程反硝化。
