污水生物脫氮技術原理、影響因素和3大關鍵菌種
本篇主要講解污水生物脫氮原理，包括污水脫氮方法簡介、生物脫氮技術原理、污水生物脫氮影響因素、生物脫氮作用中的三類關鍵菌種。
01、污水脫氮方法簡介
目前含氮污水脫氮，常用的方法有生物法、物理法、化學法、電化學法等四種方法，其中物理法大多采用加堿吹脫，化學法最常用的是折點加氯法，電化學法通過外加直流電，在陽極產生強氧化劑，在陰極產生強還原環境和堿性環境，相互作用脫氮。不過物理法和化學法、電化學法都不是咱們注冊考試考察重點內容，《排水工程》考察重點脫氮方法為生物脫氮方法。
02、生物脫氮技術原理
說到生物脫氮，就離不開缺氧的概念，一定要注意缺氧和厭氧的區別，其中缺氧是沒有分子氧但是有硝酸根、亞硝酸根，而厭氧則是既沒有分子氧也沒有氮的氧化物，要求要比缺氧更加嚴格。
水體中的總氮=硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮+有機氮+氨氮，其中有機氮+氨氮=凱氏氮，硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮=硝態氮，所以總氮=凱氏氮+硝態氮。這是一個知識常考點，需要大家弄清楚這幾個氮的相互包含關系。
生物脫氮的原理，大致可以分為以下4步驟描述：
1.有機氮在氨化細菌的作用下，發生氨化作用生成氨氮，注意氨化作用在厭氧環境、好氧環境均能進行，且氨化作用能夠產生堿度。
2.水中氨氮再亞硝酸菌的亞硝化作用下，生成亞硝酸根，亞硝化過程消耗堿度，且在好氧條件下進行。
3.亞硝酸菌在硝酸菌的作用下，發生硝化作用，繼續生成硝酸根，這個過程也是在好氧條件下進行的，這個過程也消耗堿度，但是消耗量要比亞硝化過程少。
4.生成的硝酸根在缺氧條件下，由反硝化細菌發生反硝化作用，生成氮氣排入大氣，這個過程能夠大大增加堿度，可以適當彌補前面階段消耗的堿度。
對于最常規的生物脫氮，就是以上4步驟，但是目前研究最多的還有短程反硝化脫氮，也就是進行到第2步，生成亞硝酸根時，就在缺氧條件下由反硝化細菌把亞硝酸根轉變為氮氣排除進入大氣中，省略了第3步驟，從而提高了脫氮效率。
03、污水生物脫氮影響因素
對于生物脫氮來說，最重要的影響因素有4點，分別是碳源、pH值、溶解氧、溫度四項。
1.對于碳源來說，BOD5/TKN(總凱氏氮)＞4才能有比較理想的脫氮效果；
2.對于pH值來說，最佳pH值在6.5~7.5，pH＞8或pH＜6，反硝化速率逐漸下降，并影響產物；
3.對于溶解氧來說，反硝化菌是異養型兼性厭氧菌，需要無分子氧而有硝態氮的條件下，利用這些離子中的氧進行呼吸，使硝酸鹽還原。
4.對于溫度來說，反硝化菌適宜溫度為20~40℃，低于15℃，反硝化菌的增殖速率和代謝速率都會降低，從而降低反硝化速率。冬季保溫、延長缺氧池水力停留時間，降低負荷，又能夠有效保證脫氮效率。
04、生物脫氮作用中的三類關鍵菌種
在污水生物處理技術當中，好氧環境指的是有溶解氧或兼有硝態氮的環境狀態；厭氧指的是沒有溶解氧也沒有硝態氮的環境狀態；缺氧指的是有硝態氮沒有溶解氧的環境狀態。
而對于生物脫氮，其中起主要作用的有三種細菌：分別為氨化菌、硝化菌、反硝化菌。對于三種菌種的描述如下所示。
1.氨化菌是一種兼性菌，有氧或厭氧條件下君能夠使有機氮發生氨化作用，生成氨氮，其中氨化作用就是指含氮有機物經微生物降解釋放出氨的過程。
2.硝化菌包括亞硝酸菌和硝酸菌，均屬于化能自養菌，專性好氧菌，只有在有溶解氧的條件下才能夠增殖，缺氧、厭氧條件下都不能夠增殖，但是在好氧、缺氧、厭氧環境下都能夠衰減死亡。
3.反硝化菌是一種化能異養型兼性厭氧菌，在厭氧條件下，進行厭氧呼吸，以有機物（有機碳）為電子供體，硝態氮為電子受體
05、本節總結
本節需要掌握的內容有以下幾點：
1.水體中的總氮=硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮+有機氮+氨氮，其中有機氮+氨氮=凱氏氮，硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮=硝態氮，所以總氮=凱氏氮+硝態氮。這是一個知識常考點，需要大家弄清楚這幾個氮的相互包含關系；
2.常規硝化-反硝化脫氮步驟；
3.短程反硝化脫氮步驟及原理；
4.好氧。缺氧、厭氧三種環境的區別；
5.氨化菌屬于兼性菌、硝化菌屬于專性好氧的化能自養型、反硝化菌屬于化能異養型兼性厭氧菌。
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