污水A/O系统生物硝化与反硝化原理及影响因素

一、硝化反应：

1、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。

生物硝化的反应过程为：NH₄⁺ + 2O₂ =NO₃^- + 2H⁺ + H₂O

(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。

2、影响硝化过程的主要因素有：

(1)、pH值，当pH值为8.0～8.4时，硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加碳酸钠、碱液，维持pH值在7.5以上。（如A～O3，ph：8.65、8.3、8.24、8.17，有利于硝化反应进行。）

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

(3)、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；

(4)、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，从而自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、反硝化反应：

1、在缺氧条件下，由于反硝化菌的作用，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，其反应式为：

6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O

6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-

6NO3- + 5CH3OH → 5CO2↑ + 7H2O + 6OH- + 3N2↑（硝态氮与亚硝态氮合在一起的反应式）

说明：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。

2、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。

(2)、pH值， 反硝化过程的pH值控制在7.0～8.0。（若控制总氮效果，考虑进水ph进行调整）

(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)；

、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