范文一：硝化与反硝化

硝化细菌：硝化作用是指异养微生物进行氨化作用产生的氨，被硝化细菌、亚硝化细菌氧化成亚硝酸，再氧化成硝酸的过程。包括两个细菌亚群，一类是亚硝酸细菌，它主要是把NH3氧化形成亚硝酸；另一类是硝酸细菌（又称硝化细菌），亚硝酸氧化成硝酸。然后他们利用氧化产生的能量，把CO2和H2O 合成C6H12O6和氧气。具体的微生物包括亚硝化单胞菌（Nitrosomonas ）、亚硝化螺菌（Ni-trosospira ）、亚硝化球菌（Nitrosococcus ）、亚硝化叶菌（Ni-trosolobus ）、硝化刺菌（Nitrospina ）、硝化球菌（Nitrococcus ）等。硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。

呼吸模式是有氧呼吸。一定要氧。

营养类型：化能自养需氧型。少数为兼性自养型，也就是说，可以是自养或是异样养，自养为主（有些种类在某些有机培养基上生长）

产能大小：其能量利用率不高，故生长较缓慢

反硝化细菌：反硝化作用即硝酸还原作用。土壤中存在许多化能异养型反硝化细菌，在通气不良，缺少氧气的条件下，可利用硝酸中的氧，使葡萄糖氧化成二氧化碳和水并释放能量。

其呼吸模式：以无氧呼吸为主

营养类型：异养型

反硝化作用（denitrification ）

也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O ）的过程。微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途，一是利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3-→NH4+→有机态氮。许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养。另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮（N2），称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示： C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量

CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量

少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同化二氧化碳，以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。可进行以下反应： 5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4

反硝化作用使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用。

范文二：短程硝化-反硝化

长期以来无论是在废水生物脱氮理论上还是在工程实践中，都一直认为要实现废水生物脱氮就必须使NH4?经历典型的硝化和反硝化

过程才能安全地被除去，这条途径也可称之为全程(或完全) 硝化—反硝化生物脱氮。实际上从氮的微生物转化过程来看，氨被氧化成硝酸是由两类独立的细菌催化完成的两个不同反应,应该可以分开。对于反硝化菌,无论是NO2?还是NO3?均可以作为最终受氢体，因而整个生

物脱氮过程也可以经NH4?→HNO2→N2这样的途径完成。早在1975

年Voet就发现在硝化过程中HNO2积累的现象并首次提出了短程硝化

—反硝化生物脱氮( Shortcut nitrification —denitrification，也可称为不完全或称简捷硝化—反硝化生物脱氮)，随后国内外许多学者对此进行了试验研究。这种方法就是将硝化过程控制在HNO2 阶段而终止，

随后进行反硝化。已有研究大多基于小型反应器内的间歇悬浮生长工艺[1]，对氮的去除率偏低[2]，对接触氧化系统中进行常温下短程脱氮工艺的研究较少。

短程生物脱氮具有以下特点[3、4]：①对于活性污泥法，可节省氧供应量约25 %，降低能耗；②节省反硝化所需碳源40 %，在C/ N比一定的情况下提高TN去除率；③减少污泥生成量可达50%；④减少投碱量；⑤缩短反应时间，相应反应器容积减少。因此这一方法重新受到了人们的关注。

短程硝化的标志是稳定且较高的HNO2积累即亚硝酸化率较高

[NO2??N/ (NO2??N+NO3??N)至少大于50%以上]。在不对氨态氮氧化产生较大影响的前提下，抑制亚硝酸盐的氧化过程，获得稳定的亚硝酸盐积累，是成功实现短程硝化反硝化工艺的关键。影响亚硝酸积累的因素主要有温度、pH、氨浓度、氮负荷、DO、有害物质及泥龄。

① 温度。生物硝化反应在4～45℃内均可进行，适宜温度为20～35℃，一般低于15℃硝化速率降低，并且低温对硝化产物及两类硝化菌活性影响也不同。12～14℃下活性污泥中硝酸菌活性受到更严重的抑制，出现HNO2积累。15～30℃范围内，硝化过程形成的亚硝酸

可完全被氧化成硝酸。温度超过30℃后又会出现HNO2积累。

② pH。随着硝化反应的进行，硝化过程产生的酸使废水pH不断下降。亚硝酸菌要求的最适pH在7～8.5之间，硝酸菌为6～7.5。反应器中pH低于7则整个硝化反应会受到抑制。pH升高到8以上，则出水HNO2浓度升高，硝化产物中亚硝酸比率增加，出现HNO2积累。

③ NH3浓度与氮负荷。废水中氨随pH不同分别以分子态和离

子态形式存在。分子态游离氨(FA)对硝化作用有明显的抑制作用，硝化杆菌属比亚硝化单胞菌属(硝化过程中常见的两个菌属) 更易受到FA的抑制，0.6mg/L的FA几乎就可以全部抑制硝酸菌的活性，从而使HNO2氧化受阻，出现HNO2积累。只有当FA达到5mg/L以上时才

会对亚硝酸菌活性产生影响，当达到40mg/L才会严重抑制亚硝酸的形成。pH升高，FA浓度增大，造成HNO2积累。另外氨氮负荷过高

时，在系统运行初期有利于繁殖较快的亚硝酸菌增长，使亚硝酸产生量大于氧化量出现积累。进水负荷过大所造成的HNO2积累也与水中

总氨氮中FA浓度增加有关，冲击负荷也会造成HNO2积累。

④ DO。亚硝酸菌和硝酸菌均是绝对好氧菌, 在生物膜和活性污泥反应器中当膜的厚度和污泥颗粒的尺度较大时，形成氧扩散梯度。一般认为至少应使DO在0.5mg/L 以上时才能很好地进行硝化作用，否则硝化作用会受到抑制。降低溶氧对氨氧化影响不大，但对亚硝酸氧化有明显阻碍，产生HNO2积累。

⑤ 有害物质。硝化菌对环境较为敏感。废水中酚、氰及重金属离子等有害物质对硝化过程有明显抑制作用。相对于亚硝酸菌，硝酸菌对环境适应性慢，因而在接触有害物质的初期会受抑制，出现亚硝酸积累。

⑥ 泥龄。亚硝酸菌的世代较硝酸菌短，在悬浮处理系统中若泥龄介于硝酸菌和亚硝酸菌的最小停留时间之间时，系统中的硝酸菌会逐渐被“淘洗”掉，使亚硝酸菌成为系统中优势硝化菌，硝化产物以HNO2为主。

短程硝化的维持

虽然很多因素会导致硝化过程中亚硝酸积累，但目前对此现象的理论解释还不充分，认识有所不同，长久稳定地维持HNO2积累的途

径还有待探索。Anthonisen在试验中注意到高浓度游离氨(FA)对硝化作用有抑制作用，并影响到硝化产物。Alleman在此基础上进一步研究后提出了HNO2积累的选择性抑制学说。他认为亚硝酸菌和硝酸菌

对FA敏感度不同，只要控制系统中FA浓度介于硝酸菌抑制浓度和亚硝酸菌抑制浓度之间就可保证氨氧化正常进行而HNO2氧化受到阻

碍，形成HNO2积累。另一些试验表明，高浓度FA抑制所造成的HNO2积累并不稳定，时间一长系统中亚硝酸浓度和亚硝化比率均会下降，HNO3浓度增大。这说明硝酸菌对FA所产生的抑制作用会逐渐适应，

而且硝酸菌对FA适应性是不可逆转的，即便再进一步提高FA浓度，亚硝化比率也不会增加。

国内学者在进行高氨废水生物处理中也遇到类似情况[5]。在设施运行初期，负荷增长过程中或遭遇到冲击负荷以及进水水质波动较大时都会出现亚硝化现象，好氧段出水中亚硝酸浓度增加，甚至运行初期硝化产物几乎以亚硝酸为主，但经过一段时间的恢复与适应后，出水又以硝酸盐为主。彭党聪在焦化废水处理中发现，即使硝化菌同时接触到高浓度有机物、酚、氰及FA等多重抑制物，硝化菌对此仍有一定的适应性，亚硝化率由初期的85%以上逐渐下降。进水水质的经常波动会削弱硝酸菌的这种适应性。因此单纯依靠提高FA浓度等抑制作用来实现长久稳定的短程硝化是不可能的。

1997年荷兰的Mulder[6]提出了SHARON工艺来处理城市污水二级处理系统中污泥消化上清液和垃圾滤出液等高氨废水，可使硝化系统中HNO2积累达100%。SHARON工艺全称为Single reactor system

for High activity Ammonia Removal Over Nitrite。该工艺采用CSTR反应器。因在一定的高温下，硝化菌对氨有很高转化率，所以系统无需特别污泥停留。SHARON工艺的核心是利用在高温(30～35℃)下，亚硝酸菌的最小停留时间小于硝酸菌这一固有特性控制系统的水力停留时间，介于硝酸菌和亚硝酸菌最小停留时间之间，则硝酸菌被自然

淘汰，从而维持了稳定的HNO2积累。在SHARON工艺中，温度和

pH受到严格控制。利用此专利工艺的两座废水生物脱氮处理厂已在荷兰建成，证明了短程硝化—反硝化的可行性。但此工艺利用消化污泥消化液本身温度较高的特点来实现短程硝化，这对于大多数工程意义不大，因为大量水要升温、保温在30～40℃难于实现。另外，SHARON工艺去除率最多达90%。当进水NH3?N为1000mg/L时，出水NH3?N仍高达100mg/L以上。这一方法对于本身温度较高的高氨废水生物脱氮处理有重要的现实意义。

DO是硝化与反硝化过程中重要因素。Hanaki研究表明，低溶氧下亚硝酸菌增殖速率加快，补偿了由于低氧所造成的代谢活动下降，使得整个硝化阶段中氨氧化未受到明显影响，而亚硝酸大量积累，降低溶氧对硝酸菌有明显抑制作用。Laanbroek[7]的研究进一步表明低溶氧下亚硝酸大量积累是由于亚硝酸菌对DO的亲合力较硝酸菌强。亚硝酸菌氧饱和常数一般为0.2～0.4mg/L，硝酸菌的为1.2～1.5mg/L。低溶氧下，亚硝酸菌和硝酸菌增殖速率均下降。当DO为0.5mg/L 时，亚硝酸菌增殖速率约为正常时的60%, 而硝酸菌则不超过正常值的30%。利用这两类菌动力学特性的差异有望在活性污泥系统和生物膜上逐渐达到淘汰硝酸菌的目的。只是在悬浮系统中，低氧下活性污泥很易解体和发生丝状膨胀[7]。但低氧下确实可以如SHARON 工艺一样实现在反应器中逐渐保留亚硝酸菌的目的。低氧下，不但存在对硝酸菌的淘汰还存在对硝酸菌活性的抑制。彭党聪在生物膜反应器中也发现低浓度DO抑制了硝化现象，DO在0.5～1mg/L，当进水NH3?N

淘汰，从而维持了稳定的HNO2积累。在SHARON工艺中，温度和

pH受到严格控制。利用此专利工艺的两座废水生物脱氮处理厂已在荷兰建成，证明了短程硝化—反硝化的可行性。但此工艺利用消化污泥消化液本身温度较高的特点来实现短程硝化，这对于大多数工程意义不大，因为大量水要升温、保温在30～40℃难于实现。另外，SHARON工艺去除率最多达90%。当进水NH3?N为1000mg/L时，出水NH3?N仍高达100mg/L以上。这一方法对于本身温度较高的高氨废水生物脱氮处理有重要的现实意义。

DO是硝化与反硝化过程中重要因素。Hanaki研究表明，低溶氧下亚硝酸菌增殖速率加快，补偿了由于低氧所造成的代谢活动下降，使得整个硝化阶段中氨氧化未受到明显影响，而亚硝酸大量积累，降低溶氧对硝酸菌有明显抑制作用。Laanbroek[7]的研究进一步表明低溶氧下亚硝酸大量积累是由于亚硝酸菌对DO的亲合力较硝酸菌强。亚硝酸菌氧饱和常数一般为0.2～0.4mg/L，硝酸菌的为1.2～1.5mg/L。低溶氧下，亚硝酸菌和硝酸菌增殖速率均下降。当DO为0.5mg/L 时，亚硝酸菌增殖速率约为正常时的60%, 而硝酸菌则不超过正常值的30%。利用这两类菌动力学特性的差异有望在活性污泥系统和生物膜上逐渐达到淘汰硝酸菌的目的。只是在悬浮系统中，低氧下活性污泥很易解体和发生丝状膨胀[7]。但低氧下确实可以如SHARON 工艺一样实现在反应器中逐渐保留亚硝酸菌的目的。低氧下，不但存在对硝酸菌的淘汰还存在对硝酸菌活性的抑制。彭党聪在生物膜反应器中也发现低浓度DO抑制了硝化现象，DO在0.5～1mg/L，当进水NH3?N

为250mg/L时，出水NH3?N低于5mg/L且硝化产物以亚硝酸为主，亚硝化率高达90%以上，连续运行120d，无明显变化，表明了低DO下生物膜系统获得了良好的短程硝化效果。

无论是SHARON工艺还是利用低DO下亚硝酸化，其本质均是利用了微生物动力学特性固有差异而实现两类菌的动态竞争与选择的结果，尤其是降低溶解氧作为实现短程硝化的控制是对传统好氧处理和传统生物脱氮处理的深化，但诸如活性污泥的沉降性和污泥膨胀、低溶氧下同步硝化反硝化等问题仍有待于进一步研究与完善。

[1] 马勇,王淑莹,曾薇,等. A /O生物脱氮工艺处理生活污水中试(一)短程硝化反硝化的研究

[ J ]. 环境科学学报, 2006, 26 (5) : 703 - 709.

[2] 韩燕. 生物接触氧化工艺去除氨氮试验研究[ J ]. 山西建筑, 2005, 31 (3) : 167 - 168.

[3] BaeW, Chung J W. A shortcut biological nitrogen removal in a biofilm reactor by supp ressing nitrite oxidation [ J ]. J.Biodegradation, 2002, 10: 349 - 356.

[4] Turk O,Mavinic D S. Maintaining nitrite build2up in a system acclimated to free ammonia [ J ]. J. Water Res. , 1989, 23 (11) : 1383 - 1388.

[5] 文一波,钱易. 焦化废水生物脱氮研究[J] . 环境科学,1994 ,13 (3) :45 - 50.

[6] Mulder J W, Rogier van Kempen. N-removal by SHARON [A]. IAWQ conference[C], 1997. 30 - 31.

[7] Laanbroek H J , Gerards S. Competition for limiting amounts of oxygen between

Nitrosomanas europaea and Nitrobacteria winogradskyi grown in mixed continuous cultures[J ] . Arch Microbiology ,1993 ,159 :453 - 459.

范文三：硝化与反硝化

3.7 硝化与反硝化

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。 一、硝化与反硝化 (一) 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。 反应过程如下：

亚硝酸盐菌

NH4++3/2O22△E △E=278.42KJ 第二步亚硝酸盐转化为硝酸盐：

硝酸盐菌

NO-+1/2O23--△E △E=278.42KJ 这两个反应式都是释放能量的过程，氨氮转化为硝态氮并不是去除氮而是减少它的需氧量。上诉两式合起来写成：

NH4++2O23-+2H++H2O-△E △E=351KJ

综合氨氧化和细胞体合成反应方程式如下：

NH4+1.83O2+1.98HCO30.02C5H7O2N+0.98 NO3-+1.04 H2O+1.88H2CO3

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)污泥停留时间 硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为 ＝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 ；

(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) 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，其反应式为：

6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O 6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-

综合反应式为：

6NO3-+5CH32+3N2+7H2O+6OH-

由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使NO2--N、NO3--N被还原，而且还可使有机物氧化分解。

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/TKN＞(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。

范文四：硝化与反硝化

硝化菌:细细细硝化作用是指异微生物行氨化作用生的氨,养养养养养养养养养养养养养养被硝化菌、硝化菌氧化成硝酸,再氧化成硝养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养

酸的程。包括两个菌群,一是硝酸菌,它主要是把养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养NH3氧化形成养养养养养养养养养养养养养养养养养养养硝酸,另一是硝酸菌，又称硝化菌,,硝酸

氧化成硝酸。然后他利用氧化生的能量,把养养养养养养养养养养养养CO2和H2O合成C6H12O6和氧气。具体的微生物包括硝化胞菌，养养养养养养养Nitrosomonas,、硝化螺菌，养养养养养养Ni-trosospira,、硝化球菌，养养养养养养Nitrosococcus,、硝化叶菌，养养养养养养Ni-trosolobus,、硝化刺菌，Nitrospina,、硝化球菌，Nitrococcus,等。硝化作用必通两养养养养养养菌的共同作用才能完成。

呼吸模式是有氧呼吸。一定要氧。

养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养型:化能自需氧型。少数兼性自型,也就是

养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养,可以是自或是异,自主，有些在某些有机培基上生,

养养养养养能大小:其能量利用率不高,故生慢

反硝化菌:细细细反硝化作用即硝酸原作用。土壤中存在多养养养养养养养养养养养养化能异型反硝化菌,在通气不良,缺少氧气的养养养养养养养养养养养养养养养养养养养

条件下,可利用硝酸中的氧,使葡萄糖氧化成二氧化碳和水并放能量。养养养养养其呼吸模式:以无氧呼吸主养养

养养养养养型:异型

反硝化作用，denitrification,

　　也称脱氮作用。反硝化菌养养在缺氧条件下,原硝酸,放出养养养养养养养养养分子氮，养养养N2,或一氧化二氮，N2O,的程。微生物和植物养养养养养养养养养吸收利用硝酸有两完全不同的用途,一是利用其养养养养养养养养养养养养养养养养养

中的氮作氮源,称同化性硝酸原作用:养养养养养养养养养养养养养养养养NO3-?NH4+?有机氮。养养养养多菌、放菌和霉菌能利用硝酸做氮素。另一用途是利用养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养NO2-和NO3-养养养养养养养养养养养养养养养呼吸作用的最子受体,把硝酸原成氮，N2,,称反硝化养养养养作用或脱氮作用:NO3-?NO2-?N2?。能行反硝化作用的只养养养养养养养养养有少数菌,个生理群称反硝化菌。大部分反养养养养养养养养养养养养养养养养养养养

硝化菌是异菌,例如脱氮小球菌、反硝化假养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养

胞菌等,它以有机物氮源和能源,行无氧呼吸,养养养养养养养养养养养养养养养养养养

其生化程可用下式表示:养养养养养养养养养

　　C6H12O6+12NO3-?6H2O+6CO2+12NO2-+能量

　　CH3COOH+8NO3-?6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量

少数反硝化菌自菌,如脱氮硫杆菌,它氧化养养养养养养养养养养养养养养养养养养硫或硝酸得能量,同化二氧化碳,以硝酸呼养养养养养养养养养养养养养养养养养养养

吸作用的最子受体。可行以下反:养养养养养养养养养养养养养养

　　5S+6KNO3+2H2O?3N2+K2SO4+4KHSO4 反硝化作用使硝酸原成氮气,从而降低了土壤中氮养养养养养养养养养养养养养养养养素的含量,生不利。上常行中耕松土养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养养

以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循养中不可缺少的,可使土壤养养养养养养养中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少,消除因硝酸累生物的养养养养养养毒害作用。

范文五：硝化反硝化资料

硝化与硝化反应

4.1生物脱氮的过程和条件

A、废水当中的氮分为有机氮和氨氮即硝酸及亚硝酸盐氮，氮的脱除经过以下三步反应

(1)氨化反应。在氨化菌的作用下，有机氮化合物分解，转化为氨氮。 (2)硝化反应。在亚硝化及硝化菌的作用下，氨氮进一步分解氧化为亚硝酸及硝酸盐氮。

(3)反硝化反应。在反硝化菌的作用下，少部分亚硝酸及硝酸盐氮同化为有机氮化物，成为菌体，大部分异化为气态（70～75％ ）。

B、硝化菌对环境的变化很敏感，它所需要的环境条件主要包括以下几方面： (1)好氧条件，DO≥1mg/l,并保持一定碱度，适宜的PH 值为8.0～8.4。 (2)有机物含量不宜过高，污泥负荷≤0.15kgBOD/kgMLVSS·d,因为硝化菌是自养菌，有机基质浓度高，将使异氧菌快速增殖而成为优势。

(3)适宜温度20～30℃。

(4)硝化菌在反应器中的停留时间必须大于最小世代时间。

(5)抑制浓度尽可能的低，除重金属外，抑制硝化菌的物质还有高浓度有机基质，高浓度氨氮、NOx-N 以及络合阳离子。

(6)硝化过程NH3-N 耗于异化氧化和同化的经典公式

NH4++1.83O2 +1.98HCO3- 0.98NO3-+0.021C5 H7NO2+1.88H2CO3+1.04H2 O 因此表明，去除1gNH3-N 约： 耗去4.33gO2；

生成0.15g 细胞干物质； 减少7.14g 碱度； 耗去0.08g 无机碳。 C、反硝化反应的适宜条件：

(1)最适宜的PH 值为6.5～7.5。PH 高于8 或低于6，反硝化速率将大为降低。

(2)反硝化菌需要缺氧、好氧（合成酶系统）条件交替存在，系统DO≤0.5mg/l (3)最适宜温度为20～40℃，低于15℃，反硝化反应速率降低。

(4)BOD/TN≥3～5。反硝化菌是异氧兼性厌氧菌，可作为其碳源的有机物较多。

(5)反硝化过程

NO3-+1.08CH3 OH+0.24H2CO3 →0.06C5H7NO2 +0.47N2+1.68H2O+HCO3- 因此表明：每1gNO3--N 被硝化， 消耗3.7gCOD，2.47g甲醇 产生0.45g 新细胞 产生3.57g 碱度

对于一般城镇污水，没有试验资料时，前置反硝化系统利用原污水碳源作为电子供体时，在20℃情况下，反硝化速率可取0.03～0.06gNO3--N/(gMLVSS·d)；对于没有外来碳源的后置反硝化系统，反硝化速率可取0.01～0.03gNO3--N/(gMLVSS·

d)

最近在需找硝化反硝化之类的资料，主要是想弄清，在实际运行过程中，碱和甲醇的投加量应该怎样来参考投加。在网上搜到一篇资料，有一些地方看不明白，恳请大家的指点！比如资料上说的物料横算，1g氨氮消耗的氧气和纯碱根本不是这个多，我算了下，消耗的氧气是3.25。HCO3-是6.17。再有，总硝化反应的方程式两边HCO3-怎么不能抵消？ 不知道大家还有没有更好的资料？？？ 资料如下：

硝化反应过程：在有氧条件下，氨氮被硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。他包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌（Nitrosomonas sp）参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌（Nitrobacter sp）参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是化能

自养菌，它们利用CO2、CO32-、HCO3-等做为碳源，通过NH3、NH4+、或NO2-的氧化还原反应获得能量。硝化反应过程需要在好氧（Aerobic或Oxic）条件下进行，并以氧做为电子受体，氮元素做为电子供体。其相应的反应式为：

亚硝化反应方程式：

55NH4++76O2+109HCO3→C5H7O2N﹢54NO2-+57H2O+104H2CO3 硝化反应方程式：

400NO2-+195O2+NH4-+4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3-+3H2O 硝化过程总反应式：

NH4-+1.83O2+1.98HCO3→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3

通过上述反应过程的物料衡算可知，在硝化反应过程中，将1克氨氮氧化为硝酸盐氮需好氧4.57克（其中亚硝化反应需耗氧3.43克，硝化反应耗氧量为1.14克），同时约需耗7.14克重碳酸盐（以CaCO3计）碱度。

在硝化反应过程中，氮元素的转化经历了以下几个过程：氨离子NH4-→羟胺NH2OH→硝酰基NOH→亚硝酸盐NO2-→硝酸盐NO3-。

B、反硝化反应过程：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从无水中逸出，从而达到除氮的目的。

反硝化是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程，反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物。当有分子态氧存在时，反硝化菌氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体，当无分子态氧存在时，反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N3+和N5+做为电子受体，O2-作为受氢体生成水和OH-碱度，有机物则作为碳源提供电子供体提供能量并得到氧化稳定，由此可知反硝化反应须在缺氧条件下进行。从NO3-还原为N2的过程如下：

NO3-→NO2-→NO→N2O→N2

反硝化过程中，反硝化菌需要有机碳源（如碳水化合物、醇类、有机酸类）作为电子供体，利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸。其反应过程可以简单用下式表示：

NO3-+4H(电子供体有机物)→ 1/2N2+H2O+2OH- NO2-+3H(电子供体有机物)→ 1/2N2+H2O+OH-

污水中含碳有机物做为反硝化反应过程中的电子供体。由上式可知，每转化1gNO2-为N2时，需有机物（以BOD表示）1.71g;每转化1gNO3-为N2时，需有机物（以BOD表示）2.86g。同时产生3.57g重碳酸盐碱度（以CaCO3计）。

如果污水中含有溶解氧，为使反硝化完全，所需碳源有机物（以BOD表示）用下式计算：C=2.86Ni+1.71N0+DO0

其中：

C为反硝化过程有机物需要量（以BOD表示），mg/l; Ni为初始硝酸盐氮浓度（mg/l） N0为初始亚硝酸盐氮浓度（mg/l） DO0为初始溶解氧浓度（mg/l）

如果污水中碳源有机物浓度不足时，应补充投加易于生物降解的碳源有机物（甲醇、乙醇或糖类）。以甲醇为例，则

NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7O2N+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3- 如果水中有NO2-,则会发生下述反应：

NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7O2N+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3- 由上式可见，每还原1gNO2-和1gNO3-分别需要消耗甲醇1.53g和2.47g。 当水中有溶解氧存在时，氧消耗甲醇的反应式为：

O2+0.93CH3OH+0.056NO3-→0.056C5H7O2N+1.64H2O+0.056HCO3-+0.59H2CO3 综上所述，可得反硝化过程需要有机碳源（甲醇）的投加量公式为： Cm=2.47Ni+1.53N0+DO0 其中：

Cm为反硝化过程中需要的甲醇浓度（mg/l） 其余符号同上

综上所述，硝化反应每氧化1g氨氮耗氧4.57g,消耗碱度7.14g,表现为PH值下降，在反硝化过程中，去除硝酸盐氮的同时去除碳源，这部分碳源折合DO2.6g,另外，反硝化过程中补偿碱度3.57g。

每氧化1gNH3要消耗4.33gO2、7.14g碱度（以CaCO3计）和0.08g无机碳。合成0.15g新细胞。

在反硝化反应中，每利用1gNO3-反硝化，消耗2.47g甲醇，产生0.45g新细胞和 3.57g碱度

（1）硝化过程NH3-N 耗于异化氧化和同化的经典公式：

NH4+1.87O2 +1.982HCO3 — 0.982NO3-+0.021C5 H7NO2+1.881H2CO3+1.044H2 O 计算表明，去除1gNH3-N 约： 耗去4.27gO2；

生成0.1695g 细胞干物质； 减少7.14g 碱度； 耗去0.09g 无机碳。

（2）反硝化过程

NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7O2N+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3- 如果水中有NO2-,则会发生下述反应：

NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7O2N+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3- 由上式可见，每还原1gNO2-和1gNO3-分别需要消耗甲醇1.53g和2.47g 每还原1gNO3产生0.45g 新细胞，产生3.57g 碱度

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