生活污水生物脱氮技术的影响因素

废水未经处理或未经处理排入水体后，会导致水体富营养化，水体中蓝藻等浮游生物大量繁殖，水质恶化，水生态环境失衡。氨氧化细菌在氨氮进入水中时，可以利用水中的溶解氧将氨氮转化为硝酸盐氮，如硝酸盐和亚硝酸盐，亚硝酸盐对人体有致癌作用。

传统的生物脱氮技术主要包括好氧硝化和厌氧反硝化两个过程。硝化过程中，硝化菌在好氧条件下通过氨化细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐氮，然后硝化菌将亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐氮。氨化细菌和亚硝化细菌属于自养细菌。反硝化作用是反硝化菌在缺氧条件下，通过还原反应将水中的硝态氮转化为氮气的过程。大多数反硝化细菌属于兼性厌氧细菌，即在没有分子氧的情况下，利用有机物作为碳源和电子供体，选择硝态氮和亚硝态氮作为电子受体，实现硝态氮的最终还原。

近年来，各国学者对生物脱氮技术的研究不断深入，发现不仅自养菌，异养菌也能参与硝化作用。在有氧条件下，一些微生物也能进行反硝化作用；特别是，发现在缺氧条件下，氨、亚硝酸盐和硝酸盐同时转化为氮。

微生物的代谢、生长和繁殖受环境因素的影响。温度、溶解氧、pH、有毒物质、负荷、游离氨对氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌都有一定的影响。

一、影响因素

1.1温度

它对温度硝化和反硝化有重要影响。有学者发现，当环境温度为25℃时，氨氧化速率是15℃的1.5倍，但亚硝酸盐的积累速率从90%增加到95%。同时发现，当环境温度为20~35℃时，氨氧化所需的活化能较低，而当环境温度为5~20℃时，所需的活化能较高。研究表明，当环境温度升高时，SBR短程硝化系统可以促进短程硝化。当环境温度为30℃时，其稳定性较好，氨氮和亚硝酸盐氮的积累速率较高。

1.2溶解氧

研究表明，氨氧化细菌和亚硝化细菌的氧饱和常数分别为0.2~0.4mg/L和1.2~1.5mg/L，表明氨氧化细菌的耗氧速率和氧亲和力高于亚硝化细菌。当水中溶解氧较低时，亚硝化菌对溶解氧的竞争力低于氨氧化菌，因此溶解氧较低时亚硝化菌的活性受到抑制。当溶解氧浓度低于1.5mg/L时，氨氧化细菌的氧化速率降低，亚硝酸盐氮的积累速率降低。因此，为了充分降解氨氮，在处理高氨氮废水时，需要为微生物提供充足的氧气。Ruiz等学者制备高氨氮废水，研究溶解氧对硝化作用的影响。研究发现，当溶解氧浓度降低时，亚硝酸盐氮积累缓慢。当溶解氧浓度为0.7mg/L时，亚硝酸盐氮累积率为65%，达到较大值。亚硝酸盐氮积累的过程，即溶解氧减少的过程，对氨氮的去除没有影响。但当溶解氧降低到一定浓度时，氨氮的去除率降低，停止曝气后出水可检测到氨氮。

1.3有机碳源

作为异养兼性厌氧菌，在反硝化过程中需要为反硝化细菌提供充足的有机碳源，以保证反硝化过程。有机碳源通常包括废水中含有的有机物，也包括作为有机碳源的甲醇、乙醇、葡萄糖等外加碳源。而且反硝化反应中外源碳源和废水中所含有机碳源的效率往往不同，分子量越小，反硝化适用性越好。同时，在添加外部有机碳源时，要考虑碳源的经济性和实用性，便于有机碳源的添加。而当BOD/TN大于3时，往往说明碳源充足，无需额外添加。

1.4 pH值

pH对硝化过程的影响是明显的，主要表现在以下两个方面:一是氨化细菌的生长环境要求有一个合适的pH值；其次，水中游离氨和游离亚硝酸的浓度受pH值的影响。当游离氨和游离亚硝酸浓度过高达到一定值时，会抑制氨氧化细菌和亚硝化细菌的活性，从而影响硝化速率。当游离氨浓度低于一定值时，硝化细菌的活性不受抑制，导致硝化出水硝酸盐浓度升高。因此，pH是影响硝化过程的主要因素之一，但要找到一个合适的pH值并不容易。有学者在一定温度(28±1℃)下研究了pH(7.8~8.7)对短程硝化的影响，从而成功开发出一种新型的短程硝化生物脱氮系统。发现当溶液中游离氨的浓度在0.52 ~ 4.72mg/L之间时，硝化细菌的活性受到抑制。因此，当系统中pH值和游离氨浓度较高时，硝化细菌的活性受到抑制，短程硝化反硝化生物脱氮技术可以很好地实现。

1.5有毒有害物质

废水中的有毒有害物质会对废水的生物脱氮产生一定的影响，包括抑制硝化作用的重金属、高浓度氨氮、硝态氮络合阳离子、一些大分子有机物和一些含N、S元素的物质，如氰化物、苯胺等。这些有毒有害物质一方面干扰细胞代谢，另一方面破坏细菌，尤其是亚硝酸盐细菌的初始氧化能力。

1.6FA(游离氨)和FNA(游离亚硝酸)

研究发现，当氨氮和亚硝酸盐氮浓度较高时，亚硝化细菌的活性受到抑制。然而，Van等人发现游离氨和游离亚硝酸也能抑制亚硝化细菌的活性。

当游离亚硝酸浓度为0.4mg/L和0.02mg/L时，氨氧化细菌和亚硝化细菌分别受到抑制，因此游离亚硝酸更容易抑制亚硝化细菌。游离亚硝酸不仅能影响许多微生物的活性和生长速度，还能影响无水条件下微生物的种群结构。当游离氨浓度为0.1 mg/L和10 mg/L为150mg/L时，分别对亚硝化细菌和氨氧化细菌有抑制作用。当游离氨浓度为6mg/L时，亚硝化菌的生长完全被抑制。当游离氨浓度一定时，氨氧化细菌比亚硝化细菌生长得更好。游离氨对亚硝化菌的抑制是可逆的。当这种效应消失后，亚硝化菌可以逐渐恢复，而当亚硝化菌长期生长在高游离氨环境中，能够适应这种环境，其活性可以慢慢恢复。

二。结束语

随着生活水平的提高，人们越来越关注“生活污水处理”。废水中的氮进入水体，导致水体富营养化，破坏水体中的微生物群落和生态结构。

环境因素对污水中氮的去除有重要影响。合适的温度可以使脱碳过程稳定，促进氨氮和亚硝酸盐氮的积累。充足的氧气可以保证高氨氮废水处理过程中氨氮的充分降解；生物脱氮过程中pH的变化影响游离氨和游离亚硝酸的浓度，进而影响氨氧化细菌和亚硝化菌的活性。游离氨和游离亚硝酸对微生物的活性和生长速度有一定的影响，也能影响微生物的群落结构。(来源:华夏碧水环保科技有限公司)

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