一、关于硝化与反硝化的基础知识
在废水中，氮主要以合氮有机物、氨、硝酸盐以及亚硝酸盐等形式存在。生物处理过程可以将大多数有机氮转化为氨，并进一步转化为硝酸盐。接下来，我们来详细了解一下硝化与反硝化的过程。
二、硝化过程解析
硝化过程是在好氧条件下，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和硝酸盐的过程。这一过程可以细分为两步：首先是亚硝酸盐的形成，然后是硝酸盐的形成。这两个反应都是释放能量的过程，氨氮转化为硝态氮并不是去除氮，而是减少其需氧量。硝化过程中会消耗废水中的碱度，并释放出氢离子。水中的BOD（生化需氧量）也不应过高，否则会影响硝化反应的进行。
影响硝化过程的主要因素包括pH值、温度、污泥停留时间、溶解氧以及BOD负荷等。例如，当pH值为8.0～8.4，温度为20℃时，硝化作用速度最快。为了维持池内一定的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。
三、反硝化过程解析
在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌（反硝化菌）的作用，将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原成氮气称为反硝化。在这一过程，有机底物作为电子供体参与反应。以甲醇为例，它在反硝化过程中起着重要作用。影响反硝化的主要因素包括温度、pH值、溶解氧以及有机碳源等。例如，温度对反硝化的影响比对其他废水生物处理过程更大，一般维持在20～40℃为宜。为了满足反硝化的需求，废水中应有足够的有机碳源。当废水中含足够的有机碳源时，无需额外添加碳源。当碳氮比低于一定比值时，就需要另外投加有机碳。常用的外加有机碳是甲醇。还可利用微生物死亡后释放出来的有机碳即“内碳源”，但这需要较长的污泥停留时间或较低的负荷率。为了使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期，池容也会相应增大。
