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1.短程硝化反硝化原理及優(yōu)點(diǎn)

短程硝化反硝化生物脫氮就是將硝化過程控制在HNO2階段，隨后在缺氧條件下進(jìn)行反硝化，也就是不完全硝化反硝化生物脫氮。短程硝化反硝化與傳統(tǒng)硝化反硝化生物脫氮相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)：對于活性污泥法，可節(jié)省氧供應(yīng)量約25%，降低能耗，節(jié)省反硝化所需碳源，在C/N比一定的情況下提高TN去除率，減少污泥生成量可達(dá)50%，減少投堿量，縮短反應(yīng)時間，相應(yīng)反應(yīng)器容積減少。

2. 短程硝化反硝化的影響因素

在短程硝化和反硝化過程中，起作用的兩種菌為氨氧化菌和亞硝酸氧化菌。因此，對這兩種微生物的生命活動產(chǎn)生影響的因素都會影響整個短程硝化反硝化過程的效果。

2.1 溫度

微生物的最大比增長速率與溫度之間的關(guān)系可用修正的阿倫尼烏斯方程來描述：

其中μ mt 為溫度為 t℃時的微生物最大比增長速率，μm20為標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時的微生物最大比增長速率。E為反應(yīng)活化能，R為氣體常數(shù)。

在 20℃以下，硝化細(xì)菌的生產(chǎn)速率大于亞硝化細(xì)菌，亞硝化細(xì)菌產(chǎn)生的亞硝酸鹽很容易被硝化細(xì)菌繼續(xù)氧化成硝酸鹽。

國內(nèi)學(xué)者王淑瑩做過實(shí)驗(yàn)表明，水溫保持在30℃時水中氨氮的轉(zhuǎn)化類型為短程硝化過程；當(dāng)水溫在20.5~24.5℃時硝化類型由短程硝化轉(zhuǎn)化為全程硝化；隨著溫度再次升高，硝化類型又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎坛滔趸�；�?dāng)溫度達(dá)到29~30℃時，硝化反應(yīng)為穩(wěn)定的亞硝酸型硝化。

但在實(shí)際中，通過加熱提高污水溫度會消耗大量的能源，這樣，短程硝化工藝的優(yōu)點(diǎn)將不能得到充分發(fā)揮。因此，通過控制溫度實(shí)現(xiàn)短程硝化脫氮工藝僅適用于某些特種廢水（水溫在30℃左右）。

2.2 pH 值

通常條件下，亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌適宜生長的pH值范圍分別是7.0~7.5 和6.5 ~7.5。在混合體系中，亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的pH分別在8.0 和7.0 附近。因此，可根據(jù)這兩種細(xì)菌適宜pH的差異來控制反應(yīng)的類型和消化的產(chǎn)物。

國內(nèi)學(xué)者王紅武等通過實(shí)驗(yàn)對常溫下生活廢水短程硝化反硝化生物脫氮的研究表明：最佳短程硝化反硝化反應(yīng)條件為pH值大于8.5，大于該值時會抑制硝化細(xì)菌的生長, 而不抑制亞硝化細(xì)菌的生長。

實(shí)際應(yīng)用中，要控制廢水的pH值，很可能需要投加相應(yīng)的酸或堿，這樣勢必會增加處理成本。此外，硝酸菌對高pH值有一個適應(yīng)過程，當(dāng)它逐漸適應(yīng)高pH值和游離氨時，全程硝化就會出現(xiàn)，因此，依靠pH值實(shí)現(xiàn)短程硝化脫氮過程并不穩(wěn)定。此工藝僅適合于含高 pH值的廢水。