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由于工業(yè)化進程的加速，氮、磷的污染問題日益尖銳化。越來越多的國家地區(qū)制定了更為嚴格的污水氮、磷的排放標準。尤其是氮的考核內(nèi)容也從單一的氨氮指標發(fā)展到總氮(氨態(tài)氮、硝態(tài)氦和有機氮的總和)的考核指標。由于近年來一些新理論的提出，如使污水脫氮實現(xiàn)短程硝化反硝化。這樣不僅可以提高細菌的增長速度、縮短反應(yīng)進程，從而減少反應(yīng)容積;而且同時減少了硝化的曝氣量和反硝化有機物的投加量，減少了運行費用。所以短程硝化成為了近年來的研究熱點。

短程硝化反硝化原理

廢水生物脫氮，一般由硝化和反硝化兩個過程完成，而硝化過程分為氨氧化階段和亞硝酸鹽氧化階段。這兩個階段分別由氨氧化菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)獨立催化完成。第一階段是在AOB的作用下，將氨氮NH4+―N氧化為亞硝態(tài)氮NO2――N;而第二階段是在NOB的作用下，將亞硝態(tài)氮NO2――N氧化為硝態(tài)氮NO3――N。由于硝化反應(yīng)是由兩類生理特性完全不同的細菌獨立催化完成的不同反應(yīng)，所以需要通過適當控制條件，可以將硝化反應(yīng)控制在NO2――N階段，阻止NO2――N的進一步氧化，隨后直接進行反硝化，這就是短程硝化反硝化的作用機理。

短程硝化反硝化和厭氧氨氧化區(qū)別

1.厭氧氨氧化的發(fā)生進程主要分為兩大步：“第一個過程是部分亞硝化(PartialNitritation)，在這個過程中只有大約55%的氨氮需要轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮;第二個過程是厭氧氨氧化(Anammox)，氨氮在厭氧條件下，被亞硝酸氮作為電子受體，氧化成氮氣。因此它也被稱作PN/A工藝。

在這過程中，大約89%的無機氮都將被轉(zhuǎn)化產(chǎn)生氮氣，另外11%的無機氮被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，與傳統(tǒng)硝化反硝化工藝相比，厭氧氨氧化工藝有著巨大的技術(shù)優(yōu)勢，其曝氣能耗只有傳統(tǒng)工藝的55-60%;該工藝幾乎無需碳源，如果為了去除硝酸鹽產(chǎn)物需要在厭氧氨氧化過程中投加碳源，其投加量也比傳統(tǒng)工藝中碳源投加量降低90%;厭氧氨氧化工藝可以減少45%堿度消耗量。同時，厭氧氨氧化工藝的污泥產(chǎn)量也遠低于傳統(tǒng)脫氮工藝，這將顯著降低剩余污泥的處理和處置成本。

2.污水中含有的COD有助于異養(yǎng)反硝化菌的生長并對Anammox過程形成抑制，只有當COD被前者消耗至較低水平時Anammox過程才有可能占主導(dǎo)。這一問題在高強度城市污水的處理中尤為突出。Winkler等通過研究指出，在25℃環(huán)境下，如果原水的C/N＜0.5，則Anammox與異養(yǎng)反硝化過程可以和諧共存，不會導(dǎo)致脫氮效果下降。而反硝化必須有碳源的存在，并且需要控制CN比2-4（短程硝化反硝化），所以，碳源對于這兩來說是最大的不同點！