《脱氮基础知识》
一、水中氮的存在形态（总氮 TN）
有机氮：蛋白质、氨基酸、尿素等（污水主要来源）
氨氮（NH₃-N / NH₄⁺-N）：有机氮分解产物，毒性较高
亚硝态氮（NO₂⁻-N）：中间产物，不稳定、有毒
硝态氮（NO₃⁻-N）：硝化终产物，易造成富营养化
二、生物脱氮核心三步骤（主流）
1. 氨化作用（Ammonification）
作用：异养菌将有机氮分解为氨氮（NH₃/NH₄⁺）
条件：有氧 / 无氧均可，pH 6.5–8.5、20–35℃
反应：有机氮 + H₂O → NH₃-N + CO₂ + 能量
场所：管网、调节池、厌氧 / 缺氧 / 好氧池
2. 硝化作用（Nitrification，好氧）
作用：自养硝化菌将氨氮 → 亚硝态氮 → 硝态氮
两步反应：
亚硝化（AOB）：NH₄⁺ + 1.5O₂ → NO₂⁻ + 2H⁺ + H₂O
硝化（NOB）：NO₂⁻ + 0.5O₂ → NO₃⁻
关键条件：
DO：2–4 mg/L（低氧抑制）
pH：7.5–8.5（偏碱）
温度：25–30℃（最适）
污泥龄 SRT ≥ 10 天（硝化菌生长慢）
无机碳源（CO₃²⁻/HCO₃⁻/CO₂）
3. 反硝化作用（Denitrification，缺氧）
作用：异养反硝化菌将NO₃⁻/NO₂⁻ 还原为N₂（最终脱除）
路径：NO₃⁻ → NO₂⁻ → NO → N₂O → N₂↑
关键条件：
缺氧：DO < 0.5 mg/L（厌氧易致硫酸盐还原）
碳源充足：BOD₅/NO₃⁻-N ≥ 4:1（不足投甲醇 / 乙酸）
pH：7.0–8.0（酸性易产 N₂O）
温度：20–35℃
三、新型生物脱氮（高效 / 节能）
1. 短程硝化 - 反硝化（SHARON）
控制只到NO₂⁻ 不生成 NO₃⁻，再反硝化
优势：省氧 25%、省碳源 40%，适合高氨氮废水
2. 厌氧氨氧化（ANAMMOX）
自养菌以NH₄⁺为电子供体、NO₂⁻为受体，直接生成 N₂
反应：NH₄⁺ + NO₂⁻ → N₂↑ + 2H₂O
优势：无需碳源、无需曝气，脱氮效率高（>90%）
适用：垃圾渗滤液、养殖废水等高氨氮、低 COD 废水
四、物理化学脱氮（辅助 / 应急）
吹脱法：调 pH 至碱性，曝气吹脱 NH₃，适合高氨氮预处理
离子交换法：沸石 / 树脂吸附 NH₄⁺，再生回用
折点加氯：Cl₂氧化 NH₃为 N₂，出水无氨氮但成本高、有副产物
化学沉淀（MAP）：投镁 / 磷生成磷酸铵镁沉淀，回收氮磷
五、主流工艺（工程应用）
A²/O（厌氧 - 缺氧 - 好氧）：最常用，同步脱氮除磷
氧化沟：延时曝气、硝化充分，内置缺氧区反硝化
SBR（序批式）：单池交替好氧 / 缺氧，灵活脱氮
MBR（膜生物反应器）：泥龄长、硝化好，配合缺氧段高效脱氮
六、影响脱氮的关键参数
溶解氧（DO）：硝化需高 DO，反硝化需低 DO
碳氮比（C/N）：反硝化需 C/N≥4，不足需补碳
pH：硝化 7.5–8.5，反硝化 7.0–8.0
温度：20–35℃最佳，<15℃效率显著下降
污泥龄（SRT）：硝化菌慢，SRT≥10 天
内容结合AI生成，注意辨别！
