上周工藝細節管理對生物池的硝化反應進(jìn)行了全面的細節討論，這周開(kāi)始對脫氮的第二步反硝化反應的工藝細節管理進(jìn)行探討，歡迎大家持續關(guān)注并參與討論。

在傳統的生物脫氮理論中，氮的去除需要經(jīng)過(guò)氨氮在有氧條件下被硝化菌硝化為亞硝酸根和硝酸根，而后在缺氧環(huán)境中被反硝化菌利用有機物轉換為氮氣釋放到空氣中去，這樣就完成了污水廠(chǎng)的對污水中的氮化合物的去除過(guò)程，也是生物脫氮的主流理論，現階段大部分污水廠(chǎng)的生物脫氮工藝遵照這個(gè)傳統理論進(jìn)行設計建造，因此在污水廠(chǎng)的工藝運行中，管理人員需要按照這樣的傳統生物脫氮理論進(jìn)行工藝運行的管理?，F階段也有新興的脫氮理論在不斷發(fā)展，但是應用面比較窄，要求工況條件高，沒(méi)有大面積普及，在本系列中就不再展開(kāi)討論了，公眾號今后在一些小的專(zhuān)題內會(huì )重點(diǎn)進(jìn)行探討。

基于這種傳統理論的生物脫氮，前面的多篇文章討論了氨氮硝化反應過(guò)程的工藝管理的細節內容，在工藝流程中完成了氨氮的硝化，出水指標的氨氮會(huì )達到排放標準，但是總氮指標還不能達到排放標準，因為總氮指標中不僅僅包含氨氮，還包含氨氮硝化以后產(chǎn)生的硝酸根這一類(lèi)的氮族化合物，導致總氮不能達到排放標準，需要繼續進(jìn)行廠(chǎng)內的反硝化過(guò)程的工藝管理，才能實(shí)現總氮指標的達標排放。

基于傳統理論的反硝化反應，是在溶解氧低于0.5mg/L的缺氧環(huán)境中，對水中的硝酸鹽氮在反硝化菌的作用下，結合水中的易降解碳源，進(jìn)行生化反應，釋放出氮氣的過(guò)程，以甲醇為碳源的反應方程式如下：

6H++6NO₃^-+5CH₃OH→3N₂↑+13H₂O+5CO₂↑

從反應方程式我們可以看到要完成硝態(tài)氮向氮氣的轉化，需要考慮幾個(gè)因素的工程化的應用考慮，一個(gè)是充足的硝酸根，一個(gè)是足夠的小分子碳源，還有就是缺氧環(huán)境，那么根據反應機理方程式在污水廠(chǎng)是如何實(shí)現的呢，來(lái)看看污水廠(chǎng)內的反硝化過(guò)程的工藝設置：

對于生物池內的反硝化過(guò)程，在污水廠(chǎng)的生物池內進(jìn)行了專(zhuān)有區域的劃分，在生物池的污水流向上的缺氧區設置在好氧區前端，缺氧區內為了保證反硝化的缺氧環(huán)境不設置充氧曝氣裝置，但是安裝有攪拌推進(jìn)器，以保障活性污泥不發(fā)生沉降，在攪拌器的作用下活性污泥保持懸浮狀態(tài)，更好的和水中的硝態(tài)氮接觸反應。由于氨氮的硝化反應是在好氧區的中后段進(jìn)行的，缺氧區設置在好氧區前端，反硝化反應可以充分的利用進(jìn)水中的易降解的碳源，減少因放置好氧區后端被好氧區消耗碳源的人為補充量，但是生活污水廠(chǎng)進(jìn)水中的氮族還是以氨氮為主，硝態(tài)氮沒(méi)有占主要成分，而好氧區才完成了氨氮的硝化作用，生成了大量的硝酸鹽氮，污水廠(chǎng)利用內回流泵對這個(gè)矛盾實(shí)現了解決，設置在好氧段末端的內回流泵將進(jìn)水中的氨氮經(jīng)過(guò)好氧區域硝化反應生成硝酸鹽氮大量的回流到缺氧區內，使缺氧區內的硝酸鹽氮的含量增加，為反硝化反應提供了反應基礎，實(shí)現了缺氧區的反硝化功能的發(fā)揮。

這就是污水廠(chǎng)內的生物池對反硝化反應的設置，污水廠(chǎng)利用了倒置后的硝化和反硝化流程，充分地利用了進(jìn)水中的小分子碳源補充反硝化反應的碳源需求，利用了內回流泵補充了倒置后的反硝化區內的硝態(tài)氮不足造成反應難以向右進(jìn)行的問(wèn)題?？梢哉f(shuō)污水廠(chǎng)的工藝設計充分挖掘了污水中的有效碳源，在工藝運行中要對廠(chǎng)內的工藝設置情況進(jìn)行深入的工藝機理的理解，在后續的工藝管理中，才能充分挖掘工藝細節達到反硝化微生物的反應的工藝環(huán)境要求，實(shí)現污水處理的總氮指標的穩定達標。

從工藝原理和污水廠(chǎng)的工藝設置上了解了生物池內的反硝化過(guò)程后，在實(shí)際運行中要注意工藝細節來(lái)保證污水廠(chǎng)的反硝化脫氮的工藝穩定運行，由于脫氮過(guò)程的分步進(jìn)行，僅完成氨氮的硝化還不能保障總氮的達標，對反硝化過(guò)程仍然需要工藝細節上的管理，才能保障脫氮的順利進(jìn)行。對于反硝化的工藝細節管理需要從反硝化的反應機理，工程設置上進(jìn)行工藝細節的挖掘，在日常的工藝運行中加以注意。

首先來(lái)從工藝原理的角度來(lái)對反硝化脫氮的工藝運行細節進(jìn)行討論。

1、反硝化的缺氧環(huán)境

生物池內的反硝化反應是一個(gè)缺氧反應，有氧原子的參與，但不是氧氣參與，在方程式中可以看到，反應中的氧來(lái)自于硝酸鹽氮中的氧原子，參與反硝化反應的反硝化菌屬異養型兼性菌，在存在分子氧時(shí)，利用分子氧作為最終電子受體分解有機物；在無(wú)分子氧時(shí)，則利用NO₃^-或NO₂^-中的N⁵⁺和N³⁺作為電子受體，O^2-作為受氫體生成H₂O和OH^-，有機物則作為碳源及電子供體提供能量并得到氧化穩定。因此在反硝化區對溶解氧，也就是分子氧是要嚴格控制的，避免分子氧的存在對反硝化反應的影響，而對反硝化區溶解氧的控制主要在工程上有不設置曝氣裝置，使用推流攪拌器來(lái)保持活性污泥的懸浮態(tài)。

在工藝運行中，污水在城市地下管網(wǎng)的流動(dòng)中，產(chǎn)生了一些跌水曝氣，進(jìn)入到污水廠(chǎng)以后在預處理段，在一些設置的高程差商也會(huì )產(chǎn)生跌水曝氣，有些污水廠(chǎng)采用曝氣沉砂池，曝氣洗砂的方式也對污水中進(jìn)行了充氧。這部分氧氣不是特定充氧，但是也會(huì )對厭缺氧環(huán)境的低溶氧保持造成一定的影響，在運行中，可以檢測預處理段的從進(jìn)水到進(jìn)入生物池前的最后階段的溶氧變化，看是否存在溶氧升高的情況，必要時(shí)可以采取淹沒(méi)出水，定期曝氣，活性污泥系統廠(chǎng)內污水回流到集水井消耗水中的溶解氧等方式對進(jìn)入到生物池的污水進(jìn)行低溶氧的控制。

歡迎持續關(guān)注污水廠(chǎng)工藝流程中的工藝細節管理后續文章。

延伸閱讀：

污水廠(chǎng)的處理流程中的工藝細節管理（一）

污水廠(chǎng)的處理流程中的工藝細節管理（二）

污水廠(chǎng)的處理流程中的工藝細節管理（三）

污水廠(chǎng)的處理流程中的工藝細節管理（四）

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