污水處理技術(shù)篇：影響生物脫氮的主要因素
發(fā)布日期：2016-10-17 點(diǎn)擊：1097
1、酸堿度（pH值）
大量研究表明，氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌的適宜的pH分別為7.0～8.5和6.0～7.5，當(dāng)pH值低于6.0或高于9.6時，硝化反應(yīng)停止。硝化細(xì)菌經(jīng)過一段時間馴化后，可在低pH值（5.5）的條件下進(jìn)行，但pH值突然降低，則會使硝化反應(yīng)速度驟降，待pH值升高恢復(fù)后，硝化反應(yīng)也會隨之恢復(fù)。
反硝化細(xì)菌最適宜的pH值為7.0～8.5，在這個pH值下反硝化速率較高，當(dāng)pH值低于6.0或高于8.5時，反硝化速率將明顯降低。此外pH值還影響反硝化最終產(chǎn)物，pH值超過7.3時終產(chǎn)物為氮?dú)猓陀?.3時終產(chǎn)物是N2O。
硝化過程消耗廢水中的堿度會使廢水的pH值下降（每氧化1g將消耗7.14g堿度，以CaCO3計(jì)）。相反，反硝化過程則會產(chǎn)生一定量的堿度使pH值上升（每反硝化1g將產(chǎn)生3.57g堿度，以CaCO3計(jì)）但是由于硝化反應(yīng)和反硝化過程是序列進(jìn)行的，也就是說反硝化階段產(chǎn)生的堿度并不能彌補(bǔ)硝化階段所消耗的堿度。因此，為使脫氮系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，應(yīng)及時調(diào)整pH值。
2、溫度（T）
硝化反應(yīng)適宜的溫度范圍為5～35℃，在5～35℃范圍內(nèi)，反應(yīng)速度隨溫度升高而加快，當(dāng)溫度小于5℃時，硝化菌完全停止活動；在同時去除COD和硝化反應(yīng)體系中，溫度小于15℃時，硝化反應(yīng)速度會迅速降低，對硝酸菌的抑制會更加強(qiáng)烈。
反硝化反應(yīng)適宜的溫度是15～30℃，當(dāng)溫度低于10℃時，反硝化作用停止，當(dāng)溫度高于30℃時，反硝化速率也開始下降。有研究表明，溫度對反硝化速率的影響取與反應(yīng)設(shè)備的類型、負(fù)荷率的高低都有直接的關(guān)系，不同碳源條件下，不同溫度對反硝化速率的影響也不同。
3、溶解氧（DO）
在好氧條件下硝化反應(yīng)才能進(jìn)行，溶解氧濃度不但影響硝化反應(yīng)速率，而且影響其代謝產(chǎn)物。為滿足正常的硝化反應(yīng)，在活性污泥中，溶解氧的濃度至少要有2mg/L，一般應(yīng)在2～3mg/L，生物膜法則應(yīng)大于3mg/L。當(dāng)溶解氧的濃度低于0.5～0.7mg/L時，硝化反應(yīng)過程將受到限制。
傳統(tǒng)的反硝化過程需在較為嚴(yán)格的缺氧條件下進(jìn)行，因?yàn)檠鯐偁庪娮庸w，且會抑制微生物對硝酸鹽還原酶的合成及其活性。但是，在一般情況下，活性污泥生物絮凝體內(nèi)存在缺氧區(qū)，曝氣池內(nèi)即使存在一定的溶解氧，反硝化作用也能進(jìn)行。研究表明，要獲得較好的反硝化效果，對于活性污泥系統(tǒng)，反硝化過程中混合液的溶解氧濃度應(yīng)控制在0.5mg/L以下；對于生物膜系統(tǒng)，溶解氧需保持在1.5mg/L以下。
4、碳氮比（C/N）
在脫氮過程中，C/N將影響活性污泥中硝化菌所占的比例。因?yàn)橄趸鸀樽责B(yǎng)型微生物，代謝過程不需要有機(jī)質(zhì)，所以污水中的BOD5/TKN越小，即BOD5的濃度越低硝化菌所占的比例越大，硝化反應(yīng)越容易進(jìn)行。硝化反應(yīng)的一般要求是BOD5/TKN＞5，COD/TKN＞8,下表是GradyC.P.L.Jr推薦的不同的C/N對脫氮的效果的影響：
不同的C/N的脫氮效果
氨氮是硝化作用的主要基質(zhì)，應(yīng)保持一定的濃度，但氨氮濃度超過100～200mg/L時，會對硝化反應(yīng)起抑制作用，其抑制程度隨著氨氮濃度的增加而增加。
反硝化過程需要有足夠的有機(jī)碳源，但是碳源種類不同亦會影響反硝化速率。反硝化碳源可以分為三類：第一類是易于生物降解的溶解性的有機(jī)物；第二類是可慢速降解的有機(jī)物；第三類是細(xì)胞物質(zhì)，細(xì)菌利用細(xì)胞成分進(jìn)行內(nèi)源硝化。在三類物質(zhì)中，第一類有機(jī)物作為碳源的反應(yīng)速率最快，第三類最慢。
有研究認(rèn)為，廢水中BOD5/TKN≥4~6時，可以認(rèn)為碳源充足，不必外加碳源。
