上周工藝細(xì)節(jié)管理對生物池的硝化反應(yīng)進(jìn)行了全面的細(xì)節(jié)討論，這周開始對脫氮的第二步反硝化反應(yīng)的工藝細(xì)節(jié)管理進(jìn)行探討，歡迎大家持續(xù)關(guān)注并參與討論。

在傳統(tǒng)的生物脫氮理論中，氮的去除需要經(jīng)過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(jī)物轉(zhuǎn)換為氮氣釋放到空氣中去，這樣就完成了污水廠的對污水中的氮化合物的去除過程，也是生物脫氮的主流理論，現(xiàn)階段大部分污水廠的生物脫氮工藝遵照這個傳統(tǒng)理論進(jìn)行設(shè)計建造，因此在污水廠的工藝運(yùn)行中，管理人員需要按照這樣的傳統(tǒng)生物脫氮理論進(jìn)行工藝運(yùn)行的管理?，F(xiàn)階段也有新興的脫氮理論在不斷發(fā)展，但是應(yīng)用面比較窄，要求工況條件高，沒有大面積普及，在本系列中就不再展開討論了，公眾號今后在一些小的專題內(nèi)會重點進(jìn)行探討。

基于這種傳統(tǒng)理論的生物脫氮，前面的多篇文章討論了氨氮硝化反應(yīng)過程的工藝管理的細(xì)節(jié)內(nèi)容，在工藝流程中完成了氨氮的硝化，出水指標(biāo)的氨氮會達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是總氮指標(biāo)還不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因為總氮指標(biāo)中不僅僅包含氨氮，還包含氨氮硝化以后產(chǎn)生的硝酸根這一類的氮族化合物，導(dǎo)致總氮不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，需要繼續(xù)進(jìn)行廠內(nèi)的反硝化過程的工藝管理，才能實現(xiàn)總氮指標(biāo)的達(dá)標(biāo)排放。

基于傳統(tǒng)理論的反硝化反應(yīng)，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(jié)合水中的易降解碳源，進(jìn)行生化反應(yīng)，釋放出氮氣的過程，以甲醇為碳源的反應(yīng)方程式如下：

6H++6NO₃^-+5CH₃OH→3N₂↑+13H₂O+5CO₂↑

從反應(yīng)方程式我們可以看到要完成硝態(tài)氮向氮氣的轉(zhuǎn)化，需要考慮幾個因素的工程化的應(yīng)用考慮，一個是充足的硝酸根，一個是足夠的小分子碳源，還有就是缺氧環(huán)境，那么根據(jù)反應(yīng)機(jī)理方程式在污水廠是如何實現(xiàn)的呢，來看看污水廠內(nèi)的反硝化過程的工藝設(shè)置：

對于生物池內(nèi)的反硝化過程，在污水廠的生物池內(nèi)進(jìn)行了專有區(qū)域的劃分，在生物池的污水流向上的缺氧區(qū)設(shè)置在好氧區(qū)前端，缺氧區(qū)內(nèi)為了保證反硝化的缺氧環(huán)境不設(shè)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(yīng)。由于氨氮的硝化反應(yīng)是在好氧區(qū)的中后段進(jìn)行的，缺氧區(qū)設(shè)置在好氧區(qū)前端，反硝化反應(yīng)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(qū)后端被好氧區(qū)消耗碳源的人為補(bǔ)充量，但是生活污水廠進(jìn)水中的氮族還是以氨氮為主，硝態(tài)氮沒有占主要成分，而好氧區(qū)才完成了氨氮的硝化作用，生成了大量的硝酸鹽氮，污水廠利用內(nèi)回流泵對這個矛盾實現(xiàn)了解決，設(shè)置在好氧段末端的內(nèi)回流泵將進(jìn)水中的氨氮經(jīng)過好氧區(qū)域硝化反應(yīng)生成硝酸鹽氮大量的回流到缺氧區(qū)內(nèi)，使缺氧區(qū)內(nèi)的硝酸鹽氮的含量增加，為反硝化反應(yīng)提供了反應(yīng)基礎(chǔ)，實現(xiàn)了缺氧區(qū)的反硝化功能的發(fā)揮。

這就是污水廠內(nèi)的生物池對反硝化反應(yīng)的設(shè)置，污水廠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(bǔ)充反硝化反應(yīng)的碳源需求，利用了內(nèi)回流泵補(bǔ)充了倒置后的反硝化區(qū)內(nèi)的硝態(tài)氮不足造成反應(yīng)難以向右進(jìn)行的問題?？梢哉f污水廠的工藝設(shè)計充分挖掘了污水中的有效碳源，在工藝運(yùn)行中要對廠內(nèi)的工藝設(shè)置情況進(jìn)行深入的工藝機(jī)理的理解，在后續(xù)的工藝管理中，才能充分挖掘工藝細(xì)節(jié)達(dá)到反硝化微生物的反應(yīng)的工藝環(huán)境要求，實現(xiàn)污水處理的總氮指標(biāo)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

從工藝原理和污水廠的工藝設(shè)置上了解了生物池內(nèi)的反硝化過程后，在實際運(yùn)行中要注意工藝細(xì)節(jié)來保證污水廠的反硝化脫氮的工藝穩(wěn)定運(yùn)行，由于脫氮過程的分步進(jìn)行，僅完成氨氮的硝化還不能保障總氮的達(dá)標(biāo)，對反硝化過程仍然需要工藝細(xì)節(jié)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(xì)節(jié)管理需要從反硝化的反應(yīng)機(jī)理，工程設(shè)置上進(jìn)行工藝細(xì)節(jié)的挖掘，在日常的工藝運(yùn)行中加以注意。

首先來從工藝原理的角度來對反硝化脫氮的工藝運(yùn)行細(xì)節(jié)進(jìn)行討論。

1、反硝化的缺氧環(huán)境

生物池內(nèi)的反硝化反應(yīng)是一個缺氧反應(yīng)，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(yīng)中的氧來自于硝酸鹽氮中的氧原子，參與反硝化反應(yīng)的反硝化菌屬異養(yǎng)型兼性菌，在存在分子氧時，利用分子氧作為最終電子受體分解有機(jī)物；在無分子氧時，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(jī)物則作為碳源及電子供體提供能量并得到氧化穩(wěn)定。因此在反硝化區(qū)對溶解氧，也就是分子氧是要嚴(yán)格控制的，避免分子氧的存在對反硝化反應(yīng)的影響，而對反硝化區(qū)溶解氧的控制主要在工程上有不設(shè)置曝氣裝置，使用推流攪拌器來保持活性污泥的懸浮態(tài)。

在工藝運(yùn)行中，污水在城市地下管網(wǎng)的流動中，產(chǎn)生了一些跌水曝氣，進(jìn)入到污水廠以后在預(yù)處理段，在一些設(shè)置的高程差商也會產(chǎn)生跌水曝氣，有些污水廠采用曝氣沉砂池，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，但是也會對厭缺氧環(huán)境的低溶氧保持造成一定的影響，在運(yùn)行中，可以檢測預(yù)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，必要時可以采取淹沒出水，定期曝氣，活性污泥系統(tǒng)廠內(nèi)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(xù)關(guān)注污水廠工藝流程中的工藝細(xì)節(jié)管理后續(xù)文章。

延伸閱讀：

污水廠的處理流程中的工藝細(xì)節(jié)管理（一）

污水廠的處理流程中的工藝細(xì)節(jié)管理（二）

污水廠的處理流程中的工藝細(xì)節(jié)管理（三）

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