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短程硝化反硝化生物脱氮工艺影响因素研究现状
田发新
（烟台市水利建筑勘察设计院，山东烟台264001）
摘要：简述了传统的生物脱氮原理及生物脱氮理论的突破，研究了国内外短程硝化反硝化的技术进展，对短程硝化反硝化生物脱
氮工艺的影响因素进行了分析，为在更普遍、更广泛的条件下实现短程硝化生物脱氮技术提供参考和支持。
关键词：短程硝化反硝化;控制温度;溶解氧;pH值

1传统生物脱氮原理突破，目前涌现出了一批新型的生物脱氮工艺，如短程硝化反硝化
生物脱氮的基本原理通过微生物氧化作用，将污水中含氮化合工艺（Shortcutnitrification-denitrification简称：SCND）、短程硝化－
物转化为氮气的过程，整个过程分为两个阶段，分别为硝化反应和厌氧氨氧化工艺（Sharon－Anammox）、同步硝化反硝化工艺（Simul-
反硝化反应。taneousnitrification-denitrification）。进而污水生物脱氮技术也取得
硝化反应是指硝化细菌在有氧的条件下将含氮化合物转化成了快速发展，其中，SCND工艺已经有国、内外的相关学者对其做了
硝态氮的过程，硝化反应分为两个阶段。第一阶段为亚硝化反应由相关实验研究。
亚硝化细菌将含氮化合物转化为亚硝态氮过程；亚硝化细菌包括亚3短程硝化反硝化生物脱氮工艺的研究现状
硝酸盐螺旋杆菌属、亚硝酸盐球菌属、亚硝酸盐单胞菌属等；第二阶目前，对SCND工艺的研究，主要体现在控制温度、溶解氧、PH
段为硝化反应由硝化细菌将亚硝态氮进一步转化为硝态氮的过程。值三方面影响因素，三个影响因素的影响研究现状如下：
硝化细菌包括、螺旋菌属、球菌属等。亚硝化细菌和硝化细菌统称为3.1控制温度
2--
硝化菌，硝化细菌采用CO2、CO3、HCO3等无机化合物作为碳源，通硝化过程的适宜温度为23℃～32℃，在5℃～42℃内均也可以
过对无机物的氧化，获得能量进行硝化反应。反应式如下：进行，通常情况下低于15℃时硝化反应速率会下降，同时温度低对
两类硝化细菌活性及硝化产物的影响也不同。在13℃～16℃下污
水中硝化细菌活性受到抑制，能够出现亚硝酸盐氮积累的现象。
16℃～32℃时，硝化反应的产物主要为硝酸盐氮，亚硝酸盐氮较少，
反硝化反应是在缺氧或无氧条件下由微生物将亚硝态氮和硝基本上没有发现亚硝酸盐氮的积累。而温度继续升高，当超过32℃
态氮转化为氮气的过程。反硝化菌包括螺旋菌属、反硝化杆菌属等，时，又发现亚硝酸盐氮积累的现象[6]。
反硝化细菌可以利用污水中的分子氧、硝态氮、亚硝态氮以作为电国内学者王淑莹等[4-5]通过控制水温在30℃～32℃成功实现了
子受体，利用有机物作为碳源及电子供体提供能力。具体反应式如SCND工艺，较系统的分析了温度变化对SCND的影响。研究结果发
下：现，水温保持在30℃时得到的短程硝化，当在20.5℃～24.5℃时，硝
化类型发生转向，由短程硝化完全转化为全程硝化。而后，逐渐升
温，硝化类型又逐渐转变为短程硝化。当温度达到29℃～30℃时，
硝化反应为稳定的亚硝酸型硝化，硝化反应结束时亚硝酸盐氮积累
率（--）平均维持在，并且得出工
当反应体系中H2，H2S等有机物不足时，反硝化细菌通过消耗NO2-N/NOX-N83.2％～83.8％SCND
自身细胞进行内源反硝化，反应式如下：艺的适宜温度为30℃～32℃。
3.2控制溶解氧浓度
硝酸盐转为化为氮气的反应式如下：硝化反应的另一个重要的因素是溶解氧，很多研究表明：溶解
氧较低的情况下，更容易发生亚硝酸盐积累。亚硝化细菌的K值为
生物脱氮过程中硝化反应中的硝化细菌是好氧细菌，而且反硝0.21mg/～0.42mg/L，而硝化菌的K值为1.22mg/～1.52mg/L。因此，溶
化反应中反硝化细菌又要求在缺氧或者是兼性厌氧的条件下进行解氧较低的情况实现亚硝酸盐氮大量积累的主要原因是由于亚硝
反应，这本身就存在一定矛盾；同时，硝化细菌和反硝化细菌对有机酸盐氮和硝酸盐氮的K值（溶解氧饱和常数）不同，在较低的含氧条
物的存在也是矛盾的，两种细菌对有机物的竞争不同，硝化细菌对件下硝酸盐氮的反应速度较快，弥补了微生物自身氧化反应的降
营养物的竞争要强于反硝化细菌。因此，硝化菌和反硝化菌性质的低，硝化全过程未收到较大的影响。
差异导致了生物脱氮反应器的不同组合，如SCND工艺由同一污泥彭党聪等[3]在SBR反应中发现，在0.6～1.1mg/L氧浓度下，当进
完成单一污泥工艺和由不同污泥完成的双污泥工艺。前者通过交替水含氮化合物浓度为260mg/L时，氨氮出水浓度在5mg/L以下，且
的好氧区和厌氧区来实现，后者则通过使用分离的硝化和反硝化反反应产物主要为亚硝酸盐氮，持续反应110d，仍然维持较高的反应
应