什么是短程硝化和短程反硝化？看完你就懂了!

短程硝化是指在生物脫氮過程中，通過特定的工藝調控手段，使氨氮氧化過程僅進行到亞硝酸鹽階段，即氨氮（NH??）首先被氧化為亞硝酸鹽（NO??），而亞硝酸鹽不再進一步氧化為硝酸鹽（NO??）。這一過程主要依賴于氨氧化菌（AOB）活性的強化以及對硝化菌（NOB）活性的有效抑制。短程硝化的優(yōu)勢在于減少了氧氣消耗和碳源需求，降低了后續(xù)反硝化階段的負荷，從而提升了整個系統(tǒng)的脫氮效率。

影響因素及優(yōu)化策略：

DO濃度：DO需嚴格控制在0.5-1.5 mg/L，以抑制硝化細菌而利于氨氧化菌。

溫度與pH值：適宜的溫度（20-30℃）和中性至弱堿性的pH環(huán)境有利于短程硝化的穩(wěn)定運行。

SRT（污泥齡）：適當縮短SRT，有利于選擇性地培養(yǎng)出短程硝化菌群。

進水負荷：保持穩(wěn)定的氨氮負荷，避免沖擊對短程硝化系統(tǒng)的破壞。

短程反硝化則是指將硝酸鹽或亞硝酸鹽直接還原為氮氣（N?），跳過了常規(guī)的反硝化過程中的NO??還原為NO??步驟。該過程通常需要特殊的反硝化菌種，能夠在缺氧環(huán)境下直接利用亞硝酸鹽作為電子受體進行反硝化反應。短程反硝化不僅可以避免傳統(tǒng)反硝化過程中產生的中間產物——一氧化氮（NO），減輕了環(huán)境壓力，而且提高了總氮去除率，節(jié)省了有機碳源的投入。

影響因素及優(yōu)化策略：

缺氧環(huán)境：嚴格的缺氧條件是短程反硝化的基礎，應控制DO低于0.5 mg/L。

pH值：pH在6.0-8.0之間有利于短程反硝化菌的生長和活性。

溫度：適宜的溫度（20-30℃）有助于提高反硝化速率。

碳源類型和供給量：選擇易降解、高效的碳源，并適當增加供碳量，促進短程反硝化的發(fā)生。

反應器內流態(tài)與混合：保證反應器內的混合均勻，避免局部區(qū)域出現氧濃度過高現象。

溶解氧控制：短程硝化的實現依賴于對硝化菌（NOB）的活性抑制，通常通過嚴格控制反應器內的溶解氧濃度，維持在一個既能保證氨氧化菌（AOB）正常工作又足以抑制NOB生長的低水平。

溫度與pH調節(jié)：不同的微生物種群對環(huán)境條件有不同的適應性，通過調整反應器的溫度和pH值，可以選擇性地促進目標菌群的活性，如一些特定的AOB能夠在較低溫度或特定pH范圍內具有更高的活性。

SRT(污泥齡)和HRT(水力停留時間)優(yōu)化：合理設定生物反應器的污泥齡和水力停留時間，有助于選擇性地富集AOB，同時淘汰或抑制NOB的增殖。

交替曝氣與缺氧處理：采用間歇曝氣或者分段處理方式，創(chuàng)造有利于短程硝化和短程反硝化的環(huán)境條件，例如，先在好氧條件下進行氨氮到亞硝酸鹽的轉化，然后迅速轉為缺氧或厭氧條件，使亞硝酸鹽直接被還原為氮氣。

添加抑制劑：某些化學物質可以作為NOB的抑制劑使用，比如甲醇、異丙醇等，能有效抑制NOB的活性，從而實現短程硝化。

碳源投加策略：適當的碳源投加能夠調控反硝化過程，使得亞硝酸鹽優(yōu)先于硝酸鹽作為電子受體被利用，實現短程反硝化。

綜上所述，通過一系列精準的工藝調控手段，可在污水處理系統(tǒng)中成功誘導并穩(wěn)定運行短程硝化和短程反硝化過程，進而提升脫氮效率，降低能耗，并減少副產物生成。