在脫氮工藝中氨氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)庥泻芏嗟耐緩?，也存在很多難以控制的中間過程及中間產(chǎn)物，恰恰是這些難控制的中間過程決定了最新的脫氮工藝的研究方向，本文將介紹一下短程硝化及短程反硝化的內(nèi)容！

什么是短程硝化？

廢水生物脫氮，一般由硝化和反硝化兩個(gè)過程完成，而硝化過程分為氨氧化階段和亞硝酸鹽氧化階段。這兩個(gè)階段分別由氨氧化菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)獨(dú)立催化完成。

第一階段是在AOB的作用下，將氨氮NH3－N氧化為亞硝態(tài)氮NO2―N；而第二階段是在NOB的作用下，將亞硝態(tài)氮NO2―N氧化為硝態(tài)氮NO3―N。

由于硝化反應(yīng)是由兩類生理特性不同的細(xì)菌獨(dú)立催化完成的不同反應(yīng)，所以需要通過適當(dāng)控制條件，可以將硝化反應(yīng)控制在NO2―N階段，阻止NO2―N的進(jìn)一步氧化，短程硝化的成功的標(biāo)準(zhǔn)就是系統(tǒng)中大量NO2-N累積！隨后直接進(jìn)行反硝化或者厭氧氨氧化，這就是為什么短程硝化如此重要的原因！

什么是短程反硝化？

短程反硝化（partial denitrification）：在反硝化過程中，有機(jī)物提供電子供體，細(xì)菌將NO3ˉ還原為NO2ˉ，而不是直接將NO3ˉ還原為N2的過程，稱為短程反硝化。反應(yīng)式為：

3NO3ˉ+CH3OH→3NO2ˉ+CO2+2H2O

短程硝化與短程反硝化的應(yīng)用：

短程硝化和短程反硝化的應(yīng)用主要是實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化過程中的亞硝酸鹽氮產(chǎn)生。

厭氧氨氧化是脫氮技術(shù)之一。厭氧氨氧化Anammox是在無(wú)氧條件下，以氨為電子供體、亞硝酸為電子受體，產(chǎn)生氮?dú)夂拖跛岬纳锓磻?yīng)。Anammox包括兩個(gè)過程：一是分解（產(chǎn)能）代謝，即以氨為電子供體，亞硝酸鹽為電子受體，兩者以1:1的比例反應(yīng)生成氮?dú)?，并把產(chǎn)生的能量以ATP的形式儲(chǔ)存起來；二是合成代謝，即以亞硝酸鹽為電子受體提供還原力，利用碳源二氧化碳以及分解代謝產(chǎn)生的ATP合成細(xì)胞物質(zhì)，并在這一過程中產(chǎn)生硝酸鹽。

在這過程中，大約89%的無(wú)機(jī)氮都將被轉(zhuǎn)化產(chǎn)生氮?dú)?，另?1%的無(wú)機(jī)氮被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，與傳統(tǒng)硝化反硝化工藝相比，厭氧氨氧化工藝有著巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其曝氣能耗只有傳統(tǒng)工藝的55-60%；該工藝幾乎無(wú)需碳源，如果為了去除硝酸鹽產(chǎn)物需要在厭氧氨氧化過程中投加碳源，其投加量也比傳統(tǒng)工藝中碳源投加量降低90%；厭氧氨氧化工藝可以減少45%堿度消耗量。同時(shí)，由于厭氧氨氧化菌細(xì)胞產(chǎn)率遠(yuǎn)低于反硝化菌，所以，厭氧氨氧化過程的污泥產(chǎn)量只有傳統(tǒng)生物脫氮工藝中污泥產(chǎn)量的15%左右，這將顯著降低剩余污泥的處理和處置成本。