同步硝化反硝化文献 (4)

同步硝化反硝化SND根据传统生物脱氮理论，脱氮途径一般包括硝化和反硝化两个阶段，硝化和反硝化两个过程需要在两个隔离的反应器中进行，或者在时间或空间上造成交替缺氧和好氧环境的同一个反应器中；实际上，较早的时期，在一些没有明显的缺氧及厌氧段的活性污泥工艺中,人们就层多次观察到氮的非同化损失现象，在曝气系统中也曾多次观察到氮的消失。

在这些处理系统中，硝化和反硝化反应往往发生在同样的处理条件及同一处理空间内，因此，这些现象被称为同步硝化/反硝化（迪）。

一、同步硝化反硝化的优点对于各种处理工艺中出现的SND现象已有大量的报道，包括生物转盘、连续流反应器以及序批示SBR反应器等等。

与传统硝化-反硝化处理工艺比较，SND 具有以下的一些优点：1、能有效地保持反应器中pH稳定，减少或取消碱度的投加；2、减少传统反应器的容积，节省基建费用；3、对于仅由一个反应池组成的序批示反应器来讲，SND能够降低实现硝化一反硝化所需的时间；4、曝气量的节省，能够进一步降低能耗。

因此SND系统提供了今后降低投资并简化生物除氮技术的可能性。

二、同步硝化反硝化的机理1、宏观环境生物反应器中的溶解氧DO主要是通过曝气设备的充氧而获得，无论何种曝气装置都无法使反应内氧气在污水中充分混匀。

最终形成反应器内部不同区域缺氧和好氧段，分别为反硝化菌和硝化菌的作用提供了优势环境，造成了事实上硝化和反硝化作用的同时进行。

除了反应器不同空间上的溶氧不均外，反应器在不同时间点上的溶氧变化也可以导致同步硝化/反硝化现象的发生。

HyungseokYoo 研究了SBR反应器在曝气反应阶段，反应器内DO浓度历经减小后逐渐升高，并伴随的同步硝化/反硝化现象。

2、微环境理论缺氧微环境理论是目前已被普遍接受的一种机理，被认为是同步硝化/反硝化发生的主要原因之一。

这一理论的基本观点认为：在活性污泥的絮体中，从絮体表面至其内核的不同层次上，由于氧传递的限制原因，氧的浓度分布是不均匀的，微生物絮体外表面氧的浓度较高，内层浓度较低。

同步硝化反硝化的出路，究竟在何方？古语云：殊途同归。

对于污水脱氮来说，亦是如此。

处理方法并不是只有一种。

方法一：依照传统生物脱氮理论，在脱氮过程中需要经过硝化和反硝化两个过程，最终将氨氮转化为氮气而解决污水处理脱氮问题。

生物脱氮原理如下：硝化作用是在亚硝酸菌作用下将氨氮转化为NO2-N，然后硝酸菌将NO2-N转化为NO3-N。

反硝化作用是指在厌氧或缺氧情况下将NO3-N转化为NO2-N，并最终将NO2-N转化为N2。

方法二：然而，近年来，国内外的不少研究和报告证明存在着同步硝化反硝化现象。

同步硝化反硝化又称短程硝化反硝化。

是指在同一反应器内同步进行硝化反应和反硝化反应。

这样的反应中，反硝化可以直接利用硝化作用转化的NO2-N进行反应，而不必将氨氮转化为NO3-N，可以减少能源的消耗，以及对氧的需求。

条条道路通罗马，那么总有一条是最合适的吧？那么，相对于传统脱氮反应来说，同步硝化反硝化又具有什么样的优势呢？根据化学计量学统计，与传统硝化反硝化脱氮反应相比，同步硝化反硝化具有以下优势：1.在硝化阶段可以减少25%左右的需氧量，减少对曝气的需求，就是减少能耗；2.在反硝化阶段减少了40%的有机碳源，降低了运行费用；3.NO2-N的反硝化速率比NO3-N的反硝化速率高63%左右；4.减少50%左右污泥；5.反应器容积可以减少30%-40%左右；6.反硝化产生的OH－可以原地中合硝化作用产生的H＋,能有效保持反应容器内的PH。

（以上数据出自论文：《同步硝化反硝化脱氮机理分析及影响因素研究》）既然有这么多的优势，那么为什么同步硝化反硝化工艺一直没能得到推广呢？这个，就要用一句古语来解释了：祸兮，福之所倚，福兮，祸之所伏。

也就是说，有利就有弊。

同步硝化反硝化工艺进入人们的视线以来，科学家以及相关的研究人员在上面倾注了大量的精力进行研究，对影响同步硝化反硝化反应的因素有了详细的了解。

同步硝化反硝化的影响因素总结如下：1.溶解氧（DO）控制系统中溶解氧，对获得高效的同步硝化反硝化具有极其重要的意义。

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硝化反应包括亚硝化和硝化两个步骤:二、反硝化反应在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将NO2--N和NO3--N 还原成N2的过程，称为反硝化。

反硝化菌为异养型微生物，在缺氧状态时，反硝化菌利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物作为电子供体提供能量并被氧化稳定。

反硝化反应方程式为：NO2-+3H(电子供给体-有机物) → 0.5 N2+H2O+OH-NO3-+5H(电子供给体-有机物) → 0.5 N2+2H2O+OH-三、短程硝化反硝化短程硝化是指NH3生成亚硝酸根，不再生产硝酸根；而由亚硝酸根直接生成N2，称为短程反硝化。

短程硝化反硝化是指NH3---NO2----N2，即可以从水中氨氮去除的一种工艺。

影响因素：pH硝化反应的适宜的pH值为7.0～8.0之间，其中亚硝化菌7.0～7.8时，活性最好；硝化菌在7.7～8.1时活性最好。

当pH降到5.5以下，硝化反应几乎停止。

反硝化细菌最适宜的pH值为7.0～7.5之间。

考虑到硝化和反硝化两过程中碱度消耗与产生的相互性，同步硝化与反硝化的最适的pH值应为7.5左右。

2、溶解氧（DO）硝化过程的DO应保持在2～3mg/L，反硝化过程的DO应保持0.2～0.5mg/L。

反应池内溶解氧的高低，必将影响硝化反应的进程，溶解氧质量浓度一般维持在2～3mg/L，不得低于1mg/L，当溶解氧质量浓度低于0.5～0.7mg/L时，氨的硝态反应将受到抑制。

同步硝化反硝化和短程硝化反硝化同步硝化反硝化和短程硝化反硝化1. 引言：硝化和反硝化是自然界中氮循环过程中的两个关键环节。

硝化指的是将氨氧化为硝酸盐的过程，反硝化则是将硝酸盐还原为氮气（N2）的过程。

同步硝化反硝化和短程硝化反硝化是两种在水体和土壤中发生的硝化反硝化现象。

本文将对这两种现象进行深入讨论，以更好地理解它们在环境中的重要性。

2. 同步硝化反硝化的概念及机理：2.1 同步硝化反硝化是指硝化和反硝化同时在同一生境中进行的现象。

在某些特定的环境条件下，硝化细菌和反硝化细菌能够共存并相互作用，形成稳定的氮循环。

这种现象通常发生在富含有机质和氮的水体和土壤中。

2.2 同步硝化反硝化的机理包括以下几个步骤：2.2.1 硝化：硝化细菌通过氧化氨氮（NH4+）生成亚硝酸盐（NO2-），再经过氧化反应生成硝酸盐（NO3-）。

2.2.2 反硝化：反硝化细菌利用硝酸盐中的氧气进行呼吸作用，将硝酸盐还原为氮气和一氧化氮（N2O）。

3. 短程硝化反硝化的概念及机理：3.1 短程硝化反硝化是指硝化和反硝化在同一小尺度范围内交替进行的现象。

它通常发生在微生物周围，如土壤微生物团聚体、根际等环境中。

3.2 短程硝化反硝化的机理包括以下几个步骤：3.2.1 硝化：土壤中的硝化细菌通过氧化氨氮（NH4+）生成亚硝酸盐（NO2-），然后亚硝酸盐被反硝化细菌进一步氧化为硝酸盐（NO3-）。

3.2.2 反硝化：硝酸盐中的氮气被反硝化细菌还原为氮气（N2）。

4. 同步硝化反硝化和短程硝化反硝化的重要性：4.1 氮素循环：同步硝化反硝化和短程硝化反硝化都是氮素循环的重要环节。

它们促进了氨氮和硝酸盐在水体和土壤中的转化，并维持了生态系统中氮的平衡。

4.2 环境污染控制：同步硝化反硝化和短程硝化反硝化能够降低水体和土壤中的硝酸盐含量。

硝酸盐过量会导致水体富营养化和土壤酸化，而同步硝化反硝化和短程硝化反硝化可以有效地将硝酸盐还原为无害的氮气和一氧化氮。

我用氧化沟实现了同步硝化反硝化！一、基本状况工业园区污水处理厂某氧化沟设计处理量7500m³/d，实际水量仅2000m³/d左右，工艺采纳：高效水解酸化池+改良型奥贝尔氧化沟+深度处理。

酸化池池容分别为2000m³；氧化沟外、中、内池容比：3.6:1.5:1；氧化沟池容约6500m³，设计进水水质与生活污水类似，设计出水一级A标。

氧化沟结构详见图1。

图中红色部分为表曝机，共计6台表曝机，其中外沟4台，中沟、内沟共用两台。

外沟加装有4台推流器，对外沟表曝机的开停可实现外沟缺氧、好氧的转变。

因二沉池结构的缺陷，二沉池污泥回流需要开两台，每台水泵的流量为：160m³/h。

因近期进水冲击比较大，将深度处理的一部分出水回流至进水口来对进水进行稀释，回流量约为2000m³/d。

二、操作说明该厂在设计之初未考虑TN指标，氧化沟均采纳表曝机曝气与推流，在笔者的剧烈要求下，在外沟加装4台推流器，原有表曝机未拆除。

因企业偷排严峻，各项指标，氧化沟溶解氧下降较为明显，故而这段时间内加开外沟表曝机，正常状况下加开2台，严峻时加开4台。

由于外沟没有在线溶氧仪，同时现场没有便携式溶氧仪，因此无法对外沟溶解氧进行监测。

中沟的在线溶氧仪溶解氧保持在 6.0以上（可能是在线溶氧仪的问题，或者是这个水必需是这个溶解氧。

）出水各项指标方能满意排放要求。

整个系统在此阶段运行中未投加碳源。

污泥浓度在5.5-6.0g/L之间。

SVI在135-145之间。

在运行过程中，硝化液回流泵未开，仅开两台污泥回流泵，回流比约为200%（相对于氧化沟每天4000m³的进水量。

）管网来水2000m³/d，出水回流至调整池2000m³/d，酸化池及氧化沟进水4000m³/d，出水口排放量2000m³/d。

三、十日数据变化曲线说明：二沉池因悬浮物比较多，在经过深度处理后，出水COD在25-30之间徘徊。

同步硝化反硝化原理同步硝化反硝化是指在同一微生物群落中，硝化和反硝化两个过程同时进行的一种生物地球化学过程。

硝化是指氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸氧化细菌（NOB）将氨氧化为亚硝酸，再将亚硝酸氧化为硝酸的过程。

而反硝化则是指一些厌氧细菌利用硝酸或亚硝酸作为电子受体，将硝酸还原为氮气或亚硝酸还原为氮气的过程。

在自然界中，同步硝化反硝化过程对氮素的循环起着重要作用。

首先，硝化是氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸氧化细菌（NOB）共同完成的过程。

氨氧化细菌利用氨氧化酶将氨氧化为亚硝酸，而亚硝酸氧化细菌则利用亚硝酸氧化酶将亚硝酸氧化为硝酸。

这两个过程共同完成了氨的氧化过程，形成了硝化的终产物硝酸。

硝化过程是生态系统中氮素循环的重要环节，它将氨氧化为硝酸，为植物提供了可利用的氮源。

其次，反硝化是指一些厌氧细菌利用硝酸或亚硝酸作为电子受体，将硝酸还原为氮气或亚硝酸还原为氮气的过程。

这个过程是氮素从生态系统中循环的另一个重要环节。

通过反硝化过程，硝酸和亚硝酸可以被还原为氮气，从而释放到大气中，完成了氮素的还原过程。

同步硝化反硝化的原理在于，在同一微生物群落中，既有进行硝化的细菌，又有进行反硝化的细菌。

这些细菌在不同的环境条件下，可以共同完成氮素的氧化和还原过程。

这种生物地球化学过程在自然界中起着非常重要的作用，它维持了生态系统中氮素的平衡循环。

总的来说，同步硝化反硝化是指在同一微生物群落中，硝化和反硝化两个过程同时进行的一种生物地球化学过程。

硝化过程将氨氧化为硝酸，为植物提供了可利用的氮源，而反硝化过程则将硝酸和亚硝酸还原为氮气，完成了氮素的还原过程。

这种生物地球化学过程在自然界中起着重要的作用，维持了生态系统中氮素的平衡循环。

同步硝化反硝化研究进展摘要:同步硝化反硝化工艺同传统的生物脱氮工艺相比,可以节省碳源,减少曝气量,减少设备运行费用等优点,具有很大的研究应用前途。

本文结合国内外研究,介绍其主要机理，分析同步硝化反硝化实现条件和影响因素，并且提出了研究展望。

关键词:同步硝化反硝化;微环境;生物脱氮;好氧反硝化Study Progress on Simultaneous Nitrificationand DenitrificationAbstract:Simultaneous nitrification and denitrification (SND) has some obvious merits in comparison with traditional method for nitrogen removal. This method could reduce energy consumption and construction cost. The paer made a summary on current domesticand foreign study status of simultaneous nitrification and denitrification (SND) in waste water treatment, and made a theoretical explanation for the phenomenom of nitrification and denitrification.The author alsosummarized the practice and influencing facts of SND process and put forward some suggestions for futher study of SND.Key words: Simultaneous nitrification and denitrification;Microbiology;Biological nitrogen removal;Aerobic denitrification前言：根据传统生物脱氮理论,脱氮途径一般包括硝化和反硝化2个过程,硝化过程是氨通过亚硝酸盐向硝酸盐的自养型转换,主要是由化能无机营养菌—硝化细菌完成的,反硝化过呈程则被认为是在严格的厌氧条件下完成的。

同步硝化反硝化工艺
同步硝化反硝化工艺是一种高效的废水处理技术，它可以将废水中的氨氮转化为无害的氮气，从而达到净化水质的目的。

该工艺的核心是将硝化和反硝化两个过程同步进行，以达到最佳的处理效果。

硝化是指将废水中的氨氮转化为硝酸盐的过程，这个过程需要一定的氧气和适宜的温度。

在同步硝化反硝化工艺中，硝化过程通常是通过生物反应器来完成的。

反应器中的微生物可以利用氨氮和氧气来合成硝酸盐，这个过程可以分为两个阶段：亚硝化和硝化。

在亚硝化阶段，微生物将氨氮转化为亚硝酸盐；在硝化阶段，亚硝酸盐进一步被氧化为硝酸盐。

反硝化是指将硝酸盐还原为氮气的过程，这个过程需要一定的有机物和缺氧条件。

在同步硝化反硝化工艺中，反硝化过程通常是通过生物反应器和沉淀池来完成的。

反应器中的微生物可以利用有机物和硝酸盐来合成氮气，这个过程可以分为两个阶段：亚硝化和反硝化。

在亚硝化阶段，微生物将硝酸盐转化为亚硝酸盐；在反硝化阶段，亚硝酸盐进一步被还原为氮气。

同步硝化反硝化工艺的优点在于可以将废水中的氨氮完全转化为无害的氮气，从而达到净化水质的目的。

此外，该工艺还可以节约能源和减少化学药剂的使用，从而降低了处理成本。

因此，同步硝化反硝化工艺在废水处理领域中得到了广泛的应用。

同步硝化反硝化工艺是一种高效的废水处理技术，它可以将废水中的氨氮转化为无害的氮气，从而达到净化水质的目的。

该工艺的优点在于可以节约能源和减少化学药剂的使用，从而降低了处理成本。

同步硝化-反硝化生物脱氮工艺研究进展一、绪论随着氮素污染的加剧，除氮技术的研究和应用引起了人们的广泛关注。

废水脱氮技术可以分为物理化学方法和生物方法两大类。

物理化学方法通常只能去除氨氮，常用的物化脱氮方法包括折点加氮法、选择性离子交换法、空气吹脱法和催化氧化法等。

生物脱氮技术由于其投资及运转成本低，操作简单且无二次污染，废水达标排放可靠性强等优点，因此成为脱氮的最佳处理方式。

传统的生物脱氮处理过程，是首先在好氧条件下，亚硝酸菌将氨氮氧化为亚硝酸氮，而后硝酸菌将亚硝酸氮进一步氧化为硝酸氮。

随后在缺氧条件下，反硝化菌将硝酸氮或亚硝酸氮还原成气态氮或N2O。

虽然传统废水生物脱氮工艺在消除氮素污染方面起到了一定作用，但仍存在如下问题：（1）自养硝化菌在大量有机物存在的条件下，对氧气和营养物质的竞争不如好氧异养菌，从而导致异养菌占优势；反硝化菌以有机物作为电子供体，而有机物的存在影响硝化反应的速度；硝化反应与反硝化反应对DO浓度需要差别很大。

上述硝化菌和反硝化菌的不同要求导致了硝化和反硝化两个两个过程在时间和空间上难以统一。

（2）硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度，特别是在低温冬季。

因此造成系统总水力停留时间较长，有机负荷较低，增加了基建投资和运行费用；（3）为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果，必须同事进行污泥回流和硝化液回流，增加了动力消耗及运行费用；（4）硝化过程中产生的酸度需要投加碱中和，不仅增加了处理费用，而且还可能造成二次污染。

同步硝化反硝化（SND）生物脱氮技术的出现为在同一反应器内同时实现硝化、反硝化和除碳提供了可能，这一方法不仅可以克服传统生物脱氮存在的问题，而且还具有下列优点：能缩短脱氮历程；节省碳源；降低动力消耗；提高处理能力；简化系统的设计和操作等。

因而具有很大的潜力。

近年来国内外的不少实验和报道均证实在污水处理中可能存在许多以前未曾注意到的微生物过程，如厌氧氨氧化、好氧反硝化、异氧硝化及自养硝化细菌的反硝化等，为生物脱氮提供了全新的途径，也奠定了同步硝化反硝化（SND)生物脱氮技术的理论基础。

同步硝化反硝化和短程硝化反硝化随着人类对环境保护意识的提高，对水体生态系统的关注愈发增加。

其中，氮循环作为生态环境中的重要一环，也备受关注。

在氮循环中，“同步硝化反硝化”和“短程硝化反硝化”是两个重要的过程，对于水体的氮素转化和利用具有重要的作用。

以下将从深度和广度的角度进行全面评估，以便更好地了解这两个过程。

1. 同步硝化反硝化的概念同步硝化反硝化是指在同一微生物体内，氨氮直接转化为硝酸盐，然后直接再被还原为氮气的过程。

这一过程通常由单一微生物完成，也被称为全硝化或类全硝化反应。

在自然界中，同步硝化反硝化主要由厌氧异养细菌完成，这些细菌具有很强的氨氧化和硝化能力，能够将氨氮快速氧化为亚硝酸盐，然后在厌氧条件下迅速还原为氮气，从而将氨氮转化为无害的氮气释放到大气中。

2. 短程硝化反硝化的概念短程硝化反硝化指的是在很短的时间和空间内，氨氮被氧化为硝酸盐然后迅速还原为氮气的过程。

这一过程通常发生在水体底泥或水体微缝隙中，因此被称为短程硝化反硝化。

在水体中，短程硝化反硝化通常由微生物和底泥中的细菌完成，底泥中的微生物可以迅速氧化水体中的氨氮为硝酸盐，然后水体中的细菌则可以迅速还原硝酸盐为氮气，从而在水体中形成短程硝化反硝化过程。

3. 两者的联系和区别同步硝化反硝化和短程硝化反硝化虽然是两种不同的氮素转化过程，但它们之间也存在着联系和区别。

联系在于，两者都是对氨氮进行氧化和还原的过程，最终都将氨氮转化为无害的氮气释放到大气中。

而区别在于，同步硝化反硝化主要发生在水体中的微生物体内，而短程硝化反硝化则主要发生在水体底泥和微缝隙中，两者的位置和速率都存在较大差异。

在我们对同步硝化反硝化和短程硝化反硝化进行全面评估之后，可以发现两者在氮素转化和利用过程中都起着非常重要的作用，对于维护水体生态系统的健康具有重要意义。

总结回顾：通过全面的评估和深入的探讨，我们对同步硝化反硝化和短程硝化反硝化有了更深入的理解。

也了解到两者在水体氮素转化中的重要性和作用。