下载文档原格式
硝化与反硝化反应一、硝化反应1、硝化：在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。
反应过程如下：亚硝酸盐菌：NH4++ 3/2 O2→ NO2-+ 2H++ H2O - △E △E=278.42KJ接着亚硝酸盐转化为硝酸盐：NO2-+ 1/2 O2→ NO3-- △E △E=278.42KJ这两个反应式都是释放能量的过程，氨氮转化为硝态氮并不是去除氮而是减少它的需氧量。
上诉两式合起来写成：NH4++ 2 O2→ NO3-+ 2H++ H2O - △E △E=351KJ综合氨氧化和细胞体合成反应方程式如下：NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.02C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.88H2CO3上式可知：在硝化过程中，1g 氨氮 NH4+-N 氧化为转化为 NO2--N 需 3.43gO2，氧化1gNO2--N 需要 1.14gO2,所以氧化 1gNH4+-N 需要 4.57gO2；硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每 lg 氨氮 NH4+-N 氧化为 NO3-，将消耗碱度2*50/14=7.l4g(以 CaCO3计)。
2、影响硝化过程的主要因素有：(1)pH 值和碱度当 pH 值为 8.0～8.4 时(20℃)，硝化作用速度最快，其中亚硝化菌 6.0～7.5，硝化菌 7.0～8.5。
由于硝化过程中 pH 将下降，当废水碱度≤70mg/l，则需投加石灰，维持 pH 值在 7.5 以上。
(2)温度温度高时，硝化速度快。
亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃ ，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；5℃时完全停止。
(3)污泥停留时间硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为＝0.3～0.5d-1 (温度20℃ ，pH8.0～8.4)。
为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。
硝化系统与pH值关系(2007-05-19 22:51:41)分类：七彩水质专题发生硝化反应，那么必须控制污泥龄大于硝化细菌的世代时间方可。
按照污水处理的理论，硝化细菌世代周期5~8天,反硝化细菌世代周期15天左右。
碱度是为硝化细菌提供生长所需营养物质，氧化1mg NH4-N需要碱度7.14 mg。
硝化过程只有在污泥负荷<0.15kgBOD/(kgSS·d)时才会发生。
在反应过程中氧化1kg氨氮约消耗4.6kg氧，同时消耗约7.14kg碳酸钙碱度。
为保证硝化作用的彻底进行，一般来说出水中应有剩余碱度。
合适的pH是微生物发挥最佳活性必须的，一般微生物要在pH6-9范围内比较合适。
实际上，因为水质的差异，相同pH的水，碱度可以相差很多。
对于A/O工艺。
其中硝化液回流进行反硝化，这样可以利用原污水中的有机物做为反硝化的电子供体，同时可提供部分碱度，抵消硝化段的部分碱度消耗。
该工艺脱氮率的提高要靠增加回流比实现，但回流比不宜太高，否则回流混合液中夹带的DO会影响到反硝化段的缺氧状态，另外回流比增大，运行费用也会增加。
水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量，例如氢氧根,碳酸盐,重碳酸盐,磷酸盐,磷酸氢盐,硅酸盐,硅酸氢盐,亚硫酸盐,腐植酸盐和氨等，都是水中常见的碱性物质，它们都能与酸进行反应。
因此，选用适宜的指示剂,以酸的标准溶液对它们进行滴定，便可测出水中碱度的含量.。
碱度可分为酚酞碱度和全碱度两种。
酚酞碱度是以酚酞作指示剂时所测出的量,其终点的pH值为8.3;全碱度是以甲基橙作指示剂时测出的量,终点的pH值为4.2.若碱度很小时,全碱度宜以甲基红-亚甲基蓝作指示剂,终点的pH值为5.0。
碱度以CaCO3（碳酸钙）浓度表示，单位为mg/l。
PH的值是H离子浓度的体现，当PH=7是，说明H离子浓度为10的-7次幂，所以OH离子的浓度也是10的-7次幂，为中型，当PH=8时，H离子浓度为10的-8次幂，OH离子浓度是10的-6次幂，这都是H离子的浓度小于1mol/L时的计算方法，当H离子浓度大于1时，就不用了。
1、温度：温度愈高，可使硝化作用的活性增加，但这不表示温度越高越好，因为温度越高，溶氧的饱和度会降低，因此硝化作用仅能在温度与溶氧之间取得一个平衡关系以获得最高的效率。
一般的建议是以不超过30℃，不低于20℃为原则。
2、PH值：在一般的生物处理程序中，硝化反应系统受pH影响很大。
硝化细菌在生长过程中会消耗大量碱度，故pH稍高于7～8，有利于硝化作用（张镇南等，1995）。
一般的建议是以介于7.5～8.2之间最佳，若高于9.0或低于6.0都要避免，因为那已超过硝化细菌正常生长的范围，必然会影响硝化作用的效率（Alleman，1992）。
3、溶氧：当溶氧（DO）浓度低时，硝化反应受溶氧浓度影响很大。
但在一般的生物处理程中，溶氧则较不容易控制，因此必须作处理水之溶氧测试，并控制至少不低于2～3ppm的范围内（Alleman，1992）。
4、氨和亚硝酸：分子性的氨和游离的亚硝酸均会对硝化反应产生抑制作用（Anthonisen，1976）。
分子性的氨浓度如果高于10～150ppm，可能对亚硝酸化作用产生抑制作用，高于0.1～1.0ppm对硝酸化作用即产生抑制作用（Anthonisen，1976）。
亚硝酸浓度若大于0.22～2.8ppm亦会抑制硝酸化作用（Anthonisen et al.，1976）。
5、碳氮比：硝化细菌之存在比率取决于污水中含碳物质及含氮物质之相对数量。
含氮营养物浓度之测定可利用凯氏法（Kjeldahl method）测得所谓的总凯氏氮（Totol Kjeldahl Nitrogen），简称TKN，其值包含氨及有机氮化物。
含碳物质浓度之测定可利用生化需氧量BOD（Biochemical Oxygen Demand）行之，它代表有机污染之程度。
BOD/TKN简称碳氮比。
碳氮比愈高，异营性氧化菌的活性较大，大量繁殖，消耗溶氧速率快，使硝化细菌无法生存竞争。
反之，如果碳氮比愈低，则有利于硝化细菌之增殖。
污水生物硝化处理工艺pH值控制及碱度核算污水生物硝化处理工艺pH值控制及碱度核算一、影响硝化的重要因素1、pH和碱度对硝化的影响pH值酸碱度是影响硝化作用的重要因素。
硝化细菌对pH反应很敏感，在pH中性或微碱性条件下（pH为8～9的范围内），其生物活性最强，硝化过程迅速。
当pH＞9.6或＜6.0时，硝化菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。
若pH＞9.6时，虽然NH4＋转化为NO2—和NO3—的过程仍然异常迅速，但是从NH4的电离平衡关系可知，NH3的浓度会迅速增加。
由于硝化菌对NH3极敏感，结果会影响到硝化作用速率。
在酸性条件下，当pH＜7.0时硝化作用速度减慢，pH＜6.5硝化作用速度显著减慢，硝化速率将明显下降。
pH＜5.0时硝化作用速率接近零。
pH下降的原因pH下降的原因可能有两个，一是进水中有强酸排入，导致人流污水pH降低，因而混合液的pH也随之降低。
由硝化方程式可知，随着NH3-N被转化成NO3—-N，会产生部分矿化酸度H+，这部分酸度将消耗部分碱度，每克NH3-N转化成NO3—-N约消耗7.14g碱度(以CaC03计)。
因而当污水中的碱度不足而TKN负荷又较高时，便会耗尽污水中的碱度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。
如果无强酸排人，正常的城市污水应该是偏碱性的，即pH一般都大于7.0，此时的pH 则主要取决于人流污水中碱度的大小。
所以，在生物硝化反应器中，应尽量控制混合液pH＞7.0，制pH＞7.0，是生物硝化系统顺利进行的前提。
而要准确控制pH，pH＜6.5时，则必须向污水中加碱。
应进行碱度核算。
2、有机负荷的影响在采用曝气生物滤池工艺进行硝化除氮时，NH4-N的去除在一定程度上取决于有机负荷。
当有机负荷稍高于3.0kgBOD／(m3滤料·d)时，NH3-N的去除受到抑制；当有机负荷高于4.0kgBOD/（m3滤料·d)时，NH3-N的去除受到明显抑制。
1.硝化反应在好氧条件下，通过自养型微生物亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。
硝化反应包括亚硝化和硝化两个步骤:2. 反硝化反应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-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-3.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。
4.影响因素：（1）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。
反硝化通常需在缺氧条件下进行，溶解氧对反硝化有抑制作用，主要是由于氧会与硝酸盐竞争电子供体，同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性。
污水生物硝化处理工艺pH值控制及碱度核算污水生物硝化处理工艺pH值控制及碱度核算一、影响硝化的重要因素1、pH和碱度对硝化的影响pH值酸碱度是影响硝化作用的重要因素。
硝化细菌对pH反应很敏感，在pH中性或微碱性条件下（pH为8～9的范围内），其生物活性最强，硝化过程迅速。
当pH＞9."6或＜6."0时，硝化菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。
若pH＞9."6时，虽然NH4＋转化为NO2—和NO3—的过程仍然异常迅速，但是从NH4的电离平衡关系可知，NH3的浓度会迅速增加。
由于硝化菌对NH3极敏感，结果会影响到硝化作用速率。
在酸性条件下，当pH＜7."0时硝化作用速度减慢，pH＜6."5硝化作用速度显著减慢，硝化速率将明显下降。
pH＜5."0时硝化作用速率接近零。
pH下降的原因pH下降的原因可能有两个，一是进水中有强酸排入，导致人流污水pH降低，因而混合液的pH也随之降低。
由硝化方程式可知，随着NH3-N被转化成NO3—-N，会产生部分矿化酸度H+，这部分酸度将消耗部分碱度，每克NH 3-N转化成NO3—-N约消耗7."14g碱度(以CaC03计)。
因而当污水中的碱度不足而TKN负荷又较高时，便会耗尽污水中的碱度，使混合液中的pH值降低至7."0以下，使硝化速率降低或受到抑制。
如果无强酸排人，正常的城市污水应该是偏碱性的，即pH一般都大于7."0，此时的pH则主要取决于人流污水中碱度的大小。
所以，在生物硝化反应器中，应尽量控制混合液pH＞7."0，制pH＞7."0，是生物硝化系统顺利进行的前提。
而要准确控制pH，pH＜6."5时，则必须向污水中加碱。
应进行碱度核算。
2、有机负荷的影响在采用曝气生物滤池工艺进行硝化除氮时，NH4-N的去除在一定程度上取决于有机负荷。
当有机负荷稍高于3."0kgBOD／(m3滤料·d)时，NH3-N的去除受到抑制；当有机负荷高于4.0kgBOD/（m3滤料·d)时，NH3-N的去除受到明显抑制。
硝化系统与pH值关系(2007-05-19 22:51:41)分类：七彩水质专题发生硝化反应，那么必须控制污泥龄大于硝化细菌的世代时间方可。
按照污水处理的理论，硝化细菌世代周期5~8天,反硝化细菌世代周期15天左右。
碱度是为硝化细菌提供生长所需营养物质，氧化1mg NH4-N需要碱度7.14 mg。
硝化过程只有在污泥负荷<0.15kgBOD/(k gSS·d)时才会发生。
在反应过程中氧化1kg氨氮约消耗4.6kg氧，同时消耗约7.14kg碳酸钙碱度。
为保证硝化作用的彻底进行，一般来说出水中应有剩余碱度。
合适的pH是微生物发挥最佳活性必须的，一般微生物要在pH6-9范围内比较合适。
实际上，因为水质的差异，相同pH的水，碱度可以相差很多。
对于A/O工艺。
其中硝化液回流进行反硝化，这样可以利用原污水中的有机物做为反硝化的电子供体，同时可提供部分碱度，抵消硝化段的部分碱度消耗。
该工艺脱氮率的提高要靠增加回流比实现，但回流比不宜太高，否则回流混合液中夹带的DO会影响到反硝化段的缺氧状态，另外回流比增大，运行费用也会增加。
水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量，例如氢氧根,碳酸盐,重碳酸盐,磷酸盐,磷酸氢盐,硅酸盐,硅酸氢盐,亚硫酸盐,腐植酸盐和氨等，都是水中常见的碱性物质，它们都能与酸进行反应。
因此，选用适宜的指示剂,以酸的标准溶液对它们进行滴定，便可测出水中碱度的含量.。
碱度可分为酚酞碱度和全碱度两种。
酚酞碱度是以酚酞作指示剂时所测出的量,其终点的pH值为8.3;全碱度是以甲基橙作指示剂时测出的量,终点的pH值为4.2.若碱度很小时,全碱度宜以甲基红-亚甲基蓝作指示剂,终点的pH值为5.0。
碱度以CaCO3（碳酸钙）浓度表示，单位为mg/l。
PH的值是H离子浓度的体现，当PH=7是，说明H离子浓度为10的-7次幂，所以OH离子的浓度也是10的-7次幂，为中型，当PH=8时，H离子浓度为10的-8次幂，OH离子浓度是10的-6次幂，这都是H离子的浓度小于1mol/L时的计算方法，当H离子浓度大于1时，就不用了。
污水处理技术之关于硝化反硝化的碳源、碱度的计算一、硝化细菌硝化反应过程：在有氧条件下，氨氮被硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。
他包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌（N i t r o s o m o n a s s p）参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌（N i t ro b a c t e r s p）参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌，它们利用C O2、C O32-、H C O3-等做为碳源，通过N H3、N H4+、或N O2-的氧化还原反应获得能量。
硝化反应过程需要在好氧（A e ro bi c或O x i c）条件下进行，并以氧做为电子受体，氮元素做为电子供体。
其相应的反应式为：亚硝化反应方程式：55N H4++76O2+109H C O3→C5H7O2N﹢54N O2-+57H2O+104H2C O3硝化反应方程式：400N O2-+195O2+N H4-+4H2C O3+H C O3-→C5H7O2N+400N O3-+3H2O硝化过程总反应式：N H4-+1.83O2+1.98H C O3→0.021C5H7O2N+0.98N O3-+1.04H2O+1.884H2C O3通过上述反应过程的物料衡算可知，在硝化反应过程中，将1克氨氮氧化为硝酸盐氮需好氧4.57克（其中亚硝化反应需耗氧3.43克，硝化反应耗氧量为1.14克），同时约需耗7.14克重碳酸盐（以C a C O3计）碱度。
在硝化反应过程中，氮元素的转化经历了以下几个过程：氨离子N H4-→羟胺N H2O H→硝酰基N O H→亚硝酸盐N O2-→硝酸盐N O3-。
二、反硝化细菌反硝化反应过程：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从无水中逸出，从而达到除氮的目的。
反硝化是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程，反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物。
当有分子态氧存在时，反硝化菌氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体，当无分子态氧存在时，反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N3+和N5+做为电子受体，O2-作为受氢体生成水和O H-碱度，有机物则作为碳源提供电子供体提供能量并得到氧化稳定，由此可知反硝化反应须在缺氧条件下进行。
污水深度处理的硝化与反硝化一。
硝化(1) 微生物：自营养型亚硝酸菌(Nitrosmohas)自营养型硝酸菌（Nitrobacter）(2) 反应：城市污水中的氮化物主要是NH3,硝化菌的作用是将NH3—N氧化为NO3—NNH+4+1.5O2———NO2+H2O+H+－ΔE亚硝酸菌ΔE=278.42kJNO2+0.5O2———NO-3－ΔE硝酸菌ΔE=278.42kJNH+4+2.0O2——— NO-3+H2+2H+－ΔE硝酸菌ΔE=351kJ研究表明,硝化反应速率主要取决于氨氮转化为亚硝酸盐的反应速率。
硝酸菌的细胞组织表示为C5H7NO255NH+4+76O2+109HCO-3———C5H7NO2+54NO-2+57H2O+104H2Co3亚硝酸菌400 NO2+ NH+4+4 H2Co3+ HCO-3+195 O2——— C5H7NO2+3 H2O+400 NO-3硝酸菌NH+4+1.86 O2+1.98HCO-3——— 0.02C5H7NO2+1.04H2O+0.98 NO-3+1.88H2Co3硝酸菌(3) 保证硝化反应正常进行的必要条件：pH 8~9水温亚硝酸菌反应最佳温度t=35 0C t>15 0CDO 2 ~ 3 mg / L > 1.0 mg / L硝化1克NH3—N：消耗4。
57克O2消耗7。
14克碱度（擦C a Co3计）生成0。
17克硝酸菌细胞(4) 亚硝酸菌的增殖速度 t=25O C活性污泥中µ(Nitrosmohas)=0.18e 0.116(T-15) day –1µ(Nitrosmohas)=0.322 day –1（20ＯＣ）纯种培养：µ(Nitrosmohas)=0.41e 0.018(T-15) day -1河水中µ(Nitrosmohas)=0.79e 0.069(T-15) day -1一般它营养型细菌的比增长速度µ =1。
污水处理技术之关于硝化反硝化的碳源碱度的计算硝化反硝化是一种常用的污水处理技术，通过利用硝化细菌和反硝化细菌对有机废水中的氨氮和硝酸盐氮进行氧化还原反应，从而将污水中的氮化合物去除。
在硝化反硝化过程中，碳源碱度是一个重要的参数，可以影响到碳源的利用率以及反硝化的效果。
碳源碱度是指用于提供有机物质的碳源的碱性程度，通常以水溶液中的pH值表示。
在硝化反硝化过程中，有机废水中的有机物质作为碳源被硝化细菌利用生成亚硝酸盐，并被反硝化细菌利用生成氮气。
有机物质的供碳程度与碳源碱度有关，碳源碱度的提高可以促进硝化反硝化反应的进行。
在计算碳源碱度时，可以采用碳源供碳系数和pH值之间的关系来确定。
碳源供碳系数是指单位碳源投加量能够供给到的单位氮源碱度上升量。
碳源供碳系数可以通过实验测定得到，具体方法是将硝酸根添加到含有30 mg/L有机物质浓度的废水中，测定溶液的pH值变化。
然后根据pH值变化量和硝酸根的投加量计算得到碳源供碳系数。
根据碳源供碳系数和pH值，可以计算出碳源碱度。
具体计算方法如下：1.计算碳源供碳量：单位氮源碱度的上升量除以碳源供碳系数得到碳源供碳量。
2.计算碳源碱度变化量：碳源供碳量除以废水样品的体积得到碳源碱度变化量。
3.计算碳源碱度：将废水样品的初始pH值加上碳源碱度变化量，得到最终的碳源碱度。
通过以上计算方法，可以根据废水样品的pH值和碳源供碳系数确定硝化反硝化过程中的碳源碱度。
根据实际情况的不同，可以选择不同的碳源和调整碳源碱度，以提高硝化反硝化的效率。
总之，碳源碱度对硝化反硝化过程有着重要的影响。
通过计算碳源碱度，可以确定碳源的碱性程度，并调整碳源的投加量以满足硝化反硝化的需要。
这对于污水处理工程的设计和操作具有重要意义，能够提高污水处理的效果。
反硝化和硝化区别 Prepared on 24 November 2020
生物脱氮过程中的硝化和反硝化，把这两个过程专门针对性的作一个对比，其实对于加深对两个过程的认识，帮助还是挺大的，下面就本人对这两过程的了解作一对比：1、菌种方面的对比：从对氧气需求的角度，硝化菌是好氧菌，反硝化菌是兼氧菌；从对有机物的需求角度，硝化菌是化能自养菌，反硝化菌是异养菌；2、两种过程对碱度的要求：硝化过程消耗碱度，没有足够的碱度缓冲pH值会下降；而反硝化产生碱度，但还不足以弥补硝化所消耗的碱度；3、基于上述特征对运行参数的控制：（1）碳源。
反硝化需碳源，所以大部分脱氮工艺采用前置反硝化，既可充分利用原水中的碳源，也可为后续硝化去除BOD5。
有时也补充外加碳源，如加入甲醇；而硝化要求进水BOD5最好不超过20mg/L，否则有机物对自养硝化菌会产生毒性，或者硝化池内异养菌大量生长与硝化菌争夺氧气。
（2）溶解氧，反硝化池保持缺氧环境，硝化池保持好氧环境。
（3）碱度，反硝化前置，产生的碱度可部分补偿后续硝化消耗的碱度，若原水中碱度不足，还需向硝化池中额外补充碱度。
（4）泥龄的控制，反硝化菌是异养菌，世代期与一般异养菌类似，而硝化菌是自养菌，世代时间长，因此硝化池需较长的泥龄才可保证硝化菌的正常生长。
短程硝化反硝化工艺的运行条件李星星一、短程硝化反硝化的脱氮机理及优势短程硝化反硝化生物脱氮工艺( Short Cut Nitrificat ion and Denitrification--SCND) 可称为亚硝酸型生物脱氮，它是通过控制特殊的环境条件抑制硝酸菌的生长，使系统中的亚硝酸菌成为优势菌种，从而将废水中NH4+-N的氧化控制在NO2－阶段，形成NO2－的积累，然后反硝化菌直接以NO2－-N为最终氢受体进行反硝化脱氮，及经过NH4＋→NO2－→N2的途径完成。
短程硝化反硝化由于节省了氧化NO2－-N 为NO3－-N的步骤，所以提高了硝化反应速率，缩短硝化反应时间，减小反应池容积，节省基建投资。
可以节省25%的供氧量，40%左右的有机碳源，并且在硝化过程减少产泥24%～33%，反硝化过程中减少产泥50%。
二、短程硝化反硝化运行参数研究1、温度；生物硝化反应在4℃~45℃内均可进行，适宜温度为20℃~35℃，一般低于15℃硝化菌受到严重抑制，速率降低。
15℃~ 25℃下活性污泥中亚硝酸菌活性较硝酸菌差，不会发生亚硝酸盐的积累。
温度超过25℃时会发生亚硝酸盐的积累，且当温度超过30℃后可获得更高的亚硝酸盐积累。
升高温度不仅能加快亚硝酸菌的生长速率，还能扩大亚硝酸菌和硝酸菌在生长速率上的距离。
高温条件下，硝化菌的生长速度明显低于亚硝化菌，有利于实现短程硝化；但是大多数城市污水都属于低温低氨水，如果将大量的水升温、保温在30～35℃会增加污水处理成本。
故短程硝化反硝化主要用来处理城市污水二级处理系统中污泥消化上清液和垃圾渗滤液等高温高氨废水，利用高温（30℃～35℃）下亚硝化菌的增殖速率高于硝酸菌的生理特征，通过控制HRT大于亚硝酸细菌的世代时间并且小于硝酸菌的世代时间，淘汰硝酸菌，富集亚硝酸菌，从而稳定地实现短程硝化反硝化生物脱氮。
2、PH值；当pH 值较低时，水中较多的是氨离子和亚硝酸，有利于硝化过程，因此无亚硝酸盐的积累。
硝化反硝化系统加碱量如何计算一、硝化细菌硝化反应过程：在有氧条件下，氨氮被硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。
他包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌（Nitrosomonas sp）参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌（Nitrobacter sp）参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌，它们利用CO2、CO32-、HCO3-等做为碳源，通过NH3、NH4+或NO2-的氧化还原反应获得能量。
硝化反应过程需要在好氧（Aerobic 或Oxic）条件下进行，并以氧做为电子受体，氮元素做为电子供体。
其相应的反应式为：亚硝化反应方程式：55NH4++76O2+109HCO3→C5H7O2N﹢54NO2-+57H2O+104H2CO3硝化反应方程式：400NO2-+195O2+NH4-+4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3-+3H2O硝化过程总反应式：NH4-+1.83O2+1.98HCO3→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3通过上述反应过程的物料衡算可知，在硝化反应过程中，将1g氨氮氧化为硝酸盐氮需好氧4.57g（其中亚硝化反应需耗氧3.43g，硝化反应耗氧量为1.14g），同时约需耗7.14g重碳酸盐（以CaCO3计）碱度。
在硝化反应过程中，氮元素的转化经历了以下几个过程：氨离子NH4-→羟胺NH2OH→硝酰基NOH→亚硝酸盐NO2-→硝酸盐NO3-。
二、反硝化细菌反硝化反应过程：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从污水中逸出，从而达到除氮的目的。
反硝化是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程，反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物。
当有分子态氧存在时，反硝化菌氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体，当无分子态氧存在时，反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N3+和N5+做为电子受体，有机物则作为碳源提供电子供体提供能量并得到氧化稳定，由此可知反硝化反应须在缺氧条件下进行。
硝化反硝化碱度计算
硝化（nitrification）和反硝化（denitrification）是土壤中的两
个重要过程，其中硝化使氨氮（NH3-N）氧化为硝态氮
（NO3-N），反硝化则将硝态氮还原为氮气（N2）释放到大
气中。
碱度是指溶液中的碱性物质含量，可以通过pH值来表示。
在
硝化和反硝化过程中，溶液中的碱性物质发生变化，从而影响溶液的碱度。
硝化过程中，氨氮氧化为硝态氮是一个放热反应，会释放出氢离子（H+），使溶液呈酸性。
因此，硝化会降低溶液的碱度。
反硝化过程中，硝态氮被还原为氮气，是一个吸热反应，会消耗氢离子（H+），使溶液呈碱性。
因此，反硝化会增加溶液
的碱度。
综上所述，硝化会降低溶液的碱度，而反硝化会增加溶液的碱度。
两个过程相互作用，会导致溶液的碱度发生变化。
具体的硝化反硝化碱度计算需要考虑物质的浓度、反应速率等因素，可采用酸碱平衡方程和动力学方程进行计算。
硝化反硝化系统加碱量如何计算1.硝化反硝化系统原理硝化反硝化系统主要包括硝化阶段和反硝化阶段。
硝化阶段通过硝化菌将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，反硝化阶段则利用反硝化菌将硝酸盐还原为氮气释放到大气中。
在硝化反硝化过程中，控制阶段的关键参数是溶解氧（DO）、pH值和碱度。
2.硝化反硝化系统控制策略（1）自动控制自动控制方法一般通过测量系统中的硝酸盐浓度来实现。
系统中设置硝酸盐传感器，当硝酸盐浓度低于一定阈值时，控制系统会自动给予一定量的碱液，保持系统中的碱度。
（2）手动控制手动控制方法则是由操作人员根据经验和系统运行情况进行判断，手动给予适量的碱液。
操作人员需要定期监测系统中的硝酸盐浓度和pH值，并根据监测结果调整添加碱液的量。
3.加碱量计算方法加碱量的计算是根据系统中硝酸盐浓度的变化来确定的。
下面介绍两种常用的计算方法：（1）硝酸盐负荷法硝酸盐负荷法是根据单位时间内硝酸盐的产生量来计算加碱量的。
具体计算步骤如下：a. 计算硝酸盐产生速率：以mg/(L*h)为单位，根据系统中废水中的潜在产氨量和硝酸盐效率来计算。
b.根据硝酸盐产生速率以及反硝化反应的需氧量来计算所需碱液。
（2）pH控制法pH控制法是根据系统中溶解氧、硝酸盐浓度和pH值的关系来计算加碱量的。
具体计算步骤如下：a.根据系统中的溶解氧浓度和硝酸盐浓度确定氨氮生成比例。
b.根据系统中的pH值和溶解氧浓度确定碳源消耗量。
c.进行动态平衡计算，根据溶解氧、硝酸盐浓度和pH值的变化来确定所需碱液。
综上所述，硝化反硝化系统中加碱量的计算是通过考虑系统中硝酸盐产生速率、pH值、溶解氧等关键参数来确定的。
在实际应用中，根据系统的具体情况和要求选择合适的控制策略和计算方法来计算加碱量，以保证系统的正常运行和废水处理效果。
硝化反硝化碱度计算
硝化反硝化碱度计算是指通过测定水中的硝酸盐和亚硝酸盐的含量，来评估水体中的硝化和反硝化过程的程度。
硝化反硝化碱度计算可以通过以下公式进行：
碱度= [硝酸盐浓度] - [亚硝酸盐浓度]
其中，[硝酸盐浓度]表示水中硝酸盐的浓度，[亚硝酸盐浓度]表示水中亚硝
酸盐的浓度。
硝酸盐和亚硝酸盐的浓度可以通过化学分析方法进行测定，例如使用分光光度法、电化学法或色谱法等。
根据测得的硝酸盐和亚硝酸盐的浓度，可以计算出水体的硝化反硝化碱度。
污水生物硝化处理工艺pH值控制及碱度核算
污水生物硝化处理工艺pH值控制及碱度核算
一、影响硝化的重要因素
1、pH和碱度对硝化的影响
pH值酸碱度是影响硝化作用的重要因素。
硝化细菌对pH反应很敏感，在pH中性或微碱性条件下（pH为8～9的范围内），其生物活性最强，硝化过程迅速。
当pH＞9.6或＜6.0时，硝化菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。
若pH＞9.6时，虽然NH4＋转化为NO2—和NO3—的过程仍然异常迅速，但是从NH4的电离平衡关系可知，NH3的浓度会迅速增加。
由于硝化菌对NH3极敏感，结果会影响到硝化作用速率。
在酸性条件下，当pH＜7.0时硝化作用速度减慢，pH＜6.5硝化作用速度显著减慢，硝化速率将明显下降。
pH＜5.0时硝化作用速率接近零。
pH下降的原因
pH下降的原因可能有两个，一是进水中有强酸排入，导致人流污水pH降低，因而混合液的pH也随之降低。
由硝化方程式可知，随着NH3-N被转化成NO3—-N，会产生部分矿化酸度H+，这部分酸度将消耗部分碱度，每克NH3-N转化成NO3—-N约消耗7.14g碱度(以CaC03计)。
因而当污水中的碱度不足而TKN负荷又较高时，便会耗尽污水中的碱度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。
如果无强酸排人，正常的城市污水应该是偏碱性的，即pH一般都大于7.0，此时的pH 则主要取决于人流污水中碱度的大小。
所以，在生物硝化反应器中，应尽量控制混合液pH＞7.0，制pH＞7.0，是生物硝化系统顺利进行的前提。
而要准确控制pH，pH＜6.5时，则必须向污水中加碱。
应进行碱度核算。
2、有机负荷的影响
在采用曝气生物滤池工艺进行硝化除氮时，NH4-N的去除在一定程度上取决于有机负荷。
当有机负荷稍高于3.0kgBOD／(m3滤料·d)时，NH3-N的去除受到抑制；当有机负荷高于4.0kgBOD/（m3滤料·d)时，NH3-N的去除受到明显抑制。
因此采用曝气生物滤池进行同步除碳和硝化时，必须降低有机负荷。
根据上述分析，在采用曝气生物滤池工艺进行针对去除有机物的工程设计时，首先必须针对处理水类型和排水水质要求选择合适的BOD容积负荷，BOD容积负荷的选取应根据同类型污水处理厂的实际运行数据加以分析后确定，并在设计时留有一定余量。
在采用曝气生物滤池进行同步除碳和硝化时，必须降低有机负荷，最好使有机负荷控制在2.0kgBOD／(m3滤料·d)以下。
二、生物滤池硝化需碱量的计算
在硝化过程中需要消耗一定量的碱度，如果污水中没有足够的碱度，硝化反应将导致pH 值的下降，使反应速率减缓，所以硝化反应要顺利进行就必须使污水中的碱度大于硝化所需的碱度。
在实际工程应用中，对于典型的城市污水，进水中NH3-N浓度一般为20～40mg ／L（TKN约50～60mg／L），碱度约200mg／L(以Na2CO3计)左右。
1、一般来说，在硝化反应中每硝化lgNH3-N需要消耗7.14g碱度，所以硝化过程中需要的碱度量可按下式计算：
碱度＝7.14×QΔCNH3-N×10-3 (1)
式中：
Q为进入滤池的日平均污水量，m3／d；
ΔCNH3-N为进出滤池NH3-N浓度的差值，mg／L；
7.14为硝化需碱量系数，kg碱度／kgNH3-N。
2、对于含氨氮浓度较高的工业废水，通常需要补充碱度才能使硝化反应器内的pH值维持在7.2～8.0之间。
计算公式如下：
碱度＝K×7.14×QΔCNH3-N×10-3 (2)
式中，K为安全系数，一般为1.2～1.3。
3、实际工程中进行碱度核算应考虑以下几部分：入流污水中的碱度，生物硝化消耗的碱度，分解BOD5产生的碱度，以及混合液中应保持的剩余碱度。
要使生物硝化顺利进行，必须满足下式：
ALKw＋ALKc＞ALKN＋AlKE （3）如果碱度不足，要使硝化顺利进行，则必须投加纯碱，补充碱度。
投加的碱量可按下式计算：
ΔALK＝（ALKN＋ALKE）—（ALKw＋ALKc）（4）式中：ΔALK为系统应补充的碱度，mg／L；
ALKN 为生物硝化消耗的碱量；ALKN一般按硝化每kgNH3-N消耗7.14kg碱计算。
ALKE 为混合液中应保持的碱量，ALKE一般按曝气池排出的混合液中剩余50mg/L碱度(以Na2CO3计)计算。
ALKw 为原污水中的总碱量；
ALKc 为BOD5分解过程中产生的碱量；ALKc与系统的SRT有关系：
当SRT＞20d时，可按降解每千克BOD5产碱0.1kg计算；
当SRT＝10～20d时，按0.05kgALK/kgBOD5；
当SRT＜10d时，按0.01gALK/kgBOD5。
三、【实例计算】如前所述，硝化反应中每消耗1g氨氮要消耗碱度7.14g。
一般污水尤其是工业污水对于硝化反应来说，碱度往往是不够的，因此应投加必要的碱量以维持适宜的pH值，保证硝化反应的正常进行。
某处理厂采用曝气生物滤池处理工艺，日处理污水10 000m3/d。
二级来水水中：BOD5＝18mg/L（18g/m3＝0.018kg/m3），NH3-N＝35mg/L，碱度ALKw
＝210mg/L。
欲使出水BOD5＜5mg/L，NH3-N＜5mg/L。
试核算该硝化系统的碱度，如果碱度不足，试计算投碱量。
解：ALKw ＝0.21×104＝2100kg/d 进水碱度210mg/L
ALKc ＝(0.018－0.005)×104×0.1＝13kg/d BOD5＝18mg/L 降解每克BOD5产碱0.1g计算
ALKN ＝(0.035－0.005)×104×7.14＝2142 kg/d 按1kgNH3-N消耗7.14kg碱计算
ALKE ＝0.05×104＝500 kg/d 按曝气池排出液中剩余50mg/L碱度计算。
ALKw＋ALKc ＝2100kg/d＋13kg/d = 2113kg/d
ALKN＋ALKE ＝2142 kg/d＋500 kg/d = 2642 kg/d
ALKw＋ALKc ≯ALKN＋ALKE
因此，该硝化系统内碱源不足。
如果不外加碱源，pH将降低，抑制硝化进行，出水NH3-N 超标。
如果外加碱源，则投碱量为：
ΔALK＝2642—2113＝529 kg/d≈529 kg/d÷40kg/袋≈13袋/天÷3个班≈4袋/班
即每天需向来水中投加碱源529kg，具体可根据纯碱的有效成分，换算出纯碱的投加量。
二级来水再生处理加碱量
二级来水加碱应根据NH3-N含量投加：NH3-N含量在35mg/L左右时按315 L/h投加
NH3-N含量在30mg/L左右时按270 L/h投加
NH3-N含量在25mg/L左右时按225 L/h投加各班人员应该经常检查NH3-N含量和纯碱投加量。
四、而积磷菌、反硝化菌和硝化细菌生长的最佳pH值在中性或弱碱性范围，当pH 值偏离最佳值时，反应速度逐渐下降，碱度起着缓冲作用。
污水厂生产实践表明，为使好氧池的pH值维持在中性附近，池中剩余总碱度宜大于70mg/L。
每克氨氮氧化成硝态氮需消耗7.14g 碱度，大大消耗了混合液的碱度。
反硝化时，还原1g 硝态氮成氮气，理论上可回收3.57g 碱度，此外，去除1g五日生化需氧量可以产生0.3g碱度。
出水剩余总碱度可按下式计算，剩余总碱度＝进水总碱度＋0.3×五日生化需氧量去除量＋3×反硝化脱氮量一7.14×硝化氮量，式中3 为美国EPA(美国环境保护署)推荐的还原1g硝态氮可回收3g碱度。
由硝化方程式可知，随着NH3-N被转化成NO3—-N，会产生部分矿化酸度H+，这部分酸度将消耗部分碱度，每克NH3-N转化成NO3—-N约消耗7.14g碱度(以CaC03计)。
因而当污水中的碱度不足而TKN负荷又较高时，便会耗尽污水中的碱度，使混合液中的pH 值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。
也就是说它只是个理论值，具体只能通过实验得出了。
