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。短程硝化的優勢在于減少了氧氣消耗和碳源需求，降低了后續反硝化階段的負荷，從而提升了整個系統的脫氮效率。

影響因素及優化策略：

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環境有利于短程硝化的穩定運行。

SRT（污泥齡）：適當縮短SRT，有利于選擇性地培養出短程硝化菌群。

進水負荷：保持穩定的氨氮負荷，避免沖擊對短程硝化系統的破壞。

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反硝化過程中產生的中間產物——一氧化氮（NO），減輕了環境壓力，而且提高了總氮去除率，節省了有機碳源的投入。

影響因素及優化策略：

缺氧環境：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生。

反應器內流態與混合：保證反應器內的混合均勻，避免局部區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：不同的微生物種群對環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，創造有利于短程硝化和短程反硝化的環境條件，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，可在污水處理系統中成功誘導并穩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。