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遇水還清 潔善自然

反硝化過程中出現亞硝酸鹽氮積累的原因
時間:2020-03-25
 

一、亞硝酸積累對汙水處理的危害


(1)NO2--N對反硝化菌產生毒害作用,使反硝化過程受到嚴重抑製,對處理工藝的正常運行造成破壞。


(2)積累有大量NO2--N的廢水離開缺氧池後,會在後序的好氧池中重新被氧化為NO3--N,使得脫氮時需氧量增大,不但造成處理效果下降,而且浪費了能源。


二、亞硝酸鹽積累的機理


反硝化是NO3-在細菌的作用下,經NO2-、NO、N2O連續4步反應還原成N2。



其中亞硝酸還原是脫氮的限速步驟。造成亞硝酸的積累原因,總結起來由以下兩種原因所造成:


(1)NO3-的降解速率大於NO2-,造成此差異的原因是,硝酸鹽還原酶對電子的親和力大於亞硝酸鹽還原酶。


(2)菌群結構,汙水裏麵存在四類反硝化菌群,菌群結構的差異,也會引起不同程度的亞硝酸鹽積累。類群Ⅰ,隻能將NO3-還原成NO2-,會出現NO2-累積;類群Ⅱ,既能還原NO3-也能還原NO2-,不會導致NO2-積累;類群Ⅲ,可還原NO3-和NO2-,但NO3-會抑製NO2-的還原,會出現NO2-累積;類群IV,隻能還原NO2-。


三、影響因素


(1)碳氮比

亞硝酸鹽還原過程,對碳源需求較大,是反硝化的限製步驟。當汙水中C/N>3~5時,可認為碳源充足,一般不會產生任何中間產物,能實現完全反硝化。當C/N<3~5,會影響反硝化過程,導致亞硝酸鹽的積累。


(2)pH

pH是影響反硝化過程的重要因素,pH為6.5~7.5時,是反硝化菌的最適應條件。pH值越高,會抑製亞硝酸鹽還原酶的活性,NO2-積累越嚴重。


(3)溫度

反硝化適宜溫度範圍是15~35℃,非適宜溫度下,容易形成NO2-的積累。原因是在高溫或低溫環境下,亞硝酸還原酶對溫度的變化比硝酸鹽還原酶更加敏感,導致係統出現NO2-的積累。


(4)溶解氧

溶解氧會抑製細菌中硝酸鹽還原的酶係統的合成和酶的活性,而且對亞硝酸還原酶的抑製作用大於硝酸鹽還原酶,因此,有溶解氧存在的條件下,會發生NO2-的積累。


(5)NO3-濃度

NO3-和NO2-都可以作為反硝化的電子受體,NO3-濃度升高會抑製亞硝酸鹽還原酶活性,導致NO2-積累現象。


(6)其它影響因素
不同碳源類型在細菌體內代謝途徑不同,也會對反硝化過程中的亞硝酸鹽是否積累及積累濃度都造成影響,但未產生統一的結論。反硝化酶係中一些協作因子由金屬離子構成,研究表明Cu2+會導致NO2-的積累。