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遇水还清 洁善自然

反硝化过程中出现亚硝酸盐氮积累的原因
时间:2020-03-25
 

一、亚硝酸积累对污水处理的危害


(1)NO2--N对反硝化菌产生毒害作用,使反硝化过程受到严重抑制,对处理工艺的正常运行造成破坏。


(2)积累有大量NO2--N的废水离开缺氧池后,会在后序的好氧池中重新被氧化为NO3--N,使得脱氮时需氧量增大,不但造成处理效果下降,而且浪费了能源。


二、亚硝酸盐积累的机理


反硝化是NO3-在细菌的作用下,经NO2-、NO、N2O连续4步反应还原成N2。



其中亚硝酸还原是脱氮的限速步骤。造成亚硝酸的积累原因,总结起来由以下两种原因所造成:


(1)NO3-的降解速率大于NO2-,造成此差异的原因是,硝酸盐还原酶对电子的亲和力大于亚硝酸盐还原酶。


(2)菌群结构,污水里面存在四类反硝化菌群,菌群结构的差异,也会引起不同程度的亚硝酸盐积累。类群Ⅰ,只能将NO3-还原成NO2-,会出现NO2-累积;类群Ⅱ,既能还原NO3-也能还原NO2-,不会导致NO2-积累;类群Ⅲ,可还原NO3-和NO2-,但NO3-会抑制NO2-的还原,会出现NO2-累积;类群IV,只能还原NO2-。


三、影响因素


(1)碳氮比

亚硝酸盐还原过程,对碳源需求较大,是反硝化的限制步骤。当污水中C/N>3~5时,可认为碳源充足,一般不会产生任何中间产物,能实现完全反硝化。当C/N<3~5,会影响反硝化过程,导致亚硝酸盐的积累。


(2)pH

pH是影响反硝化过程的重要因素,pH为6.5~7.5时,是反硝化菌的最适应条件。pH值越高,会抑制亚硝酸盐还原酶的活性,NO2-积累越严重。


(3)温度

反硝化适宜温度范围是15~35℃,非适宜温度下,容易形成NO2-的积累。原因是在高温或低温环境下,亚硝酸还原酶对温度的变化比硝酸盐还原酶更加敏感,导致系统出现NO2-的积累。


(4)溶解氧

溶解氧会抑制细菌中硝酸盐还原的酶系统的合成和酶的活性,而且对亚硝酸还原酶的抑制作用大于硝酸盐还原酶,因此,有溶解氧存在的条件下,会发生NO2-的积累。


(5)NO3-浓度

NO3-和NO2-都可以作为反硝化的电子受体,NO3-浓度升高会抑制亚硝酸盐还原酶活性,导致NO2-积累现象。


(6)其它影响因素
不同碳源类型在细菌体内代谢途径不同,也会对反硝化过程中的亚硝酸盐是否积累及积累浓度都造成影响,但未产生统一的结论。反硝化酶系中一些协作因子由金属离子构成,研究表明Cu2+会导致NO2-的积累。