短程硝化反硝化：开启高氨氮废水低成本脱氮新纪元

发布时间：2025-08-21

在污水处理领域，高氨氮废水的脱氮处理一直是困扰业界的难题。传统脱氮工艺不仅能耗高、成本大，还面临着碳源不足等诸多问题。而短程硝化反硝化技术的出现，如同一束光芒，为解决高氨氮废水脱氮问题提供了全新的思路与途径，有望将脱氮成本降低 40% 左右，接下来就一同深入了解这项技术及其实战参数。

一、短程硝化反硝化技术原理

短程硝化反硝化是将氨氮氧化过程停留在亚硝酸盐阶段，然后直接进行反硝化反应生成氮气。传统硝化过程是由亚硝酸菌和硝酸菌协同完成，将氨氧化为硝酸，而短程硝化则通过控制特定条件，抑制硝酸菌的生长，使氨氮在亚硝酸菌的作用下转化为亚硝酸盐并积累。相较于传统硝化反硝化，短程硝化反硝化可节省约 25% 的氧量，还原 1g 亚硝酸盐为氮气理论上需要的碳源也更少，从而在曝气能耗和碳源投加方面都能实现显著节省。

二、影响短程硝化反硝化的关键因素与实战参数

1.溶解氧（DO） ：溶解氧浓度是控制短程硝化反硝化过程的关键因素之一。在短程硝化阶段，一般将好氧区溶解氧浓度控制在 1.5-2.0mg/L 左右。例如，某试验中控制好氧 1 区和好氧 2 区 DO 质量浓度为 2.0mg/L，好氧 3 区 DO 质量浓度为 3.0mg/L，以保证硝化反应较完全。而在缺氧反硝化阶段，溶解氧浓度过高会导致硝化反应继续进行，不利于亚硝酸盐的积累和反硝化反应的进行，通常应将缺氧区溶解氧浓度控制在 0.5mg/L 以下，甚至越低越好。

2.温度 ：温度对短程硝化反硝化菌的生长和代谢有重要影响。一般来说，短程硝化反硝化适宜的温度范围在 20℃-35℃之间。在较低温度下，硝化反应速率会降低，亚硝酸盐积累率也会下降；而在较高温度下，虽然反应速率会加快，但也可能会影响微生物的生长和代谢稳定性。有研究表明，在水温位于 14℃以上时，可采用微氧环境运行，使好氧 1 区和好氧 2 区 DO 质量浓度位于 1.5mg/L 左右，好氧 3 区 DO 质量浓度位于 2.0mg/L 左右，以强化多级 AO 工艺的脱氮性能。

3.pH 值 ：pH 值会影响微生物的酶活性和细胞膜的通透性，进而影响短程硝化反硝化反应的进行。短程硝化适宜的 pH 值范围一般在 7.0-8.0 之间。当 pH 值低于 6.5 时，亚硝酸菌的生长会受到抑制，硝化反应速率降低；当 pH 值高于 8.5 时，又会促进硝酸菌的生长，不利于亚硝酸盐的积累。在实际运行中，可通过投加碱源或酸源来调节 pH 值，使其稳定在适宜范围内。例如，当水温低于 15℃时，可通过提高 pH 值达到 7.5 以上，MLSS 为 4000-5000mg/L，实现多级 AO 工艺的 SND 快速启动。

4.氨氮浓度与氮负荷 ：进水氨氮浓度过低，难以维持短程硝化反硝化系统的稳定运行；过高则可能对微生物造成抑制作用。一般来说，进水氨氮浓度在 200mg/L-500mg/L 之间较为适宜。同时，适当的氮负荷也能促进亚硝酸盐的积累，但过高负荷可能导致系统失衡。有研究发现，当氨氮浓度为 800mg/L-1800mg/L，硝酸盐氮含量为 80mg/L-250mg/L，亚硝酸盐氮含量为 20mg/L-80mg/L，总氮含量为 1000mg/L-2000mg/L 时，通过合理控制其他参数，可使氨氮去除率达到 90% 以上，总氮去除率达到 85% 以上。

5.泥龄 ：泥龄过短，微生物来不及充分生长和繁殖，难以形成稳定的生物膜或污泥絮体，影响短程硝化反硝化效果；泥龄过长，则可能导致微生物老化，代谢活性降低。通常，短程硝化反硝化系统的泥龄控制在 10-20 天之间较为合适。

短程硝化反硝化技术凭借其在降低曝气能耗、减少碳源投加以及节省反应器容积等方面的显著优势，在高氨氮废水脱氮领域展现出了巨大的应用潜力。然而，要实现该技术的广泛应用和稳定运行，还需在精准调控、检测技术优化及自控系统智能化等方面开展深入研究，以应对不同水质、水量和环境条件下的复杂情况，推动短程硝化反硝化技术在污水处理领域迈向更高的台阶，为解决全球水资源污染问题做出更大贡献。

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