基于氮能源化的短程反硝化反應過程N2O高度富集機制研究

潘永寶，姬 濤

(1.陜西省現代建筑設計研究院，西安 710048； 2.西安中地環境科技有限公司，西安 710054)

短程硝化和反硝化反應是將傳統的反應過程縮短，將硝化過程控制在中間產物過程，從而達到節能目的[1]，研究短程反硝化過程中N2O的高度富集機制具有重要意義。

1 短程反硝化反應

反硝化反應也叫做脫氮反應，是針對硝酸鹽和氨氮化合物轉化而開發的技術，該技術使用各種細菌將硝酸鹽轉化為氮氣，達到脫氮目的，主要反應方程式如下：

硝酸鹽還原為亞硝酸鹽：

2NO3-+4H++4e-→2NO2-+2H2O

亞硝酸鹽還原為一氧化氮：

2NO2-+4H++2e-→2NO+2H2O

一氧化氮還原為一氧化二氮：

2NO+2H++2e-→N2O+H2O

一氧化二氮還原為氮氣：

N2O+2H++2e-→N2+H2O

短程反硝化反應是將氨氮氧化控制在亞硝化階段，再進行反硝化，縮短反應路徑，以達到節能目的，同時會有大量中間產物N2O生成。整個硝化和反硝化過程中，主要參與的細菌包括硝化菌、反硝化菌及亞硝化菌等，因此研究各類細菌的特性、篩選高效的硝化菌反硝化菌及亞硝化菌對控制短程反應過程具有重要意義。反應條件影響了短程反硝化效果。例如不同的細菌在進行反硝化時具有不同的臨近溫度，溫度過高會導致亞硝酸鹽生成，溫度較低時，硝酸鹽是主要產物。除此之外，pH值、溶解氧DO、泥齡、抑制劑及有機物濃度都會對短程反硝化反應效果產生影響。

2 短程反硝化反應器

2.1 氣提式反應器

該反應器特點是廢水在升流區底部隨氣流上升參與液體的內循環，與細菌接觸，進行生物作用，再利用重力作用將污泥與液體分離。……