反硝化滤池

工作原理

反硝化滤池 的工作原理是通过微生物的代谢活动将废水中的硝酸盐氮（NO3-N）还原为氮气（N2），从而实现氮的脱除过程。以下是其工作原理的主要步骤：

硝化阶段：在初始阶段，废水中的氨氮（NH4-N）经过硝化作用被氨氧化菌（AOB）氧化为硝酸盐氮（NO3-N）。这个阶段需要提供充足的氧气供给以支持氨氧化反应。

反硝化阶段：在接下来的缺氧或无氧条件下，废水中的硝酸盐氮（NO3-N）被反硝化细菌（Denitrifying bacteria）利用有机物作为电子供体进行还原，将硝酸盐氮还原为氮气（N2）释放到大气中。

反硝化滤池工艺中进行的脱氮反应大部分是异氧反硝化细菌以有机碳源（常见常见的碳源如甲醇，醋酸和乙醇等）作为电子供体，以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体的氧化还原过程。还有部分的自养反硝化细菌，以无机的碳（如CO2、H2CO3等）作为碳源，以氢和铁、硫等的化合物为电子供体。

该过程是一个涉及多种酶和多种中间产物并伴随着电子传递和能量产生的复杂生化反应过程，该过程是涉及4种酶： 即硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、一氧化氮酶和一氧化二氮酶。

参与反应的酶类对反应条件有一定的要求：

pH（7~8）、

溶解氧浓度（≤0.5mg/L）、

水温（20~35℃）、

碳氮比（工程上一般要求≥5:1），

因此就反硝化滤池而言，保证以上条件是保证脱氮效果的前提。

技术要点

缺氧或无氧条件控制：

为了促进反硝化反应，必须在适当的位置和时间提供缺氧或无氧条件。这可以通过设计合适的填料层结构、控制滤池进出水的流量和氧分布，以及通过调节曝气系统的运行模式来实现。

有机物供给：

反硝化过程需要有机物作为电子供体，因此需要确保废水中有足够的有机物质可供利用。有机负荷的适应和平衡对反硝化效果至关重要，需要进行适当的控制和调节。

pH控制：

微生物的活性和反硝化反应的进行受pH值的影响，一般维持在中性到微酸性范围较为适宜。适当控制进水和反硝化滤池出水的pH值，以满足微生物的最佳生长条件。

温度控制：

反硝化滤池对温度较为敏感，通常在适宜的温度范围内（常见是20-30摄氏度）运行，可以提供良好的菌群活性和反应速率。

填料选择与管理：

合适的填料选择和管理对于反硝化滤池的稳定运行和高效处理效果至关重要。常见的填料包括聚酯材料、陶粒、炭材料等，需要考虑比表面积、孔隙度和水力特性等因素。

反硝化滤池与曝气生物滤池的区别

运行条件：

曝气生物滤池 在处理过程中 需要提供充分的氧气供给 以支持氧化反应，通常是通过曝气系统供氧。

反硝化滤池在 初始阶段需要氧气 进行硝化过程，并在后续阶段提供缺氧或无氧条件，以促进反硝化反应的进行。反硝化滤池通常不需要外部的氧气供给，而是通过控制进出水以及吸附材料的特性来实现氧气调控。

处理效果：

曝气生物滤池主要用于废水的有机物和氨氮的去除，对于 氮的脱除效果相对较低 。

而反硝化滤池则专注于氮的脱除，对于废水中的硝酸盐具有较好的处理效果。

去除机制差异：

曝气生物滤池主要通过硝化作用将氨氮氧化为硝酸盐氮（NO3-N），并将一部分硝酸盐通过滤料层的吸附和生物附着过程去除。而反硝化滤池则在此基础上，进一步通过反硝化反应将硝酸盐氮还原为氮气（N2），使其完全从废水中去除。因此，反硝化滤池提供了更彻底的氮脱除效果。

工艺设计差异：

为了实现反硝化反应，反硝化滤池的工艺设计 更注重在适当位置和时间提供缺氧或无氧条件 。通常会控制滤池中氧气的分布以及有机物供应，以满足反硝化细菌的需求。曝气生物滤池则 主要关注硝化过程和生物附着， 采用曝气系统为微生物提供氧气以支持氨氧化和有机物降解的反应。

处理效果差异：

由于反硝化滤池提供了更为彻底的氮脱除机制，并且在无氧条件下消耗有机物，其对于废水中氮的去除效果更为显著。相比之下，曝气生物滤池的脱氮效果较为有限，主要注重有机物和氨氮的去除。

是的，曝气生物滤池在一定程度上也能够实现脱氮效果，但与反硝化滤池相比，两者最大的差别在于氮的去除机制和工艺设计。