详细解读溶解氧对硝化反硝化的影响

一、溶解氧对硝化的影响

溶解氧对硝化的影响受微生物载体类型、溶解氧浓度大小、氧气传递速率、氧气利用效率和稳定性等方面的影响。

当生化系统为生物膜载体时，溶解氧的变化对硝化作用冲击较小。降低溶解氧，易引起亚硝酸盐的积累，影响传统活性污泥的硝化过程。但采用生物膜作为载体时，生物膜附着载体存在生物相结构分层，亚硝酸盐可通过厌氧氨氧化途径代谢，降低了产物积累，促进生化反应进行。

溶解氧浓度的大小影响硝化过程为亚硝化、部分硝化和完全硝化过程。传统完全硝化过程要求系统溶解氧高于2 mg/L,为了降低污水处理厂的运行费用，近年来在低溶解氧下活性污泥硝化方向进行了探索，当溶解氧浓度从3 mg/L降至0.5 mg/L，系统硝化效果未受影响，但继续降低溶解氧，硝化作用受到显著抑制。研究表明，控制合适的溶解氧水平，可以有效抑制硝化细菌生长，实现短程硝化。

溶解氧对硝化作用影响的2个重要参数为氧气传递速率（OTR）和氧气利用效率(OTE)。通常，较高的OTR和OTE有利于提高硝化反应的效率。

保持稳定的溶解氧有利于硝化细菌持续保持高效状态，但能耗较高。采用间歇曝气的方式，有利于实现溶解氧的高效利用，但需要控制好间歇时间。

二、溶解氧对反硝化的影响

通常认为，活性污泥系统中反硝化的溶解氧应保持在0.5mg/L以下。溶解氧对反硝化过程存在抑制作用，主要是因为氧会与硝酸盐竞争电子供体，同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性。在污水处理工程中，经常遇到内回流溶解氧浓度偏高对反硝化过程抑制的问题，可通过适当提高进水碳氮比、采用缓释碳源、部分污水超越初沉池进入生化缺氧段等方式，减小溶解氧对反硝化过程的影响。

三、同步硝化反硝化

传统工艺利用硝化和反硝化微生物对溶解氧的利用特点，在工程中将硝化过程和反硝化过程在不同构筑物分区培养，占地面积大；较大的硝化液回流至反硝化区，增加了运行能耗；微孔曝气易堵塞和氧气利用率低。近年来，同步硝化反硝化技术应用逐渐受到关注。其中，膜曝气生物膜反应器（MABR）具有异向传质和生物相结构分层等特点，是将气体分离膜技术与生物膜法水处理技术结合起来的一种新型污水处理技术。