總氮激活菌和厭氧氨氧化（Anammox）是處理含氮廢水的重要生物技術(shù)。下面分別介紹它們的應(yīng)用及原理。
總氮激活菌的應(yīng)用
總氮激活菌是指能夠增強(qiáng)污水處理系統(tǒng)中脫氮能力的一類微生物，主要通過促進(jìn)硝化和反硝化過程來降低污水中的總氮含量。這類微生物在污水處理廠的生物脫氮工藝中扮演著重要角色，具體應(yīng)用如下：
強(qiáng)化硝化作用：硝化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮（NO??），再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮（NO??）。這個過程需要充足的氧氣。
促進(jìn)反硝化作用：反硝化細(xì)菌利用有機(jī)物作為電子供體，將硝酸鹽氮還原為氮?dú)猓∟?），從而從水中去除氮元素。這一過程通常在缺氧條件下進(jìn)行。
通過引入或激活這些微生物，可以提高污水處理系統(tǒng)的脫氮效率，尤其適用于那些面臨高氮負(fù)荷挑戰(zhàn)的污水處理設(shè)施。
總氮菌的反硝化原理
反硝化作用是污水處理過程中去除總氮的一個關(guān)鍵步驟，主要由一群稱為反硝化細(xì)菌的微生物執(zhí)行。這些細(xì)菌能夠在缺氧條件下將硝酸鹽（NO??）或亞硝酸鹽（NO??）還原為氮?dú)猓∟?），從而從水中去除氮元素。以下是反硝化原理的詳細(xì)解釋：
反硝化的原理
電子供體：反硝化過程需要電子供體來提供能量以驅(qū)動反應(yīng)。常見的電子供體包括有機(jī)物（如污水中的BOD成分）、氫氣等。在實(shí)際的污水處理系統(tǒng)中，通常利用污水中的有機(jī)物作為電子供體。
電子受體：硝酸鹽（NO??）和亞硝酸鹽（NO??）作為電子受體，在反硝化過程中逐步被還原。
反應(yīng)步驟：
硝酸鹽（NO??）首先被還原成亞硝酸鹽（NO??）。
接著，亞硝酸鹽（NO??）進(jìn)一步被還原為一氧化氮（NO）、一氧化二氮（N?O），最終生成氮?dú)猓∟?）。
這一系列的化學(xué)反應(yīng)可以簡化表示如下：
環(huán)境條件：反硝化作用發(fā)生在缺氧環(huán)境中，即溶解氧濃度較低的地方。這是因?yàn)楦邼舛鹊娜芙庋鯐蔀閮?yōu)先級更高的電子受體，抑制硝酸鹽和亞硝酸鹽的還原。
pH值與溫度：適宜的pH值（通常在6.5-8.0之間）和溫度（一般在20-30℃）對于維持反硝化細(xì)菌的活性非常重要。
通過上述過程，反硝化細(xì)菌能夠有效地將水中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)忉尫诺酱髿庵校瑥亩鴮?shí)現(xiàn)氮素的去除。這對于減少水體富營養(yǎng)化、改善水質(zhì)具有重要意義。
在實(shí)際應(yīng)用中，為了促進(jìn)反硝化作用，污水處理廠通常會在設(shè)計上設(shè)置專門的缺氧區(qū)，并通過調(diào)節(jié)進(jìn)水碳源、控制溶解氧水平等方式優(yōu)化反硝化效果。此外，選擇性地投加易于生物降解的碳源（如甲醇、乙酸鈉等）也是提高反硝化效率的有效策略之一。
