反硝化，生物的反硝化作用是指污水中硝酸鹽在缺氧條件下被微生物還原成氮氣的一個反應過程。1.生物反硝化的機理，生物反硝化是指污水中的硝態(tài)氮（ NO3- -N ） 和亞硝態(tài)氮 （ NO2--N ） 在無氧或低氧條件下，被微生物還原為 N2 的過程，反硝化菌是大量存在污水中的異養(yǎng)型兼性細菌，主要是變形補菌、假單胞菌、小球菌、芽孢桿菌、無色桿菌屬、嗜氣桿菌屬、產堿桿菌屬等，這些菌屬在無氧條件下，同時存在硝酸和亞硝酸離子時，能利用這些離子中的氧進行呼吸，反硝化又叫脫氮反應或硝酸呼吸。2.反硝化的工作原理，化學反應式：NO2- + 3H+ (電子供給體-有機物）= 1/2N2 + H2O + OH-，NO3- +5H+ (電子供給體-有機物）= 1/2N2 + 2H2O + OH-，反硝化過程中 NO2- 和 NO3- 的轉化，是通過反硝化細菌的同化作用（合成代謝）和異化作用（分解代謝）來完成。 同化作用是NO2-和NO3- 被還原轉化為NH3-N, 用于微生物細胞合成，氮成為細菌細胞的組成部分。脫氮技術可有效防止水體發(fā)生富營養(yǎng)化現(xiàn)象。地表三類脫氮碳源
硝化的反應過程：55NH4+ +76O2 + 109HCO3-= C5H7O2N + 54NO2- + 57H2O + 104H2CO3，400NO2- + NH4+ + 4H2CO3 +195O2 =C5H7O2N + 400NO3- + 3H2O，根據(jù)計算：每氧化1mgNH4+-N為NO3--N,需要消耗堿7.07mg（以CaCO3計），如果沒有足夠的堿度，硝化反應將導致PH下降，使反應速度減緩，氧化1mg NH4+-N為NO2- -N需要氧3.16mg,氧化1mgNO2--N為NO3--N需要氧1.11mg，所以共需要氧4.27mg.所以要有足夠的氧量。反硝化反應。在缺氧條件下，硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在有機物相對較充足的前提下，在反硝化菌的作用下，轉變成氮氣。氮氣基本不溶于水，所以起到去除總氮的目的。注：一般情況下，缺氧指0.1 mg/L＜DO≤0.5mg/L，厭氧≤0.1 mg/L。湖北石化脫氮碳源脫氮裝置可以根據(jù)不同需求選擇不同方式。
石灰除磷，石灰除磷是投加石灰與磷酸鹽反應生成羥基磷灰石沉淀。由于石灰進入水中后，首先與水的堿度反應生成碳酸鈣沉淀，然后過量的鈣離子才能與磷酸鹽反應生成羥基磷灰石沉淀。隨著pH升高，羥基磷灰石的溶解度急劇下降，即磷的去除率增加，pH大于9.5后，水中所有磷酸鹽都轉為不溶性的沉淀。不同廢水的石灰量投加應該通過實驗確定。石灰除磷的具體方法有三種。一是在污水廠初沉池之前投加，而是在污水生物處理之后的二沉池投加，三是在生物處理系統(tǒng)之后投加石灰并配有再碳酸化系統(tǒng)。
pH值：硝化反應的較佳pH值范圍是6.5一7.5，不適宜的pH值會影響反硝化菌的生長速率和反硝化酶的活性。當pH值低于6.0或高于8.5時，反硝化反應將受到強烈抑制。反硝化反應會產生部分堿度，這有助于將pH值保持在所需要的范圍內，并補充硝化過程中所消耗的一部分堿度。此外，pH值還影響反硝化的較終產物，pH值>7.3時較終產物是氮氣，pH值<7.3時較終產物是N2O。有毒物質：鎳濃度大于0.5mg/L，亞硝酸鹽氮含量超過30mg/L或鹽度高于0.63％時都會抑制反硝化作用。硫酸鹽含量過高會導致反硫化的進行，進而影響反硝化的正常進行，鈣和氨的濃度過高也會抑制反硝化作用。脫氮技術的推廣普及有助于保護水資源和改善水環(huán)境。
生物脫氮的基本條件：（1）硝酸鹽：硝酸鹽的生成和存在是反硝化作用發(fā)生的先決條件，必須先將污水中的含氮有機物如蛋白質、氨基酸、尿素、脂類、硝基化合物等轉化為硝酸鹽氮。（2）不含溶解氧：反應器中的氧都將被有機體優(yōu)先利用，從而減少反應器能脫氮的亞硝酸鹽量，溶解氧超過0.2 mg/L時沒有明顯脫氮作用。（3）兼性菌團：多數(shù)情況下，細菌普遍具有脫氮習性，污水處理的微生物脫氮時在好氧和缺氧條件下反復交替，其中以兼性菌團為主。（4）電子供體：生物脫氮的能量來自脫氮過程中起電子供體作用的碳質有機物，脫氮時污水中有機物必須充足，否則需要投加甲醇、乙醇、乙酸等外部碳源。通過脫氮裝置，可以降低NOx的排放濃度。污水脫氮濾料
脫氮技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，為水污染治理領域帶來了新的希望和機遇。地表三類脫氮碳源
倒置A2/O工藝，與常規(guī)的A2/O工藝相比，倒置A2/O工藝（見圖2）從前往后以此為缺氧-厭氧-好氧，該工藝的設計初衷是為了降低污泥回流中硝態(tài)氮對厭氧釋磷的影響，特別是對于高氨氮廢水污泥回流中攜帶有大量的硝氮，抑制厭氧釋磷反應。同時，為了解決碳源分配的問題，采用兩點進水的方式來提供厭氧釋磷中有機物的消耗。該工藝由于硝態(tài)氮在前端的缺氧池中完全反硝化，消除了硝氮對厭氧釋磷的不利影響，從而保證厭氧釋磷的穩(wěn)定進行，并且聚磷菌釋磷后直接進入生化效率比較高的好氧環(huán)境，使其在厭氧條件下形成的吸磷動力得到了更有效的利用。地表三類脫氮碳源