短程硝化

短程硝化，即在生物脫氮過程中，通過特定的工藝手段，使得氨氮的氧化僅進行到亞硝酸鹽階段。也就是說，氨氮（NH??）被氧化成亞硝酸鹽（NO??）后，便不再進一步被氧化成硝酸鹽（NO??）。這一過程依賴于氨氧化菌（AOB）的活性強化，同時有效抑制了硝化菌（NOB）的活性。短程硝化不僅減少了氧氣消耗和碳源需求，還降低了后續(xù)反硝化階段的負荷，從而提升了整個系統(tǒng)的脫氮效率。

影響短程硝化的因素及其優(yōu)化策略包括：嚴格控制DO濃度在5-5 mg/L范圍內，以抑制硝化細菌并促進氨氧化菌的生長；保持適宜的溫度（20-30℃）和中性至弱堿性的pH環(huán)境，以利于短程硝化的穩(wěn)定運行；通過適當縮短污泥齡（SRT）來選擇性地培養(yǎng)出短程硝化菌群；以及維持穩(wěn)定的氨氮負荷，避免對短程硝化系統(tǒng)的沖擊。

短程反硝化

短程反硝化則是指將硝酸鹽或亞硝酸鹽直接還原為氮氣（N?），從而跳過了常規(guī)反硝化過程中的NO??還原為NO??的步驟。這一過程需要特殊的反硝化菌種，它們能在缺氧環(huán)境下直接利用亞硝酸鹽作為電子受體進行反硝化反應。短程反硝化不僅減輕了傳統(tǒng)反硝化過程中產(chǎn)生的一氧化氮（NO）對環(huán)境的影響，還提高了總氮的去除率，并減少了有機碳源的投入。

影響短程反硝化的關鍵因素及其優(yōu)化策略包括：確保嚴格的缺氧條件，將DO控制在5 mg/L以下；維持pH在0-0的范圍內，以利于短程反硝化菌的生長和活性；提供適宜的溫度（20-30℃），以提高反硝化的速率；以及選擇易降解且高效的碳源，并適當增加供碳量，以促進短程反硝化的進行。

反應器內流態(tài)與混合的調控：確保反應器內部混合均勻，以防止局部區(qū)域氧濃度過高。

如何實現(xiàn)短程硝化與反硝化的微生物群落調控？

溶解氧的精細控制：通過嚴格控制反應器內的溶解氧濃度，維持在一個既能支持氨氧化菌（AOB）正常工作又能有效抑制硝化菌（NOB）生長的水平。

環(huán)境條件的優(yōu)化：根據(jù)不同微生物種群的環(huán)境適應性，通過調整反應器的溫度和pH值，來促進目標菌群的活性，例如，某些特定的AOB在特定溫度或pH范圍內表現(xiàn)出更高的活性。

SRT和HRT的合理設定：通過恰當設定生物反應器的污泥齡和水力停留時間，可以有效地富集AOB并抑制NOB的增殖。

交替曝氣與缺氧處理的運用：采用間歇曝氣或分段處理方式，為短程硝化和反硝化創(chuàng)造適宜的環(huán)境條件，例如，在好氧條件下完成氨氮到亞硝酸鹽的轉化，隨后迅速轉為缺氧或厭氧條件，促使亞硝酸鹽直接還原為氮氣。

抑制劑的利用：使用某些化學物質，如甲醇、異丙醇等，作為NOB的抑制劑，有效抑制其活性，從而促進短程硝化的實現(xiàn)。

碳源投加策略的制定：通過合理的碳源投加，調控反硝化過程，使亞硝酸鹽優(yōu)先于硝酸鹽作為電子受體被利用，實現(xiàn)短程反硝化。