前幾天有個網友跟我(wǒ)(wǒ)感慨說，入行挺多年，對于水處理的認知(zhī)還很少，有些工(gōng)藝的原理理解的也不很透徹，比如說脫氮過程爲啥設置内回流？可不可以不要？
這給我(wǒ)(wǒ)提供了一(yī)個非常好的思路，可能很多人對脫氮生(shēng)物(wù)工(gōng)藝運營控制什麽的很熟悉，但是具體(tǐ)爲啥那麽做并不知(zhī)道，今天就來聊一(yī)聊生(shēng)物(wù)脫氮工(gōng)藝。
首先我(wǒ)(wǒ)們先要看懂生(shēng)物(wù)脫氮的原理。在污水生(shēng)物(wù)處理中(zhōng)，氮元素的轉化是靠4個作用來完成的。同化作用 就是微生(shēng)物(wù)将氮轉化爲自身細胞的組成部分(fēn)，最後可以通過剩餘污泥排出。氨化作用 是将有機氮轉化爲氨氮，通過反應式可以看出這一(yī)過程有2個特點，一(yī)是需要氧氣；二是由于氨化菌是異養菌，所以整個過程都會消耗有機物(wù)。
硝化作用 分(fēn)兩步，先是将氨氮氧化爲亞硝酸氮，再将亞硝酸氮氧化爲硝酸氮，這裏面涉及到兩種細菌，但這不是重點，我(wǒ)(wǒ)就不說了。
這一(yī)過程的特點有2個，一(yī)個是消耗氧氣，第二個是消耗堿度（因爲産物(wù)中(zhōng)有H+，爲了維持系統的pH需要添加堿度）。
反硝化作用 生(shēng)物(wù)脫氮的最後一(yī)步，就是反硝化。
在這個過程中(zhōng)，上一(yī)步産生(shēng)的亞硝酸氮和硝酸氮被還原爲氮氣。這一(yī)過程的特點有3個，一(yī)是需要控制嚴格的缺氧條件，二是需要碳源作爲電(diàn)子供體(tǐ)參與反應，三是會産生(shēng)堿度。
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接下(xià)來我(wǒ)(wǒ)們來看污水處理中(zhōng)是怎麽進行生(shēng)物(wù)脫氮的。
根據上面的脫氮原理，有科學家提出了三級生(shēng)物(wù)脫氮工(gōng)藝，如圖所示。
簡單粗暴，氨化階段給你上一(yī)個反應器，順便還去(qù)除有機物(wù)；
硝化階段再給你一(yī)個反應器，正好把上一(yī)個反應池中(zhōng)産生(shēng)的氨氮轉化成硝态氮；完了以後該反硝化了，好的，我(wǒ)(wǒ)們再來一(yī)個反應器，繼續把上一(yī)個池子中(zhōng)的硝态氮搞成氮氣。第一(yī)個反應器的氨化過程和第二個反應器的硝化過程，它倆都是需要氧氣的。于是我(wǒ)(wǒ)們的前輩靈機一(yī)動，把它倆合二爲一(yī)，結果就出現了下(xià)面的兩級生(shēng)物(wù)脫氮工(gōng)藝。後來覺得沉澱池1放(fàng)在那裏也沒啥必要，就給去(qù)掉了。這樣就變成單級生(shēng)物(wù)脫氮系統，又(yòu)輕松節省一(yī)筆費(fèi)用，這裏就不放(fàng)單級的圖了，大(dà)家可以自行腦補。
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首先前邊兒的反應器進行氨化作用的同時，消耗了有機物(wù)。可是後邊兒的反應器在進行反硝化時，它又(yòu)要往裏加有機物(wù)。再來，前邊兒的反應器中(zhōng)，我(wǒ)(wǒ)們要往裏加堿度來中(zhōng)和H+（硝化細菌比較嬌貴，需要對pH嚴格控制）。可是到了後邊兒，反硝化過程中(zhōng)又(yòu)會産生(shēng)堿度。所以，我(wǒ)(wǒ)們機智的前輩又(yòu)想到了改良的辦法，那就是将反硝化反應器放(fàng)在系統的最前端。讓原水中(zhōng)的有機物(wù)先參與反硝化過程，這樣既可以省去(qù)額外(wài)投加碳源的費(fèi)用，還幫好氧池去(qù)除了一(yī)部分(fēn)有機物(wù)，又(yòu)減少了一(yī)部分(fēn)曝氣的費(fèi)用；再有反硝化過程産生(shēng)的堿度，可以直接補充給硝化過程，簡直是一(yī)石好幾鳥。
可能這裏就有人疑惑了，反硝化過程設在最前邊兒怎麽能行呢？
畢竟反硝化過程是要硝态氮參與反應的，但是進水的氮它可不是硝态氮啊。這個問題也很好解決，隻需要把硝化反應産生(shēng)的硝态氮回流到反硝化池就可以了。這是脫氮工(gōng)藝中(zhōng)很關鍵的一(yī)步，叫做硝化液的回流，也叫做内回流。
