反硝化系统

一、生物滤池
1.概述：
生物滤池是指由特定填料填充的生物反应构筑物，其中填料可起到为微生物提供具有结构支撑作用的生存空间，污水可通过与富集在填料表面微生物接触，利用生物生理作用使污水得到净化。

2.分类：
生物滤池包括碳氧化曝气生物滤池、硝化生物滤池及反硝化生物滤池等。
3.优势：
生物滤池由于工艺的合理性往往可达到较好的处理效果，且不产生二次污染，并且可避免水流冲击带来的微生物流失、水质浑浊等现象。
4.工艺条件：
不同水质需求下应灵活选择不同工艺，在完整的生化进程中，不同时期对污水处理的侧重点不同，当有机物含量较高时宜使用碳氧化曝气生物滤池，经好氧微生物的分解作用将有机物转化为小分子物质；当污水中氨态氮较多时，应使用硝化生物滤池，可对微生物的硝化作用提供优质的反应环境；当污水中含量较高的是硝态氮时，利用反硝化生物滤池可加快反应进程，并取得较好的结果。也可将三者组合应用，包括前置反硝化生物滤池和后置反硝化滤池等。
5.注意事项：
滤料的选择应尽量使比表面积大、孔隙率高、材质硬度强且价格低廉。
二、反硝化生物滤池
1.概述：
反硝化生物滤池属于生物滤池中的一种，反硝化的过程即反硝化菌在反硝化作用下将硝态氮转化为氮气的过程。

2.反应条件：
该反应需在无氧条件下进行，且反硝化菌为异养菌，因此需保持水体中特定的碳源，因此在设计滤池时对比好氧生物滤池增加了不少难度，一方面需要保持无氧环境，另一方面碳源的数量直接影响水体中菌种的分布，如何控制其满足反硝化菌的生理需求的同时避免其他菌种杂生并保证反应的正常进行，就要求对各项参数进行精密计算与控制，。
3.优势：
反硝化生物滤池的转化效率比常规活性污泥法有了明显的提升，同时附着在填料上的微生物不易被水流冲击力打散，使反应器稳定性提高，另外，在前两项得以实现的基础上使反硝化生物滤池的容积大大减小，这意味着其占地面积仅为传统活性污泥法的几分之一至几百分之一。
三、实际应用-----湛清HDN-高效脱氮设备
1.概述：
湛清HDN-高效脱氮设备是对常规反硝化生物滤池进行强化改造后专为工业废水设计的一项去除总氮的设备。

2.研发背景：
众所周知，工业废水通常成分复杂，不仅含有大量重金属，且盐分较高，并具有水质波动大的特点，这些特性使微生物无法进行正常的生理活动，因此，即使生物滤池技术对传统生化法已有极大的改进，但相较于成分单一的市政污水，自然生长的反硝化菌仍无法适应工业废水的复杂性。
基于此，湛清HDN-高效脱氮设备分别对参与反应的微生物、提供微生物附着床的填料以及反应器整体结构进行了突破性的改革，具体如下：
（1）微生物特异性驯化：通过在细菌生物实验室进行培养，改变细菌的刺激条件诸如pH，重金属浓度，COD含量，有毒物质，盐分等，筛选最有效的反硝化菌，使其能够最大限度适应工业废水高毒性，高盐分、水质波动大的特性，实现快速富集。
（2）填料的特殊选择：通过对多孔材料进行表面处理，提高其亲水性的同时增加了填料的比表面积，使单位体积填料上可附着数量呈指数型上升的微生物，进而减少了水质停留时间，水中硝酸根离子可快速转换为氮气排出。
（3）反应器结构的优化设计：滤池内部流态经过特殊优化设计，建立了顺畅的排气微通道，促使生成的氮气顺畅无阻的从内部排出，减少反应器死区及无效空间，提高了反应器稳定性和脱氮效率。
3.优势：
（1）脱氮效率高——正常运行脱氮负荷1kg N/m³•d，出水总氮稳定达标。
（2）占地面积小——10t/h的处理量，降低20mg/L总氮，占地面积仅6㎡。
（3）易操作维护——全自动控制，无需更换填料，反冲洗水量少、频率低。
（4）污泥产量少——反冲洗排出的少量微生物回流至生化池继续分解。
（5）运行成本低——去除20 mg/L的总氮，吨水成本小于1元。

从自家养鱼小环境映射水生态大环境，谈硝化细菌的培养和认识

说起硝化细菌，大部分人觉得硝化细菌是用于大的污水处理环境的菌种产物，其实平常生活里、水产养殖技术里，我们也常会用到硝化细菌，其实硝化细菌就在我们身边，我们家里的鱼缸，就有着这些硝化细菌。

大家可以先百度一下硝化细菌，其实养水的过程不仅仅是硝化细菌的培养过程，严格的说是水体生态从杂乱无章到生态平衡的过程，那为什么要放鱼缸里呢？硝化细菌就是加速水体活化，硝化细菌硝化反应只是水体的活化的一部分，但不是全部，我相信广大鱼友都听过“流水不腐”，在养殖技术中所谓的流水生物意义指的不是流动的水，而是活化的水。那活化的水有什么特点呢？在很多人的养殖技术经验中，遇到过鱼虾状态最好的时候水体是清澈透亮的，重点就在透亮，这样的水体可以和空气保持良好的气体交换，水中的溶氧量最高。如果说一杯普通的水里面的氧气最高只有黄豆大，那么一杯透亮的水最高溶氧却有颗蚕豆大，对于养殖技术经验丰富的人来说，只要水体活化很好，完全可以不用换水。

分享一下我的养殖技术，以前我的鱼缸底沙只有2.5CM，无草，130多条鱼，几个草虾，依靠硝化细菌的培养，这么高的密度从来不需换水，每天晚上开过滤2小时，只是每周补充自然蒸发的水就可以了，硝化细菌硝化反应足够，根本不会发生意外死亡。水混了饿鱼几天，水体就恢复到清澈透亮。其中底沙有这至关重要的功劳，2.5CM的厚度让硝化细菌硝化和反硝化细菌达到了一个平衡，而不会产生过量氮沉积。但不同的底沙材质和颗粒大小都对反硝化层的厚度有很大的影响，不可照搬。很多人的底沙很厚，反硝化细菌产生的氮沉积严重，一旦搅动底沙会产生大量的氮气和甲烷溢出，造成鱼虾死亡，而过薄的底沙却不适合反硝化细菌的反硝化形成，所以要想保持整个水体的平衡靠的不是生搬硬套的数据，而是正确的养殖技术理论和丰富的养殖技术经验。越小的水体蝴蝶效应越明显，养殖技术中任何一点变化都会造成水质的大幅波动，这也就是为什么有人说，在水产养殖技术中，大水体比小水体稳定得多的原因，大水体比小水体的生物更复杂，互依互存，相互制约，有利于平衡。

在这里分享养殖技术经验只是为了证明在这么恶劣的情况下我的水体硝化系统并没有崩溃，并不是鼓励和提倡大家都这么做。

简单来说，硝化细菌有可能存在水族箱每个角落，每个适合他附着的地方，水族缸中的硝化细菌又分为好氧菌及厌氧菌，字面上翻译就是喜欢氧气的细菌跟不喜欢氧气的细菌，而好氧菌主要是位在溶氧较高的滤材内，厌氧菌主要是分布在氧气溶度较低的底砂内，硝化细菌主要的工作是将水中的有毒物质转变成较无毒物质。

一般基本的鱼缸过滤水都是将水中的水先尽可能的去除颗粒性杂质，接着再经过好氧菌及厌氧菌的分解，变成一个循环，当然，这是最基本硝化细菌循环，若是有其他外物就要有其他的反应方法，也就是说，水族缸的水必须先经过过滤棉，先将杂质过滤掉，减轻硝化细菌的负担再进行硝化作用，所以放在第一层的过滤棉其实可以脏了就洗，甚至换新的都没关系，硝化细菌主要是在下面其他的滤材，象是生化棉、生化球、陶磁环……等等。

好氧菌必须存在氧气需求量较高的地方，所以大部分都存在开放式过滤槽的滤材内，氧气含量若太低，硝化细菌菌种就会产生变化或死亡，所以若氧气充足则会让好氧菌表现出更好的效果。正是因为日常生活中随处可见的这些自然界奇妙的微生物技术，从而激发科学家的研究理念，通过提取大自然中的这些硝化细菌进行驯服，针对好氧菌的养水净化特性，研发专用于污水处理的硝化细菌，因此利用微生物技术将硝化细菌应用于污水处理领域。这些用于污水处理的硝化细菌只是属于污水处理菌种的其中一种，此污水处理菌往往能做到对水中氨氮、COD、BOD等污染物质的高去除率，增强污水处理系统污泥絮状结构的稳定，减少污泥的产生杜绝二次污染。而根据不同的反应池功能，需相应投放不同功能的污水处理菌种。

所以说这些在我们生活中常常被忽视的小小硝化细菌，其实都隐藏着可以被科学利用的大自然力量，这些大自然力量通过与科学微生物技术的结合再创造，所诞生的科技成果再应用回对自然的保护，这样就形成一个生生不息的良性循环，这些微生物技术将为自然与科学的永续发展提供着源源不断的进步动力。