污水脫氮是在生物硝化工藝基礎(chǔ)上，增加生物反硝化工藝，其中反硝化工藝是指污水中的硝酸鹽，在缺氧條件下，被微生物還原為氮?dú)獾纳磻?yīng)過程。
方法/步驟
一、廢水中總氮的構(gòu)成
廢水中總氮主要由氨氮、有機(jī)氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮組成，其中氨氮主要來自于氨水以及諸如氯化銨等無機(jī)物。有機(jī)氮主要來自于一些有機(jī)物中的含氮基團(tuán)，比如有機(jī)胺類等。硝態(tài)氮在自然界中比較穩(wěn)定，且含量較高，比如機(jī)械化學(xué)等工業(yè)使用大量與硝酸鹽相關(guān)的原材料作為氧化劑，同時(shí)很多污水通過前期生化以及硝化以后也含有大量的硝酸鹽，因?yàn)橄鯌B(tài)氮十分穩(wěn)定，且極易溶解于水，因此污染十分嚴(yán)重，極易擴(kuò)散。
二、導(dǎo)致出水總氮超標(biāo)的原因涉及許多方面，主要有：
1、污泥負(fù)荷與污泥齡
由于生物硝化是生物反硝化的前提，只有良好的硝化，才能獲得高效而穩(wěn)定的的反硝化。因而，脫氮系統(tǒng)也必須采用低負(fù)荷或超低負(fù)荷，并采用高污泥齡。
2、內(nèi)、外回流比
生物反硝化系統(tǒng)外回流比較單純生物硝化系統(tǒng)要小些，這主要是入流污水中氮絕大部分已被脫去，二沉池中NO3--N濃度不高。相對來說，二沉池由于反硝化導(dǎo)致污泥上浮的危險(xiǎn)性已很小。另一方面，反硝化系統(tǒng)污泥沉速較快，在保證要求回流污泥濃度的前提下，可以降低回流比，以便延長污水在曝氣池內(nèi)的停留時(shí)間。
運(yùn)行良好的污水處理廠，外回流比可控制在50%以下。而內(nèi)回流比一般控制在300～500%之間。
3、反硝化速率
反硝化速率系指單位活性污泥每天反硝化的硝酸鹽量。反硝化速率與溫度等因素有關(guān)，典型值為0.06～0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
4、缺氧區(qū)溶解氧
對反硝化來說，希望DO盡量低，最好是零，這樣反硝化細(xì)菌可以“全力”進(jìn)行反硝化，提高脫氮效率。但從污水處理廠的實(shí)際運(yùn)營情況來看，要把缺氧區(qū)的DO控制在0.5mg/L以下，還是有困難的，因此也就影響了生物反硝化的過程，進(jìn)而影響出水總氮指標(biāo)。
5、BOD5/TKN
因?yàn)榉聪趸?xì)菌是在分解有機(jī)物的過程中進(jìn)行反硝化脫氮的，所以進(jìn)入缺氧區(qū)的污水中必須有充足的有機(jī)物，才能保證反硝化的順利進(jìn)行。由于目前許多污水處理廠配套管網(wǎng)建設(shè)滯后，進(jìn)廠BOD5低于設(shè)計(jì)值，而氮、磷等指標(biāo)則相當(dāng)于或高于設(shè)計(jì)值，使得進(jìn)水碳源無法滿足反硝化對碳源的需求，也導(dǎo)致了出水總氮超標(biāo)的情況時(shí)有發(fā)生。
6、pH
反硝化細(xì)菌對pH變化不如硝化細(xì)菌敏感，在pH為6～9的范圍內(nèi)，均能進(jìn)行正常的生理代謝，但生物反硝化的最佳pH范圍為6.5～8.0。
7、溫度
反硝化細(xì)菌對溫度變化雖不如硝化細(xì)菌那么敏感，但反硝化效果也會隨溫度變化而變化。溫度越高，反硝化速率越高，在30～35℃時(shí)，反硝化速率增至最大。當(dāng)?shù)陀?5℃時(shí)，反硝化速率將明顯降低，至5℃時(shí)，反硝化將趨于停止。因此，在冬季要保證脫氮效果，就必須增大SRT，提高污泥濃度或增加投運(yùn)池?cái)?shù)。
三、污水總氮超標(biāo)的解決辦法：
1、氨氮的去除
利用微生物硝化和反硝化去除廢水中的氨氮，其原理是通過生物促進(jìn)硝化菌MicroBoost- N和生物促進(jìn)總氮去除菌Micro Boost-Den的聯(lián)合作用，將水中氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)庖赃_(dá)到脫氮目的。首先通過硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，然后再進(jìn)行反硝化，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻Ｆ浞磻?yīng)原理圖如下所示：
2NH3+3O2→HNO2+H2O+能量(亞硝化作用)
2HNO2+O2→ 2HNO3+能量(硝化作用)
HNO3+CH3OH→N2 + CO2+H2O+能量(反硝化作用)
2、有機(jī)氮的去除
生物法，氮化合物在生物作用下可實(shí)現(xiàn)向氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化：
化學(xué)法，通過氧化使氮化合物直接從有機(jī)氮、氨氮直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓?/span>
生物法成本較低，效果穩(wěn)定，但工藝復(fù)雜，操作困難，且占地面積較大，運(yùn)行時(shí)間較長;化學(xué)法省去中間轉(zhuǎn)化步驟，更快速直接，但成本較高，折點(diǎn)加氯法控制難度大，效果不穩(wěn)定。
3、硝態(tài)氮的去除
硝態(tài)氮主要是指硝酸根離子，目前有采用離子交換、膜滲透、吸附以及生物脫氮的方法。其中離子交換法、膜滲透法以及吸附法都只是硝酸根離子的濃縮與轉(zhuǎn)移，無法真正去除總氮，濃縮以后的硝酸根廢液需要進(jìn)一步處理。
在生物脫氮中，主要是指硝酸根離子通過總氮去除菌降解轉(zhuǎn)化為氮?dú)?/span>的過程。