反硝化系統

一、生物濾池
1.概述：
生物濾池是指由特定填料填充的生物反應構筑物，其中填料可起到為微生物提供具有結構支撐作用的生存空間，污水可通過與富集在填料表面微生物接觸，利用生物生理作用使污水得到凈化。

2.分類：
生物濾池包括碳氧化曝氣生物濾池、硝化生物濾池及反硝化生物濾池等。
3.優勢：
生物濾池由于工藝的合理性往往可達到較好的處理效果，且不產生二次污染，并且可避免水流沖擊帶來的微生物流失、水質渾濁等現象。
4.工藝條件：
不同水質需求下應靈活選擇不同工藝，在完整的生化進程中，不同時期對污水處理的側重點不同，當有機物含量較高時宜使用碳氧化曝氣生物濾池，經好氧微生物的分解作用將有機物轉化為小分子物質；當污水中氨態氮較多時，應使用硝化生物濾池，可對微生物的硝化作用提供優質的反應環境；當污水中含量較高的是硝態氮時，利用反硝化生物濾池可加快反應進程，并取得較好的結果。也可將三者組合應用，包括前置反硝化生物濾池和后置反硝化濾池等。
5.注意事項：
濾料的選擇應盡量使比表面積大、孔隙率高、材質硬度強且價格低廉。
二、反硝化生物濾池
1.概述：
反硝化生物濾池屬于生物濾池中的一種，反硝化的過程即反硝化菌在反硝化作用下將硝態氮轉化為氮氣的過程。

2.反應條件：
該反應需在無氧條件下進行，且反硝化菌為異養菌，因此需保持水體中特定的碳源，因此在設計濾池時對比好氧生物濾池增加了不少難度，一方面需要保持無氧環境，另一方面碳源的數量直接影響水體中菌種的分布，如何控制其滿足反硝化菌的生理需求的同時避免其他菌種雜生并保證反應的正常進行，就要求對各項參數進行精密計算與控制，。
3.優勢：
反硝化生物濾池的轉化效率比常規活性污泥法有了明顯的提升，同時附著在填料上的微生物不易被水流沖擊力打散，使反應器穩定性提高，另外，在前兩項得以實現的基礎上使反硝化生物濾池的容積大大減小，這意味著其占地面積僅為傳統活性污泥法的幾分之一至幾百分之一。
三、實際應用-----湛清HDN-高效脫氮設備
1.概述：
湛清HDN-高效脫氮設備是對常規反硝化生物濾池進行強化改造后專為工業廢水設計的一項去除總氮的設備。

2.研發背景：
眾所周知，工業廢水通常成分復雜，不僅含有大量重金屬，且鹽分較高，并具有水質波動大的特點，這些特性使微生物無法進行正常的生理活動，因此，即使生物濾池技術對傳統生化法已有極大的改進，但相較于成分單一的市政污水，自然生長的反硝化菌仍無法適應工業廢水的復雜性。
基于此，湛清HDN-高效脫氮設備分別對參與反應的微生物、提供微生物附著床的填料以及反應器整體結構進行了突破性的改革，具體如下：
（1）微生物特異性馴化：通過在細菌生物實驗室進行培養，改變細菌的刺激條件諸如pH，重金屬濃度，COD含量，有毒物質，鹽分等，篩選最有效的反硝化菌，使其能夠最大限度適應工業廢水高毒性，高鹽分、水質波動大的特性，實現快速富集。
（2）填料的特殊選擇：通過對多孔材料進行表面處理，提高其親水性的同時增加了填料的比表面積，使單位體積填料上可附著數量呈指數型上升的微生物，進而減少了水質停留時間，水中硝酸根離子可快速轉換為氮氣排出。
（3）反應器結構的優化設計：濾池內部流態經過特殊優化設計，建立了順暢的排氣微通道，促使生成的氮氣順暢無阻的從內部排出，減少反應器死區及無效空間，提高了反應器穩定性和脫氮效率。
3.優勢：
（1）脫氮效率高——正常運行脫氮負荷1kg N/m³•d，出水總氮穩定達標。
（2）占地面積小——10t/h的處理量，降低20mg/L總氮，占地面積僅6㎡。
（3）易操作維護——全自動控制，無需更換填料，反沖洗水量少、頻率低。
（4）污泥產量少——反沖洗排出的少量微生物回流至生化池繼續分解。
（5）運行成本低——去除20 mg/L的總氮，噸水成本小于1元。

從自家養魚小環境映射水生態大環境，談硝化細菌的培養和認識

說起硝化細菌，大部分人覺得硝化細菌是用于大的污水處理環境的菌種產物，其實平常生活里、水產養殖技術里，我們也常會用到硝化細菌，其實硝化細菌就在我們身邊，我們家里的魚缸，就有著這些硝化細菌。

大家可以先百度一下硝化細菌，其實養水的過程不僅僅是硝化細菌的培養過程，嚴格的說是水體生態從雜亂無章到生態平衡的過程，那為什么要放魚缸里呢？硝化細菌就是加速水體活化，硝化細菌硝化反應只是水體的活化的一部分，但不是全部，我相信廣大魚友都聽過“流水不腐”，在養殖技術中所謂的流水生物意義指的不是流動的水，而是活化的水。那活化的水有什么特點呢？在很多人的養殖技術經驗中，遇到過魚蝦狀態最好的時候水體是清澈透亮的，重點就在透亮，這樣的水體可以和空氣保持良好的氣體交換，水中的溶氧量最高。如果說一杯普通的水里面的氧氣最高只有黃豆大，那么一杯透亮的水最高溶氧卻有顆蠶豆大，對于養殖技術經驗豐富的人來說，只要水體活化很好，完全可以不用換水。

分享一下我的養殖技術，以前我的魚缸底沙只有2.5CM，無草，130多條魚，幾個草蝦，依靠硝化細菌的培養，這么高的密度從來不需換水，每天晚上開過濾2小時，只是每周補充自然蒸發的水就可以了，硝化細菌硝化反應足夠，根本不會發生意外死亡。水混了餓魚幾天，水體就恢復到清澈透亮。其中底沙有這至關重要的功勞，2.5CM的厚度讓硝化細菌硝化和反硝化細菌達到了一個平衡，而不會產生過量氮沉積。但不同的底沙材質和顆粒大小都對反硝化層的厚度有很大的影響，不可照搬。很多人的底沙很厚，反硝化細菌產生的氮沉積嚴重，一旦攪動底沙會產生大量的氮氣和甲烷溢出，造成魚蝦死亡，而過薄的底沙卻不適合反硝化細菌的反硝化形成，所以要想保持整個水體的平衡靠的不是生搬硬套的數據，而是正確的養殖技術理論和豐富的養殖技術經驗。越小的水體蝴蝶效應越明顯，養殖技術中任何一點變化都會造成水質的大幅波動，這也就是為什么有人說，在水產養殖技術中，大水體比小水體穩定得多的原因，大水體比小水體的生物更復雜，互依互存，相互制約，有利于平衡。

在這里分享養殖技術經驗只是為了證明在這么惡劣的情況下我的水體硝化系統并沒有崩潰，并不是鼓勵和提倡大家都這么做。

簡單來說，硝化細菌有可能存在水族箱每個角落，每個適合他附著的地方，水族缸中的硝化細菌又分為好氧菌及厭氧菌，字面上翻譯就是喜歡氧氣的細菌跟不喜歡氧氣的細菌，而好氧菌主要是位在溶氧較高的濾材內，厭氧菌主要是分布在氧氣溶度較低的底砂內，硝化細菌主要的工作是將水中的有毒物質轉變成較無毒物質。

一般基本的魚缸過濾水都是將水中的水先盡可能的去除顆粒性雜質，接著再經過好氧菌及厭氧菌的分解，變成一個循環，當然，這是最基本硝化細菌循環，若是有其他外物就要有其他的反應方法，也就是說，水族缸的水必須先經過過濾棉，先將雜質過濾掉，減輕硝化細菌的負擔再進行硝化作用，所以放在第一層的過濾棉其實可以臟了就洗，甚至換新的都沒關系，硝化細菌主要是在下面其他的濾材，象是生化棉、生化球、陶磁環……等等。

好氧菌必須存在氧氣需求量較高的地方，所以大部分都存在開放式過濾槽的濾材內，氧氣含量若太低，硝化細菌菌種就會產生變化或死亡，所以若氧氣充足則會讓好氧菌表現出更好的效果。正是因為日常生活中隨處可見的這些自然界奇妙的微生物技術，從而激發科學家的研究理念，通過提取大自然中的這些硝化細菌進行馴服，針對好氧菌的養水凈化特性，研發專用于污水處理的硝化細菌，因此利用微生物技術將硝化細菌應用于污水處理領域。這些用于污水處理的硝化細菌只是屬于污水處理菌種的其中一種，此污水處理菌往往能做到對水中氨氮、COD、BOD等污染物質的高去除率，增強污水處理系統污泥絮狀結構的穩定，減少污泥的產生杜絕二次污染。而根據不同的反應池功能，需相應投放不同功能的污水處理菌種。

所以說這些在我們生活中常常被忽視的小小硝化細菌，其實都隱藏著可以被科學利用的大自然力量，這些大自然力量通過與科學微生物技術的結合再創造，所誕生的科技成果再應用回對自然的保護，這樣就形成一個生生不息的良性循環，這些微生物技術將為自然與科學的永續發展提供著源源不斷的進步動力。