氮是生命有機體中最重要的元素之一，它是構(gòu)成生物體中蛋白質(zhì)及各種遺傳物質(zhì)等重要組成部分必不可少的一種元素，其含量約占生物重量的10%左右。
總氮，簡稱為TN，水中的總氮含量是衡量水質(zhì)的重要指標之一。
總氮的定義是水中各種形態(tài)無機和有機氮的總量。常被用來表示水體受營養(yǎng)物質(zhì)污染的程度。其測定有助于評價水體被污染和自凈狀況。地表水中氮、磷物質(zhì)超標時，微生物大量繁殖，浮游生物生長旺盛，出現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)。
根據(jù)GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標準基本項目標準限值，總氮劃分五類標準：
為達到上述標準，將水體中的氮含量降低。
生物脫氮被公認為具有發(fā)展前途的方法。生物脫氮是指在微生物的聯(lián)合作用下，污水中的有機氮及氨氮經(jīng)過氨化作用、硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)，最后轉(zhuǎn)化為氮氣的過程。具有經(jīng)濟、有效、易操作、無二次污染等特點。
氨化反應(yīng)
氨化反應(yīng)是指蛋白質(zhì)和氨基酸等含氮有機物在氨化功能菌的代謝下，經(jīng)分解轉(zhuǎn)化為NH4+的過程。含氮有機物在有氧和無氧的條件下都能被相應(yīng)的微生物所分解，釋放出氨。
硝化反應(yīng)
硝化反應(yīng)由好氧自養(yǎng)型微生物完成，在有氧狀態(tài)下，自養(yǎng)細菌利用無機氮為氮源將NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-的過程。硝化過程可以分成兩個階段：
第一階段是由亞硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽(NO2-);
第二階段由硝化菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽(NO3-);
此過程受溫度、溶解氧、溶液酸堿性、溶液中有毒物質(zhì)以及碳氮比的影響。
硝化反應(yīng)的適宜溫度為20℃-30℃。低于15℃時，反應(yīng)速度迅速下降，5℃時反應(yīng)幾乎完全停止。
反硝化反應(yīng)
反硝化反應(yīng)是在缺氧狀態(tài)下，反硝化菌將亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮還原成氣態(tài)氮(N2)的過程。
反硝化菌為異養(yǎng)型微生物，多屬于兼性細菌，在缺氧狀態(tài)時，利用硝酸鹽中的氧作為電子受體，以有機物(污水中的BOD成分)作為電子供體，提供能量并被氧化穩(wěn)定。
反硝化過程與硝化過程一樣，也受溫度、溶解氧、溶液酸堿性、溶液中有毒物質(zhì)以及碳氮比的影響，只是每種因素對兩種過程的影響方向不一定相同。
反硝化反應(yīng)的溫度范圍較寬，在5℃-40℃范圍內(nèi)都可以進行。但溫度低于15℃時，反硝化速率明顯下降。
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