現如今，生活污水中的含氮量明顯提升，這也導致了有機物含量的持續下降，降低了生活污水中的 C/N 比例，這也讓整個污水脫氮處理技術和工藝出現了極大挑戰。傳統污水脫氮處理技術主要是利用微生物開展生物脫氮，最終將含氮有機物轉化成氮氣，一般來說，傳統脫氮工藝內容包括氨化、硝化和反硝化。
1 實驗部分
1.1 實驗原料
本次實驗所選擇的污水，主要以自配為主，其中，氨的含量為 15mg/L，硝酸根含量為 5mg/L，總氮含量為20mg/L。在微生物載體選擇上，主要以氨酯泡沫塑料為主， 同樣來源與自制。
1.2 測試與表征
從具體的溶解氧含量測試角度來說，所使用的儀表來源于上海海恒機電儀表有限公司， 屬于便攜式溶解氧儀器，該種儀器可以為后續測試工作的開展提供良好基礎。另外，在 pH 值測試上，所選擇的儀器來自于杭州科曉化工儀器設備有限公司。在氨根和硝酸根含量測試上，所使用的儀器為紫外可見分光光度計進行。
2 結果與討論
2.1 溶解氧含量的影響
整體來看，本次微生物絮體粒徑主要為 60um，而且在具體水力停留過程中，整體性停留時間可以達到30h 以上，實際 C/N 可以達到 4，pH 示數為 7，從該項研究中可以看出， 不同溶解氧含量可以實現同步硝化反硝化效果的全面展示。除此之外，由于含氧量不同，氨氮的去除效果以及總氮去除率也會呈現出很大程度的不同。由于硝化細菌之中主要以好氧細菌為主，隨著整個體系之中的溶解氧含量提升，硝化反應往往更加容易出現。所以說，在具體氨氮去除率分析和研究過程中，研究人員可以明顯發現，隨著溶解氧含量的逐步提升，氨氮去除率也會進一步增強。當整個溶解氧含量增加到 1.5mg/L 時，氨氮去除率最高，能否達到 95%。而且在該種條件作用下，硝化反應的速度會持續提升，并產生大量的亞硝酸鹽，此時，反應體系之中的硝氮含量提升度同樣十分可觀。但從實際過程中可以看出，雖然整個反應體系之中的富氧區和缺氧區得到了有效分離，但隨著溶解氧含量的降低，硝氮去除率也會出現降低，當溶解氧含量降到 1.2mg/L 時，氮的去除率將會降低到 80% 左右。
2.2 微Th物絮體粒徑的影響
在反應體系之中，當實際溶解氧含量處于 1.5mg/L 時，水力停留時間可以達到 30h 以上，C/N 比和 pH 值與上述情況相同。為了提升研究效果，本文對不同微生物進行了深入性研究，進而將具體的絮體粒徑與同步硝化反硝化效
果之間的關系展示出來。當微生物絮體粒徑保持較小狀態時，微生物和絮體之間很容易出現聚集情況，這也使得一部分好氧硝化細菌集中在微生物絮體內部，降低了硝化過程中的實際效率。也正是在此種情況的作用下厭氧反硝化細菌作用下的反硝化過程效率提升的更加明顯。所以說，但絮體微生物粒徑保持在較低狀態時，氨氮去除率也會出現明顯的下降趨勢，相對應的硝氮去除率有所提升。而且隨著粒徑的提升，微生物絮體聚集效應得到了充分改善，相應的氨氮去除率進一步提升，該情況與上述情況剛好相反。此時， 體系之中的總氮去除率開始隨著粒徑的變化而變化，但該種變化力度并不明顯。當微生物絮體粒徑達到60um 之后，氨氮和硝氮去除效果均比較明顯，具體去除百分比為 85% 和 65%，總氮去除率也能達到 80%。
2.3 水力停留時間的影響
在整個水力停留時間展示過程中，主要表現的是含氮污水在反應器之中所停留的時間，而且該項時間越長，反應過程越良好。當具體溶解氧含量達到 1.5mg/L 時，微生物絮體粒徑主要集中在 60um，C/N 比和 pH 值同樣與上述情況相符。隨著水利停留時間的延長，硝化反應將會變得更加徹底，進而將實際氨氮處理效率進一步提升。當水利停留時間保持在 25 到 30h 范圍內時，氨氮以及硝氮去除率均不高，但能夠處于中上等位置上。如果水利停留時間超過30h，總氮去除率進一步提升，最高時可以達到80% 以上。
2.4 C/N 比的影響
C/N 比主要指體系內部的碳源有機物和含氮有機物的摩爾比，在該項比值研究過程中，碳源有機物可以為反硝化系統提供電子供體，而且隨著 C/N 比值的全面提升，可以將具體反硝化進程效率進一步提升。但在此過程中，較高程度的反硝化反應會對實際硝化反應產生一定的抑制作用。當實際溶解氧含量達到 1.5mg/L 之后，整個微生物粒徑可以達到 60um 以上，此種情況之下，水利停留時間依然可以達到 30h，pH 值保持不變，但由于 C/N 比值的上升， 氨氮去除率下降量極為明顯，與之相對應的硝氮去除量提升度極為明顯。當 C/N 比處于 2 到 6 范圍內，整個體系之中的總氮去除率將會提升到 80% 以上，效果極為明顯。
2.5 pH 值影響
從實際硝化細菌和反硝化細菌反應角度來說，由于反應情況不同，他們低 pH 值數值要求也存在一定的不同性，在此過程中，硝化細菌的最適宜 pH 值處于 6.0 到 7.5之間， 而適合硝化細菌存活的 pH 值范圍卻達到了 7.0 到8.5。當具體溶解氧含量達到 1.5mg/L 之后，微生物絮體粒徑以及水利停留時間依然處于之前的狀態。當水系之中的pH 值范圍在 6 到 8 之間時，硝化反應效率將會得到進一步提升， 最高時可以達到96%。當 pH 值處于 8 到 9 范圍時，硝氮去除率進一步提升，最高可以達到 65%。相比之下，當 pH 值處于 7 時，反硝化細菌依然可以存活，但由于硝化反應效率有所提升，亞硝酸鹽和硝酸鹽產量大幅提升。從這里也可以看出，相比與初始硝氮含量，pH 值硝氮總去除效率將會變得更低。
3 好氧反硝化細菌的篩選、鑒定以及脫氮性能優化
3.1 常見氮素轉化利用方式研究
站在好氧反硝化細菌研究角度來說，可以借助于多種氮源實現反硝化反應。為了方便研究，相關研究人員對異氧氨化培養基中的菌株硝化性能進行了全面研究，該類菌株主要以氨離子作為唯一的氮源，進而將脫氮效果更好的展示出來。但從實際脫氮操作角度來說，實際硝酸根的積累量要遠遠低于氨根離子的減少量，從這里也可以看出，此類菌株可以展示出更強的反硝化能力。還有一部分研究人員將研究重點放在了異氧硝化菌 YL 研究上，主要目的是將其轉化成氮素形式。該類研究主要是對氨氮和硝酸氮進行充電研究，但最終的生成量較低。
3.2 好氧反硝化細菌的作用影響因素
受不同環境因素影響，整個好氧反硝化細菌的反硝化性能將會得到充分展示。一般來說，在整個好氧反硝化細菌的處理上，需要借助于多種碳源進行，但由于實際條件不同，碳源差異性也將徹底展示出來。相關研究人員將乙酸鈉當做一種碳源，但從最終的研究過程中可以看出，最佳碳源為琥珀酸鈉。為了對上述情況進行合理論證，研究人員將葡萄糖作為碳源，培養基之中的硝態氮含量幾乎為零，而亞硝態氮也只是少量存在。最后，當培養基之中的硝態氮消耗量提升之后，TN 去除率便會得到提升，此時的亞硝態氮含量上升幅度明顯，這與上述實驗結果表現出一致性。
3.1 好氧反硝化菌增強脫氮效果研究
現階段，借助于異養菌株方式提升 COD 去除效果的研究有很多，其中，很多研究者將實際異氧硝化好氧反硝化細菌集中在相同廢水之中，此時的好氧反硝化菌株得到了有效擴增。之后，為了將反應效果更好的展示出來，人們可以借助于相關反應器，確保后續工作的全面開展。除此之外，人們還可以將 2% 的混合菌液加入到實際反應階段之中，并提升好氧反硝化細菌的投加量，此時，COD 的平均去除效率將會由 82.01% 上升到 85.69%，效果極為明顯。
4 總結
綜上所述，通過對同步硝化反硝化污水處理工藝的深入研究，可以將具體反應情況和水力停留施加和 C/N 比有效展示出來，確定出生活污水脫氮效果的最佳狀態。一般來說，硝化反應進程和反硝化反應進程之間存在相互抑制關系，如果是站在綜合考慮角度來說，溶解氧的最佳含量為 1.5mg/L。