现如今，生活污水中的含氮量明显提升，这也导致了有机物含量的持续下降，降低了生活污水中的 C/N 比例，这也让整个污水脱氮处理技术和工艺出现了极大挑战。传统污水脱氮处理技术主要是利用微生物开展生物脱氮，最终将含氮有机物转化成氮气，一般来说，传统脱氮工艺内容包括氨化、硝化和反硝化。
1 实验部分
1.1 实验原料
本次实验所选择的污水，主要以自配为主，其中，氨的含量为 15mg/L，硝酸根含量为 5mg/L，总氮含量为20mg/L。在微生物载体选择上，主要以氨酯泡沫塑料为主， 同样来源与自制。
1.2 测试与表征
从具体的溶解氧含量测试角度来说，所使用的仪表来源于上海海恒机电仪表有限公司， 属于便携式溶解氧仪器，该种仪器可以为后续测试工作的开展提供良好基础。另外，在 pH 值测试上，所选择的仪器来自于杭州科晓化工仪器设备有限公司。在氨根和硝酸根含量测试上，所使用的仪器为紫外可见分光光度计进行。
2 结果与讨论
2.1 溶解氧含量的影响
整体来看，本次微生物絮体粒径主要为 60um，而且在具体水力停留过程中，整体性停留时间可以达到30h 以上，实际 C/N 可以达到 4，pH 示数为 7，从该项研究中可以看出， 不同溶解氧含量可以实现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总氮去除率也会呈现出很大程度的不同。由于硝化细菌之中主要以好氧细菌为主，随着整个体系之中的溶解氧含量提升，硝化反应往往更加容易出现。所以说，在具体氨氮去除率分析和研究过程中，研究人员可以明显发现，随着溶解氧含量的逐步提升，氨氮去除率也会进一步增强。当整个溶解氧含量增加到 1.5mg/L 时，氨氮去除率最高，能否达到 95%。而且在该种条件作用下，硝化反应的速度会持续提升，并产生大量的亚硝酸盐，此时，反应体系之中的硝氮含量提升度同样十分可观。但从实际过程中可以看出，虽然整个反应体系之中的富氧区和缺氧区得到了有效分离，但随着溶解氧含量的降低，硝氮去除率也会出现降低，当溶解氧含量降到 1.2mg/L 时，氮的去除率将会降低到 80% 左右。
2.2 微Th物絮体粒径的影响
在反应体系之中，当实际溶解氧含量处于 1.5mg/L 时，水力停留时间可以达到 30h 以上，C/N 比和 pH 值与上述情况相同。为了提升研究效果，本文对不同微生物进行了深入性研究，进而将具体的絮体粒径与同步硝化反硝化效
果之间的关系展示出来。当微生物絮体粒径保持较小状态时，微生物和絮体之间很容易出现聚集情况，这也使得一部分好氧硝化细菌集中在微生物絮体内部，降低了硝化过程中的实际效率。也正是在此种情况的作用下厌氧反硝化细菌作用下的反硝化过程效率提升的更加明显。所以说，但絮体微生物粒径保持在较低状态时，氨氮去除率也会出现明显的下降趋势，相对应的硝氮去除率有所提升。而且随着粒径的提升，微生物絮体聚集效应得到了充分改善，相应的氨氮去除率进一步提升，该情况与上述情况刚好相反。此时， 体系之中的总氮去除率开始随着粒径的变化而变化，但该种变化力度并不明显。当微生物絮体粒径达到60um 之后，氨氮和硝氮去除效果均比较明显，具体去除百分比为 85% 和 65%，总氮去除率也能达到 80%。
2.3 水力停留时间的影响
在整个水力停留时间展示过程中，主要表现的是含氮污水在反应器之中所停留的时间，而且该项时间越长，反应过程越良好。当具体溶解氧含量达到 1.5mg/L 时，微生物絮体粒径主要集中在 60um，C/N 比和 pH 值同样与上述情况相符。随着水利停留时间的延长，硝化反应将会变得更加彻底，进而将实际氨氮处理效率进一步提升。当水利停留时间保持在 25 到 30h 范围内时，氨氮以及硝氮去除率均不高，但能够处于中上等位置上。如果水利停留时间超过30h，总氮去除率进一步提升，最高时可以达到80% 以上。
2.4 C/N 比的影响
C/N 比主要指体系内部的碳源有机物和含氮有机物的摩尔比，在该项比值研究过程中，碳源有机物可以为反硝化系统提供电子供体，而且随着 C/N 比值的全面提升，可以将具体反硝化进程效率进一步提升。但在此过程中，较高程度的反硝化反应会对实际硝化反应产生一定的抑制作用。当实际溶解氧含量达到 1.5mg/L 之后，整个微生物粒径可以达到 60um 以上，此种情况之下，水利停留时间依然可以达到 30h，pH 值保持不变，但由于 C/N 比值的上升， 氨氮去除率下降量极为明显，与之相对应的硝氮去除量提升度极为明显。当 C/N 比处于 2 到 6 范围内，整个体系之中的总氮去除率将会提升到 80% 以上，效果极为明显。
2.5 pH 值影响
从实际硝化细菌和反硝化细菌反应角度来说，由于反应情况不同，他们低 pH 值数值要求也存在一定的不同性，在此过程中，硝化细菌的最适宜 pH 值处于 6.0 到 7.5之间， 而适合硝化细菌存活的 pH 值范围却达到了 7.0 到8.5。当具体溶解氧含量达到 1.5mg/L 之后，微生物絮体粒径以及水利停留时间依然处于之前的状态。当水系之中的pH 值范围在 6 到 8 之间时，硝化反应效率将会得到进一步提升， 最高时可以达到96%。当 pH 值处于 8 到 9 范围时，硝氮去除率进一步提升，最高可以达到 65%。相比之下，当 pH 值处于 7 时，反硝化细菌依然可以存活，但由于硝化反应效率有所提升，亚硝酸盐和硝酸盐产量大幅提升。从这里也可以看出，相比与初始硝氮含量，pH 值硝氮总去除效率将会变得更低。
3 好氧反硝化细菌的筛选、鉴定以及脱氮性能优化
3.1 常见氮素转化利用方式研究
站在好氧反硝化细菌研究角度来说，可以借助于多种氮源实现反硝化反应。为了方便研究，相关研究人员对异氧氨化培养基中的菌株硝化性能进行了全面研究，该类菌株主要以氨离子作为唯一的氮源，进而将脱氮效果更好的展示出来。但从实际脱氮操作角度来说，实际硝酸根的积累量要远远低于氨根离子的减少量，从这里也可以看出，此类菌株可以展示出更强的反硝化能力。还有一部分研究人员将研究重点放在了异氧硝化菌 YL 研究上，主要目的是将其转化成氮素形式。该类研究主要是对氨氮和硝酸氮进行充电研究，但最终的生成量较低。
3.2 好氧反硝化细菌的作用影响因素
受不同环境因素影响，整个好氧反硝化细菌的反硝化性能将会得到充分展示。一般来说，在整个好氧反硝化细菌的处理上，需要借助于多种碳源进行，但由于实际条件不同，碳源差异性也将彻底展示出来。相关研究人员将乙酸钠当做一种碳源，但从最终的研究过程中可以看出，最佳碳源为琥珀酸钠。为了对上述情况进行合理论证，研究人员将葡萄糖作为碳源，培养基之中的硝态氮含量几乎为零，而亚硝态氮也只是少量存在。最后，当培养基之中的硝态氮消耗量提升之后，TN 去除率便会得到提升，此时的亚硝态氮含量上升幅度明显，这与上述实验结果表现出一致性。
3.1 好氧反硝化菌增强脱氮效果研究
现阶段，借助于异养菌株方式提升 COD 去除效果的研究有很多，其中，很多研究者将实际异氧硝化好氧反硝化细菌集中在相同废水之中，此时的好氧反硝化菌株得到了有效扩增。之后，为了将反应效果更好的展示出来，人们可以借助于相关反应器，确保后续工作的全面开展。除此之外，人们还可以将 2% 的混合菌液加入到实际反应阶段之中，并提升好氧反硝化细菌的投加量，此时，COD 的平均去除效率将会由 82.01% 上升到 85.69%，效果极为明显。
4 总结
综上所述，通过对同步硝化反硝化污水处理工艺的深入研究，可以将具体反应情况和水力停留施加和 C/N 比有效展示出来，确定出生活污水脱氮效果的最佳状态。一般来说，硝化反应进程和反硝化反应进程之间存在相互抑制关系，如果是站在综合考虑角度来说，溶解氧的最佳含量为 1.5mg/L。