硝化细菌属于自养型细菌，原核生物，包括两种完全不同的代谢群：亚硝酸菌属及硝酸菌属。这两类菌通常生活在一起，避免了亚硝酸盐在池塘中的积累，有利于机体正常生长。池塘中的氨或铵盐必需在以上两类细菌的共同作用下才能转变为硝酸盐，从而增加藻类可利用的氮素营养。时至今日，人们尚未发现一种硝化细菌能够直接把氨转变成硝酸，所以说，硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。

硝化细菌在自然界氮素循环中具有重要作用。

硝化细菌的生命活动：亚硝酸细菌(又称氨氧化菌)，将氨氧化成亚硝酸。反应式：

2NH3+3O2→2HNO2+2H2O

硝酸细菌(又称亚硝酸氧化菌)，将亚硝酸氧化成硝酸。反应式：

HNO2+1/2O2= HNO3

这两类菌能分别从以上氧化过程中获得生长所需要的能量，但其能量利用率不高，故生长较缓慢，其平均代时(即细菌繁殖一代所需要的时间)在10小时以上。

很多人用过硝化细菌，觉得效果不如预期。为啥呢?一就是溶解氧，硝化细菌需要溶氧足;二是硝化细菌的繁殖很慢。所以当你亚硝酸盐高时，才想到硝化细菌，那基本没用了，硝化细菌用在预防上面效果好。

硝化菌的培养相对于异养菌来讲比较难，硝化菌的培养过程同时也是污泥的驯化过程。硝化细菌的培养应遵循循序渐进、有的放矢、精心控制的的原则，出水稳定后并逐步增加原水的进水量。

每次增加的进水量为设计进水量的5—10%，每增加一次应稳定2-3个周期或2天左右，发现系统内或出水指标上升应继续维持本次进水量，直至出水指标稳定，如出水指标一直上升，应暂停进水，待指标恢复正常后，进水量应稍微减少，或略大于上周期进水量。以此类推，最终达到系统设计符合。

根据影响硝化菌生长的因素来确定硝化菌培养时应控制的指标：

1、温度

在生物硝化系统中，硝化细菌对温度的变化非常敏感，在5～35℃的范围内，硝化菌能进行正常的生理代谢活动。当废水温度低于15℃时，硝化速率会明显下降，当温度低于10℃时已启动的硝化系统可以勉强维持，硝化速率只有30℃时的硝化硝化速率的25%。尽管温度的升高，生物活性增大，硝化速率也升高，但温度过高将使硝化菌大量死亡，实际运行中要求硝化反应温度低于38℃。

例如高氨废水工程的调试应尽量选择气温15度以上的季节，如果必须在冬季启动，应尽量选用高氨污水厂的菌种，或有保温、加温措施的系统。

2、pH值

硝化菌对pH值变化非常敏感，****pH值是8.0～8.4，在这一****pH值条件下，硝化速度，硝化菌****的硝化速度可达****值。在硝化菌培养时，如果进水pH值较高，能够达到8.0左右最好，如果达不到也不应刻意追求，只要系统内pH值不低于6.5即可，如低于此值，应及时补充碱度，如NaOH、Na2CO3等。

3、溶解氧

氧是硝化反应过程中的电子受体，反应器内溶解氧高低，必会影响硝化反应的进程。在活性污泥法系统中，大多数学者认为溶解氧应该控制在1.5～2.0mg/L内，低于0.5mg/L时硝化反应趋于停止。当前，有许多学者认为在低DO（1.5mg/L）下可出现SND（同步硝化反硝化）现象。在DO＞2.0mg/L，溶解氧浓度对硝化过程影响可不予考虑。但DO浓度不宜太高，因为溶解氧过高能够导致有机物分解过快，从而使微生物缺乏营养，活性污泥易于老化，结构松散。此外溶解氧过高，能量消耗过大，在经济方面也不合适。

4、生物固体平均停留时间（污泥龄）

为了使硝化菌群能够在连续流反应器系统存活，微生物在反应器内的停留时间（θc）N必须大于自养型硝化菌最小的世代时间（θc）minN，否则硝化菌的流失率将大于净增率，将使硝化菌从系统中流失殆尽。一般对（θc）N的取值，至少应为硝化菌最小世代时间的2倍以上，即安全系数应大于2。

5、重金属及有毒物质

有毒物质除了重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有：高浓度氨氮、高浓度硝酸盐有机物及络合阳离子等。

6、COD/BOD

如果系统内COD/BOD较高，系统内的异养菌就会与硝化菌争夺溶解氧，由于异养菌的数量远远大于硝化菌，硝化菌常常在系统内COD/BOD较高的情况下得不到一定的溶解氧，而无法生长增殖。一般系统内BOD（笔者个人倾向于COD）高于20mg/l，就会对硝化菌产生抑制。如果进水COD/BOD 过高或碳氮比较高，硝化菌的培养就必须通过延时曝气来实现，即系统内COD/BOD 已经合格或处于较低水平时，继续曝气，给予硝化菌足够的生长时间，曝气时，同样要控制好溶解氧，尽量低于3mg/L，防止污泥加速老化。

7、氨氮浓度

在系统氨氮浓度200mg/L时硝化菌就会被抑制，因此建议系统内氨氮浓度不高于150mg/L，在高氨污水处理中，由于进水氨氮浓度高，如果不注意，几个周期下来氨氮浓度就会升高到一定程度，常常在A池高于200mg/L，因此在硝化菌培养过程中以及正常运行时，应始终维持系统出水氨氮浓度在工艺要求指标以内，保证从调试开始，系统即出合格水。结合以上几种因素，在培养硝化菌时，应尽量创造其生长的有利条件，制定出****方案。

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