一、硝化过程
硝化过程是氨氮转化为硝酸盐的过程。它是由自养型好氧微生物完成的。硝化过程第一阶段有亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐，称为亚硝化反应。
NH4+1.5O2→NO2+2H+H2O+240~250kJ/mol
第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐，称为硝化反应。
NO2+0.5O2→NO3+65~90kJ/mol
进行上述氧化反应时，合成也在进行，这就导致了微生物的增长。
15CO2+13MH4→10NO2+3C5H7O2+23H+4H2O（亚硝化菌）
5CO2+NH4+10NO2+2H2O→10NO3+C5H7NO2+H（硝化菌）
硝化过程的总氧化反应为：
NH4+2O2→NO3+2H+H2O
考虑到H2CO3平衡有
NH4+2O2+2HCO3→NO3+2H2CO3+H2O
由此，将1克氨氮转化为硝酸盐氮需耗氧4.57克。
氧化氨氮耗碱变为100mg/L（以CaCO3计），即每氧化1克氨氮耗碱为7.14克。
硝化反应的影响因素如下：①溶解氧：大于2mg/L，不得小于0.5~0.7mg/L。②pH值应介于7.5~8.5之间，当pH＜6和pH＞9时，硝化反应将停止。注意硝化反应要消耗碱度HCO3。③温度：低于15℃时硝化反应明显降低，15~30℃为宜。④有机物：BOD浓度低于20mg/L时，硝化作用才能有效完成，系统的BOD负荷也应维持在较低水平【0.06~0.1kgBOD5/(kgMLSS.d)】。⑤C/N比：活性污泥系统中，硝化菌只占活性污泥微生物的5%，BOD5/TKN的不同将会影响活性污泥系统中异养菌与硝化菌竞争底物和溶解氧，从而影响脱氮效果。当系统的BOD负荷小于0.15BOD5/kgMLSS.d时，硝化反应才能正常进行。
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