生物脫氮技術(shù)是一種利用微生物的聯(lián)合作用，將污水中的有機氮及氨氮通過氨化作用、硝化反應和反硝化反應，終轉(zhuǎn)化為氮氣的過程。該技術(shù)因其經(jīng)濟、有效、易操作、無二次污染等特點，在污水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應用，并取得了的成效。

 一、生物脫氮的基本原理

生物脫氮的過程主要包括氨化反應、硝化反應和反硝化反應。氨化反應是指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。硝化反應則由好氧自養(yǎng)型微生物完成，在有氧狀態(tài)下，利用無機氮為氮源將NH4+氧化成NO2-，然后再氧化成NO3-。反硝化反應是在缺氧狀態(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。

 二、生物脫氮技術(shù)的工程應用

1. 城市污水處理：城市污水處理廠通過引入生物脫氮技術(shù)，可以提高廢水處理效率，降低處理成本，達到節(jié)能減排的目的。該技術(shù)利用微生物的硝化和反硝化作用，將廢水中的氮元素轉(zhuǎn)化為氮氣釋放到大氣中，從而實現(xiàn)氮的去除。

2. 工業(yè)廢水處理：在工業(yè)廢水處理中，生物脫氮技術(shù)可以幫助工廠滿足環(huán)保排放標準，減少對環(huán)境的污染。特別是一些高氮廢水，如化工、制藥等行業(yè)產(chǎn)生的廢水，通過生物脫氮處理可以有效降低氮含量，達到排放標準。

3. 畜牧養(yǎng)殖廢水處理：畜牧養(yǎng)殖過程中會產(chǎn)生大量的畜禽糞便廢水，其中含有大量的氮元素。通過生物脫氮技術(shù)，可以有效處理這些廢水，減少廢水對土壤和水體的污染。同時，該技術(shù)還可以將廢水中的氮元素轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

4. 工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖：在工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖中，生物脫氮技術(shù)也發(fā)揮著重要作用。通過硝化和反硝化作用，可以有效去除養(yǎng)殖尾水中的氮元素，減少排入河流的氮污染和富營養(yǎng)化問題。

 三、生物脫氮技術(shù)的進展

近年來，生物脫氮技術(shù)取得了的進展，涌現(xiàn)出了一系列新的工藝和方法。

1. 短程硝化反硝化：短程硝化反硝化縮短了傳統(tǒng)生物脫氮路徑，通過控制硝化反應停留在生成NO2-階段，異養(yǎng)反硝化菌將生成的NO2-直接還原為N2，該過程將在傳統(tǒng)硝化反硝化的基礎上節(jié)約40%碳源和25%氧耗。

2. 同步硝化反硝化（SND）：同步硝化反硝化打破了硝化和反硝化必須在不同單元進行的限制，利用交替出現(xiàn)的氧化和反硝化微生物群體，將氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮氣。這種方法提高了脫氮效率，降低了運行成本。

3. 厭氧氨氧化：厭氧氨氧化因其無需碳源、節(jié)能降耗的特點在低C/N污水脫氮領(lǐng)域表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。該技術(shù)通過厭氧氨氧化菌的作用，直接將氨氮和亞硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮氣，實現(xiàn)了高效脫氮。

4. 反硝化除磷工藝：反硝化除磷工藝具有“一碳兩用”“同步脫氮除磷”的特點，在生物除磷理論的發(fā)展突破上具有重要的研究意義。該工藝通過反硝化除磷菌的作用，在實現(xiàn)反硝化的同時去除磷元素，提高了污水處理效率。

 四、結(jié)論

生物脫氮技術(shù)作為一種經(jīng)濟、有效、環(huán)保的污水處理方法，在多個領(lǐng)域得到了廣泛的應用。隨著研究的不斷深入和技術(shù)的不斷進步，生物脫氮技術(shù)將不斷取得新的突破和進展，為環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。未來，我們期待看到更多創(chuàng)新性的生物脫氮技術(shù)涌現(xiàn)，為污水處理領(lǐng)域帶來更多的驚喜和改變。