有機(jī)氮化合物進(jìn)入天然水體的途徑有多種，其中城市污水、某些工業(yè)廢水和農(nóng)田排水是主要的氮污染源，未經(jīng)處理的城市污水中，氮污染物主要是有機(jī)氮和氨氮。對(duì)于氨氮常用的物化法有吹脫法、折點(diǎn)加氯法，以下就生物法脫氮做簡(jiǎn)單分享。理論上脫氮機(jī)理分為，氨化，硝化，反硝化。如下：

1）氨化作用

有機(jī)氮化合物在氨化菌作用下，分解轉(zhuǎn)化為氨氮，稱為“氨化作用”。氨化作用是脫出羧基和氨基的過(guò)程。

氨化菌是異養(yǎng)菌（需要一定碳源），有好氧菌、兼性菌和厭氧菌，因此有機(jī)氮很容易被氨化。

2）硝化作用

由種類(lèi)非常有限的自養(yǎng)微生物完成，分兩步：

一是亞硝酸菌利用氧將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮；

二是硝酸菌利用氧將亞硝酸氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮，這一過(guò)程統(tǒng)稱硝化。

（1）硝化過(guò)程

亞硝酸菌和硝酸菌均為化能自養(yǎng)菌，統(tǒng)稱硝化細(xì)菌。屬革蘭氏染色陰性、不生芽孢的短干菌和球菌，以CO2為碳源，從無(wú)機(jī)物的氧化中獲取能量。生長(zhǎng)速率很低（因?yàn)镹H4⁺-N和NO2^--N氧化過(guò)程產(chǎn)能底）。

（2）影響硝化反應(yīng)的環(huán)境因素

溫度：影響硝化細(xì)菌的比增長(zhǎng)速率，及活性。一般4—45℃，更佳30℃。

溶解氧：硝化細(xì)菌-好氧菌，DO影響反應(yīng)速率和細(xì)菌增長(zhǎng)速度。一般DO≥2mg/L。

堿度和pH：如反應(yīng)式，硝化過(guò)程產(chǎn)生[H⁺]，消耗堿度，pH會(huì)下降。硝化細(xì)菌對(duì)pH相當(dāng)敏感（亞硝酸菌pH=7.7-8.1活性最強(qiáng)，硝酸菌pH=7.0-7.8活性最強(qiáng)），pH不適宜時(shí)活性急劇下降，pH值波動(dòng)是致命的。

C/N比：硝化細(xì)菌比增速率很慢，比其它異養(yǎng)菌底一個(gè)數(shù)量級(jí)，污水中的C/N過(guò)高（COD/TKN=10-15），對(duì)硝化細(xì)菌基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)不利。

泥齡：短時(shí)易被洗脫排出。

有毒物質(zhì)：常規(guī)毒物對(duì)其有害，氨及亞硝酸對(duì)其也有毒性，消化污泥上清液回流水就抑制活性20%左右。

3）反硝化作用

在缺氧/厭氧條件下，兼性異養(yǎng)菌將硝酸氮又轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮、繼而還原為氮?dú)猓∟2、N2O、NO）釋放出來(lái)，這一階段使氮脫除，叫反硝化。

（1）反硝化過(guò)程

反硝化細(xì)菌—異養(yǎng)兼性厭氧菌，自然界很多。包括變形桿菌、假單胞桿菌、小球菌。在有分子氧（O2）存在時(shí)，利用O2呼吸降解有機(jī)物，無(wú)O2時(shí)利用NO2^-、NO3^-作為電子受體。

NOx-N的還原包括同化作用（合成細(xì)胞）和異化作用（分解脫氮為N2），異化反硝化為主，占到總脫氮量的70-75%。

（2）影響反硝化反應(yīng)的環(huán)境因素

溫度：影響反硝化細(xì)菌的比增長(zhǎng)速率及活性。一般20-40℃。

溶解氧：抑制反硝化菌活性，與硝態(tài)氮競(jìng)爭(zhēng)電子供體。一般DO＜0.3mg/L。另外，反硝化菌體內(nèi)某些酶只有在有氧條件下合成，所以要求好氧厭氧交替工作。

堿度和pH：反硝化過(guò)程產(chǎn)生[OH^-]，積累堿度，正好補(bǔ)充硝化過(guò)程中消耗的堿度。反硝化細(xì)菌對(duì)pH也敏感，適宜pH=7.0-7.5活性最強(qiáng)，pH不適宜時(shí)活性下降，pH值波動(dòng)是致命的。

碳源有機(jī)物：有機(jī)物是反硝化反應(yīng)的碳源，也是電子供體，消耗量很大。要求原水中提供或人工加入。

C/N比：理論上，還原1g硝酸氮——需要碳源2.86g（BOD5），一般原水中的都不夠。

有毒物質(zhì)：反硝化細(xì)菌抗毒性能力＞硝化細(xì)菌，與一般好氧異養(yǎng)菌相同。所以毒性瓶頸在消化過(guò)程。