污水處理中的硝化反應(yīng)是指硝化細(xì)菌將污水中的氨氮（NH3-N）轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮（NO2-N）和硝酸鹽氮（NO3-N）的過程。硝化反應(yīng)是污水處理過程中重要的一步，因?yàn)榘钡谒锌梢赞D(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，這些物質(zhì)對人類和環(huán)境都有害，其中堿度是硝化作用的重要影響因素。

堿度的外在表現(xiàn)就是PH的高低，pH值酸堿度是影響硝化作用的重要因素。硝化細(xì)菌對pH反應(yīng)很敏感，在pH中性或微堿性條件下（pH為8～9的范圍內(nèi)），其生物活性強(qiáng)，硝化過程迅速。

當(dāng)pH＞9.6或＜6.0時(shí)，硝化菌的生物活性將受到抑制并趨于停止。

若pH＞9.6時(shí)，雖然NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-的過程仍然異常迅速，但是從NH4的電離平衡關(guān)系可知，NH3的濃度會迅速增加。由于硝化菌對NH3極敏感，結(jié)果會影響到硝化作用速率。

在酸性條件下，當(dāng)pH＜7.0時(shí)硝化作用速度減慢， pH＜6.5硝化作用速度顯著減慢，硝化速率將明顯下降。pH＜5.0時(shí)硝化作用速率接近零。

pH下降的原因有兩個(gè)，一是進(jìn)水堿度不高。二是進(jìn)水碳源不足，無法補(bǔ)充硝化消耗的一半的堿度。

由硝化方程式可知，隨著NH3-N被轉(zhuǎn)化成NO3-N，會產(chǎn)生部分礦化酸度H+，這部分酸度將消耗部分堿度，每克NH3-N轉(zhuǎn)化成NO3-N約消耗7.14g堿度(以CaCO3計(jì))。因而當(dāng)污水中的堿度不足而TKN負(fù)荷又較高時(shí)，便會耗盡污水中的堿度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。

如果無強(qiáng)酸排人，正常的城市污水應(yīng)該是偏堿性的，即pH一般都大于7.0，此時(shí)的pH則主要取決于人流污水中堿度的大小。

所以，在生物硝化反應(yīng)器中，應(yīng)盡量控制混合液pH＞7.0，制pH＞7.0，是生物硝化系統(tǒng)順利進(jìn)行的前提。而要準(zhǔn)確控制pH，pH＜6.5時(shí)，則必須向污水中加堿。應(yīng)進(jìn)行堿度核算。

在硝化過程中需要消耗一定量的堿度，如果污水中沒有足夠的堿度，硝化反應(yīng)將導(dǎo)致pH值的下降，使反應(yīng)速率減緩，所以硝化反應(yīng)要順利進(jìn)行就必須使污水中的堿度大于硝化所需的堿度。

在實(shí)際工程應(yīng)用中，對于典型的城市污水，進(jìn)水中NH3-N濃度一般為20～40mg／L（TKN約50～60mg／L），堿度約200mg／L(以Na2CO3計(jì))左右。

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