水質反硝化反應是一(yi)種在缺(que)氧(yang)或(huo)(huo)厭氧(yang)條件(jian)下進行的(de)生(sheng)物(wu)(wu)化(hua)(hua)學反(fan)(fan)應，其原理主要涉及微生(sheng)物(wu)(wu)利用(yong)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)或(huo)(huo)亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)作(zuo)為(wei)(wei)電子受體，將(jiang)其還原為(wei)(wei)氣(qi)(qi)態氮(dan)(dan)（如氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)、一(yi)氧(yang)化(hua)(hua)二氮(dan)(dan)等）的(de)過(guo)程。反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)反(fan)(fan)應是指在缺(que)氧(yang)或(huo)(huo)厭氧(yang)條件(jian)下，反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)細菌利用(yong)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)（NO??）或(huo)(huo)亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)（NO??）中的(de)氮(dan)(dan)作(zuo)為(wei)(wei)電子受體，以有機(ji)物(wu)(wu)（如碳水化(hua)(hua)合物(wu)(wu)、醇類、有機(ji)酸(suan)類等）作(zuo)為(wei)(wei)電子供(gong)體，通過(guo)一(yi)系列的(de)酶(mei)促反(fan)(fan)應將(jiang)其還原成(cheng)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)（N?）或(huo)(huo)氧(yang)化(hua)(hua)亞氮(dan)(dan)（N?O）等氣(qi)(qi)態氮(dan)(dan)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)的(de)過(guo)程。

水質反硝化反應原理

微生物(wu)作用：反硝化反應由一類特定的微生物(wu)——反硝化細菌(jun)完成。這些細菌(jun)多為(wei)異養型(xing)兼性厭氧菌(jun)，能(neng)夠在有氧和無(wu)氧條件(jian)下(xia)生存(cun)，但在無(wu)氧條件(jian)下(xia)更為(wei)活(huo)躍。

電子(zi)傳遞鏈：在(zai)反硝(xiao)化過程(cheng)中(zhong)，反硝(xiao)化細菌通過其特(te)有(you)(you)的(de)電子(zi)傳遞鏈將(jiang)有(you)(you)機物中(zhong)的(de)電子(zi)傳遞給硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)或亞硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)，使其逐步還(huan)原(yuan)。這個過程(cheng)中(zhong)，硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)首先被(bei)還(huan)原(yuan)為亞硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)，然后進一(yi)步被(bei)還(huan)原(yuan)為一(yi)氧化氮（NO）、一(yi)氧化二氮（N?O）和氮氣（N?）。

能量獲取(qu)：反(fan)硝化細菌通過(guo)這(zhe)一系列的(de)還原反(fan)應獲取(qu)能量，用(yong)于(yu)其生長和(he)代謝活動。同時(shi)，這(zhe)些反(fan)應也促進了水(shui)體(ti)中氮素的(de)去(qu)除，有(you)助于(yu)防止水(shui)體(ti)富營(ying)養化。

水質反硝化反應影響因素

反硝化反應的效果受到多(duo)種因(yin)素的影響，包括：

溶解氧(yang)：反(fan)硝化反(fan)應必須(xu)在缺(que)氧(yang)或(huo)厭氧(yang)條件下進行，因(yin)此溶解氧(yang)的濃(nong)度是影(ying)響反(fan)應速(su)率的重要因(yin)素(su)。

碳源：反硝化細菌需要有機物作(zuo)為(wei)電子(zi)供體，因此廢(fei)水中有機物的含(han)量(liang)和(he)種類(lei)對反應(ying)速(su)率有顯(xian)著影響。

溫度(du)：適宜的(de)溫度(du)有利(li)于(yu)反硝化(hua)細菌的(de)生長和(he)代謝活動，從而提高反應速率(lv)。

pH值：反硝化反應對pH值有(you)一定的要求，通(tong)常在中性或偏堿性的條件下進行更為有(you)利。

硝酸(suan)鹽濃度(du)：硝酸(suan)鹽的(de)濃度(du)直接影響(xiang)反(fan)硝化反(fan)應的(de)速率和程度(du)。

實際應用

反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)反(fan)應在污(wu)水(shui)處(chu)理、農業面源污(wu)染(ran)控制(zhi)等領(ling)域(yu)具有廣(guang)泛的(de)(de)應用(yong)。在污(wu)水(shui)處(chu)理中，通(tong)過構(gou)建(jian)缺氧(yang)或厭氧(yang)環境，利(li)用(yong)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)細菌將廢水(shui)中的(de)(de)硝(xiao)酸(suan)鹽或亞(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽轉化(hua)(hua)為氮氣，從而實現氮素的(de)(de)去(qu)除和(he)廢水(shui)的(de)(de)凈化(hua)(hua)。在農業面源污(wu)染(ran)控制(zhi)中，通(tong)過合理施肥和(he)灌溉等措施，減(jian)(jian)少(shao)(shao)氮肥的(de)(de)流失和(he)滲漏，降(jiang)低水(shui)體中硝(xiao)酸(suan)鹽的(de)(de)濃度，從而減(jian)(jian)少(shao)(shao)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)作用(yong)產(chan)生的(de)(de)溫室氣體排放和(he)水(shui)體富(fu)營養(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)風險。