治理水体富营养化，中国脱氮美国投氮？

情况堪忧的水体富营养化

作为一名给排水工程师，张工平日里还是比较关注有关于给排水方面的新闻，这不，最近就看了两篇有关于排水方面的文章：一篇名为《今天扯氮 欧美往湖库输入硝酸盐，中国为何还要频频要深度甚至极限脱氮？》，另一篇名为《有必要把总氮加入出水指标里吗？》，这两篇文章对于时下非常热门的水体富营养化治理，分析的颇为透彻，确实是环保技术好文。

这两篇文章主要观点：欧美国家控制富营养化的办法之一是往湖库投加硝酸盐，而中国以控制出水总氮为指标。结果欧美国家控制富营养化效果出奇的好，并列举了北美安大略实验湖的实例，通过37年的控制水体富营养化实验，他们反而定期往水里投加硝酸盐氮，目的是利用硝酸根控制总磷的释放。

这不，不少的朋友对于欧美的这个举措表示怀疑：都说水体富营养化是由于氮磷超标引起的，目前中国国内也是在想尽一切办法去脱氮，即便不想办法脱氮也就算了，还往湖里投加氮源，那不是火上浇油，情况更糟糕了？难不成又是另外一个版本的“外国月亮就是圆”？其实您还别说，从专业角度出发，认真的思考一下，美国人的这一招，其实还是很有道理的。

全世界都面临水体富营养化问题！

所谓的水体富营养化，就是指水体接纳过量氮、磷等营养物质，导致藻类和其他水生生物过量繁殖、水体透明度下降、溶解氧发生变化 ，引起水质恶化生态功能破坏。

目前富营养化一般采用的指标是：水体中氮含量超过0.2~0.3ppm，生化需氧量大于10ppm，磷含量大于0.01~0.02ppm，pH值7~9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10μg/L。从这一系列的数值指标来看，对于水体富营养化造成的影响，P的因素远超过N。

在活性污泥法处理污水中，微生物对营养物质按C:N:P＝100：5：1的比例来吸收去除，根据Holmers提出的活性污泥组成的化学式为：C118H17O5N7P，则其C：N：P=46:8:1。如果污水中的营养物质维持这个比例则氮磷可全部去除。而对于一般城市污水来说，氮磷比往往大于这个比例，传统活性污泥法是好氧生物处理法，其传统功能主要是去除污水中呈溶解性的有机物，对N、P的去除只能按细菌细胞生理需要来摄取去除，对N的去除率仅20%～40%，对磷的去除率只有5%～20%。N、P仍旧需要进一步去除，故此，产生了污水的三级处理，或深度处理。

来自细菌的争夺战

由活性污泥的化学式可知P在富营养化过程中起的作用更大，故控制富营养化控制P效果更明显，那为什么往湖库中投加硝酸盐氮可控制磷的量？这主要是由于以下两个方面的因素，而这两个因素，也可以看做是聚磷菌和反硝化细菌这两种微生物之间的战争！

1. 反硝化菌和聚磷菌的差异性所致：反硝化菌是异养型兼性厌氧菌，而聚磷菌是异养型好氧菌，在厌氧条件下反硝化菌更具竞争优势，所以反硝化菌会在厌氧池与聚磷菌争夺水中的低分子碳源，使聚磷菌处于劣势，抑制了聚磷菌的释磷。只有当污水中聚磷菌有足够的低分子脂肪酸时，硝酸盐的存在才不会影响除磷的效果。
2. 聚磷菌的除磷机理所致：聚磷菌会在厌氧条件下释磷，同时消耗一部分ATP，吸收有机物，在好养条件下又会消耗有机物，大量吸磷，同时合成ATP，这是聚磷菌吸磷的原理。在自然界水体中，聚磷菌在吸磷增殖后，通常会转化成污泥的形式沉降到水体底部，而水体底部大多是厌氧环境，因此极容易引起聚磷菌的厌氧释磷，假如在水体中补充足够的硝酸盐氮，那么水体底部的厌氧环境就会变成具有硝态氮的缺氧环境，而在缺氧环境中聚磷菌是没有优势同反硝化菌竞争的，因此就会抑制聚磷菌的释磷，从而把水体中的磷元素紧紧锁死在水底底部污泥区。

美国这次就是利用这个原理，投加硝酸盐氮，把厌氧条件转变为缺氧条件，通过强化反硝化菌的存在，对聚磷菌厌氧释磷的过程进行抑制，达到减轻富营养化的目的。所以说啊学习的目的是应用，学以致用是非常重要的！