短程硝化系统启动及影响因素
氨氮污染控制削减技术成为水环境污染控制日益紧迫的重要课题，迫切需要开发经济高效的废水脱氮技术来治理被污染的水环境。国家虽制定了越来越严厉的政策法规来限制氨氮废水的排放，但是要解决氨氮废水的污染问题除了从根源上控制排放以外就是开发更经济有效的治理方法和途径。
硝化反应分为亚硝化过程和硝化过程两个步骤。亚硝化过程即亚硝酸菌（AOB）将氨氮氧化为亚硝态氮的反应；硝化过程即硝酸菌将亚硝态氮氧化为硝态氮的反应。亚硝化反应是硝化反应的前提，亚硝化反应为硝化反应提供底物，二者一前一后发生。短程硝化反应即把硝化反应控制在亚硝化反应阶段，通过选择性抑制硝酸菌NOB的生长，同时有利于氨氧化菌AOB的生长。因此，实现氨氧化菌AOB富集，使硝化反应停止在HNO2阶段，出现亚硝酸盐积累是短程硝化反应的关键。据报道，在N被全部降解完的时刻，pH值会骤然降低，出现一个“氨谷”，此刻及时停止曝气，可以实现对N-N的积累。因此，试验短程硝化污泥的驯化可以通过反应过程中检测pH值来确定短程硝化反应的结束，进而促进对N-N的积累。此外，试验采用进水氨氮高、低两个不同浓度对AOB进行驯化。
曝气时间确定
试验进水氨氮浓度为30～40mg/L，pH值为7.5，温度为25～27℃，维持溶解氧浓度为0.5～1mg/L污水处理厂二级沉降池，进行短程硝化污泥的驯化培养，运行模式为瞬时进水、好氧曝气搅拌360min、沉淀30min、瞬时排水，本阶段共运行14天28个周期。驯化初期出水氨氮浓度较大，为27.7mg/L，随着反应的进行出水氨氮浓度逐渐降低，到第14天氨氮出水浓度下降到2.1mg/L，这是由于进水初期氨氮浓度不高，硝化过程所需的氨氮不足，导致微生物进行内源呼吸或死亡，导致出水氨氮浓度较高。在接下来的几天连续驯化后，微生物逐渐适应了低浓度氨氮的环境，系统内亚硝酸菌量逐渐稳定，驯化到第14天时，出水N-N浓度为2.1mg/L。随着反应的进行，系统出水N-N浓度逐渐降低，说明硝酸菌逐渐在系统中处于劣势直至被淘汰。N-N浓度逐渐升高，由起初的0.5mg/L升高到25.5mg/L，亚硝酸盐积累率达到82.3%。由此可见，在DO值为0.5～1mg/L时，亚硝酸菌对氧的亲和力比硝酸菌要强，所以在污泥系统中亚硝酸菌将会占据优势地位，成为优势菌种，使N-N得到积累。
DO对短程硝化效果的影响
DO浓度很低时，硝化细菌的活性受到一定程度的抑制，因此氨氮去除率比较低，但是，因为亚硝酸菌对DO的亲和力强于硝酸菌，所以在低溶解氧浓度条件下，DO优先与亚硝酸菌结合，亚硝酸菌成为优势菌种，亚硝态氮积累率较高。通过实验表明，DO浓度为0.5～1.2mg/L时，氨氮去除率为89.31%，亚硝态氮积累率为90.62%，出水亚硝态氮浓度为62.06mg/L，可见，该DO浓度段氨氮去除效果与亚硝态氮积累效果均比较好。继续升高DO浓度，硝酸菌活性将继续增强，短程硝化将转化为全程硝化。因此，较低的DO浓度可以抑制硝酸菌的生长，既能够长期保持短程硝化反应的顺利进行，又能够减少曝气量，节约能耗，具有一定的工程意义。
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