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生物濾池去除氨氮的原理

生物濾池去除氨氮的原理
2026.07.09
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作者：李思遠

水產循環水、污水處理、養殖尾水常用，核心過程分為硝化作用，依靠好氧微生物分兩步氧化氨氮；同時區分：氨氮→亞硝→硝氮，生物濾池無法直接把硝氮變成氮氣（脫氮要額外反硝化）。

一、基礎概念

水體氨氮兩種形態：
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(boldsymbol{NH_4^+})（銨離子，低溫中性水體為主，毒性低）
?
(boldsymbol{NH_3})（分子氨，pH 越高占比越高，對魚蝦劇毒）
?
生物濾池核心功能：硝化細菌將氨氮氧化為亞硝酸鹽、硝酸鹽。

二、兩步硝化反應（核心方程式）

第一步：亞硝化（亞硝化單胞菌）

(boldsymbol{NH_4^+ + 1.5O_2 rightarrow NO_2^- + H_2O + 2H^+})
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銨根 → 亞硝酸鹽（亞硝，強毒性）
?
消耗氧氣，產生氫離子，水體 pH 下降

第二步：硝化（硝化桿菌）

(boldsymbol{NO_2^- + 0.5O_2 rightarrow NO_3^-})
?
亞硝酸鹽 → 硝酸鹽（硝氮，低毒）
??總過程統稱硝化作用，兩類細菌統稱為硝化細菌，自養好氧菌。
  • 濾料（MBBR 懸浮填料、火山巖、陶瓷濾料、生化棉表面）長出黃褐色生物膜；
  • 污水流經濾層，水體中氨氮擴散附著在生物膜表層；
  • 表層充足氧氣區域，硝化細菌進行硝化反應，(boldsymbol{NH_4^+ → NO_2^- → NO_3^-})；
  • 老化生物膜自動脫落，隨水流排出（需要后端微濾 / 超濾攔截污泥，防止二次污染水質）。
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