硝化菌是一類(lèi)具有硝化作用的自養化能細菌，包括亞硝酸鹽菌(AOB)和硝酸鹽菌(NOB)兩個(gè)生理菌群，硝化菌世代周期長(cháng)，對溶解氧、水溫、有毒物質(zhì)敏感。在常見(jiàn)的污水處理系統的活性污泥中含量較低，但在脫氮過(guò)程中起著(zhù)至關(guān)重要的作用，脫氮過(guò)程中沒(méi)有硝化就無(wú)法進(jìn)行反硝化脫氮，因此硝化能力強弱直接關(guān)系到城市污水廠(chǎng)以及村鎮污水處理項目站點(diǎn)能否正常運行和能否出水達標。而對于村鎮污水處理來(lái)說(shuō)，除了需要增強污水處理過(guò)程中的硝化能力外，還有哪些環(huán)節需要特別注意呢?
目前，大部分污水處理廠(chǎng)通過(guò)延長(cháng)污泥齡(SRT)來(lái)維持硝化菌的生長(cháng)和繁殖，但SRT的延長(cháng)，勢必會(huì )導致曝氣池和二沉池的池容擴大，增加基建費用。此外，工業(yè)企業(yè)偷排現象普遍存在，由于偷排廢水具有成分復雜、含難降解污染物多、毒性大等特點(diǎn)，硝化菌的硝化活性將受到抑制，導致污泥性狀變差，出水氨氮濃度升高。污水系統硝化功能崩潰后，需從其他生化處理單元投加新的活性污泥，時(shí)間長(cháng)、工作量大，而通過(guò)投加富集的硝化菌可以有效解決上述問(wèn)題，可以減輕崩潰后的硝化系統對污水處理系統正常運行的影響。此外硝化菌富集技術(shù)已經(jīng)成功應用于污水處理系統崩潰和低溫的快速啟動(dòng)的工程以及水產(chǎn)養殖的應用中，硝化菌富集技術(shù)逐漸成為水處理方向和水產(chǎn)養殖方向的研究熱點(diǎn)，因此對硝化菌富集技術(shù)的研究顯得十分重要。
一、純菌擴大培養法
純菌擴大培養法是利用生物分離提取技術(shù)，首先獲得硝化菌純菌株，然后依據硝化菌的生物學(xué)特征以及營(yíng)養生理特點(diǎn)，在硝化菌最適宜的生長(cháng)環(huán)境條件下進(jìn)行純化培養。純菌擴大培養法主要優(yōu)點(diǎn)為：純度高、濃度高、培養周期短、在短時(shí)間內可以實(shí)現硝化菌的高密度培養、對污染物具有較強的特定性，在擴大培養過(guò)程中，以目標污染物為唯一的氮源，經(jīng)過(guò)反復的篩選和訓化后，可以達到高效降解目標污染物的目的。缺點(diǎn)為：工序較多，操作復雜、菌種單一，在實(shí)際投加應用中對新環(huán)境的適應能力較弱，與土著(zhù)微生物競爭過(guò)程中表現出不相容性，可能被逐漸取代、富集成本較高。目前國內純菌擴大培養法的研究相對較少，主要應用于處理特定目標污染物或能適應特定條件的硝化菌以及水產(chǎn)養殖等方面的研究。
二、活性污泥富集法
活性污泥富集法是以活性污泥中的硝化菌為富集菌種，在不同的污水處理工藝如序批式活性污泥法(SBR) ,厭氧好氧法A/O、周期循環(huán)活性污泥法(CASS)、膜生物反應器(MBR)等運行條件下，通過(guò)控制硝化菌生長(cháng)環(huán)境中的pH、溫度、溶解氧DO、營(yíng)養物質(zhì)等條件，逐漸提高進(jìn)水的基質(zhì)負荷來(lái)刺激硝化菌的生長(cháng)，從而實(shí)現活性污泥中的硝化菌的富集。硝化污泥富集法的主要優(yōu)點(diǎn)為:工藝較為簡(jiǎn)單易于操作、成本較低、可在線(xiàn)連續富集投加、可解決菌種量大運輸困難的問(wèn)題，與純菌擴大培養法相比活性污泥富集法中的種群豐富，在實(shí)際的工程應用中表現出更強的可行性。主要缺點(diǎn)為:與純菌擴大培養法相比，富集速率緩慢，富集周期較長(cháng)、硝化菌的濃度較低、儲存成本較高。目前國內外對活性污泥法的研究較為成熟，中試水平的研究也有很多，主要運用于污水處理系統的硝化強化等方面。
三、載體固定法
載體固定法主要是利用固定微生物技術(shù)將游離的硝化菌利用物理、化學(xué)的方法固定于選擇性的載體上，使其在載體上生長(cháng)繁殖，從而達到硝化菌高度集中的目的。此法的主要優(yōu)點(diǎn)有：可以減小污水處理系統中的污泥量，從而減少污泥的處理成本等，同時(shí)也可避免二次污染，固定于載體活性污泥中的硝化菌更加穩定，不易流失。缺點(diǎn)主要有:固定過(guò)程繁瑣，工藝操作復雜、固定周期不確定等。載體固定法在國內外的研究也較多，主要運用于污水處理中脫氮方面的研究。
四、硝化菌富集的應用
硝化菌富集的應用主要緊密聯(lián)系于污水處理的研究，在污水處理系統中添加硝化菌或硝化污泥來(lái)提高系統中的硝化反應速率，以實(shí)現縮短污泥齡或硝化系統快速恢復啟動(dòng)的目的。此外在水產(chǎn)養殖中硝化菌可以起到凈化水質(zhì)的作用，所以在水產(chǎn)養殖中也具有實(shí)際的應用價(jià)值