水体中总氮的超标会造成富营养化，使水质恶化，目前最为经济、高效可靠的方法就是生物脱氮法，它是通过微生物脱氮菌的作用，将废水中的含氮化合物转化为氮气的过程。
完整的生物脱氮法包括氨化、硝化、反硝化三个过程，每个阶段都要在相应的生物脱氮菌作用下完成。
1、生物氨化
氨化作用是指将有机氮化合物在氨化生物脱氮菌产生的水解酶的作用下逐步水解转化为NH3-N的过程。也就是说，生物氨化实际上是在微生物的作用下，含氮有机物脱氨基的一个过程，在含氮有机物脱氨基的这个过程中呢，含氮有机物在好氧和厌氧的条件下都能被相应的微生物所分解，释放出氨。
2、生物硝化
硝化指的是氨基酸脱下的氨在有氧的环境下面经过亚硝化生物脱氮菌和硝化生物脱氮菌的作用转化为硝酸盐的过程。硝化作用由自养型脱氮菌分为两个阶段完成，硝化这一步骤是在两种微生物体内协作完成的，首先是亚硝化菌利用氧将氨氮转化为亚硝氮，然后是硝化菌利用氧将亚硝酸盐转化为硝态氮。
3、生物反硝化
反硝化脱氮菌是异养兼性厌氧菌，只有在无分子氧的条件下反硝化脱氮菌才能利用硝酸盐或亚硝酸盐中的氧进行呼吸，合氮原子得到还原。如果反应器中的溶解氧浓度过高，分子态氧成为供氧物质，将使硝酸氮的还原过程受到抑制。
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新型高效脱氮菌种的性能特点