水體中總氮的超標會造成富營養化，使水質惡化，影響水生生物的生長與繁殖，嚴重的影響是當所含氮養分過多的時候會造成的水中的生物死亡。目前為經濟、可靠的方法就是生物脫氮法。它是通過微生物脫氮菌的作用，將廢水中的有機氮終轉化為氮氣釋放到大氣中的過程，完整的生物脫氮過程包括氨化、硝化、反硝化三個過程。

1、生物氨化

氨化作用是指將有機氮化合物在氨化生物脫氮菌產生的水解酶的作用下逐步水解轉化為NH3-N的過程。也就是說，生物氨化實際上是在微生物的作用下，含氮有機物脫氨基的一個過程，在含氮有機物脫氨基的這個過程中呢，含氮有機物在好氧和厭氧的條件下都能被相應的微生物所分解，釋放出氨。

2、生物硝化

硝化指的是氨基酸脫下的氨在有氧的環境下面經過亞硝化生物脫氮菌和硝化生物脫氮菌的作用轉化為硝酸鹽的過程。硝化作用由細菌分為兩個階段完成，硝化這一步驟是在兩種微生物體內協作完成的，首先是亞硝化菌利用氧將氨氮轉化為亞硝氮，然后是硝化菌利用氧將亞硝酸鹽轉化為硝態氮。

3、生物反硝化

反硝化脫氮菌是異養兼性厭氧菌，只有在無分子氧的條件下反硝化脫氮菌才能利用硝酸鹽或亞硝酸鹽中的氧進行呼吸，合氮原子得到還原。如果反應器中的溶解氧濃度過高，分子態氧成為供氧物質，將使硝酸氮的還原過程受到抑制。

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