在脫氮工藝中，pH是比較重要的控制指標，因為pH對硝化反硝化的影響比較大，但是在進水pH正常的情況下，往往伴有在生化過程中pH下降的情況，這種情況下我們就需要補充堿度了！本文將詳細介紹為什么會出現補充堿度的原因及堿度投加及選擇！供各位小伙伴參考！
在脫氮工藝中，都會經過硝化與反硝化的過程，而這兩者的交替就會出現堿度的變化：在有氧條件下，氨氮被硝化細菌所氧化成為亞硝酸鹽和硝酸鹽。他包括兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌（Nitrosomonas sp）參與將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應；硝酸菌（Nitrobacter sp）參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應，亞硝酸菌和硝酸菌都是化能自養菌，它們利用CO2、CO32-、HCO3-等做為碳源，通過NH3、NH4+、或NO2-的氧化還原反應獲得能量。硝化反應過程需要在好氧（Aerobic或Oxic）條件下進行，并以氧做為電子受體，氮元素做為電子供體。其相應的反應式為：
55NH4++76O2+109HCO3→C5H7O2N﹢54NO2-+57H2O+104H2CO3
400NO2-+195O2+NH4-+4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3-+3H2O
NH4-+1.83O2+1.98HCO3→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3
通過上述反應過程的物料衡算可知，在硝化反應過程中，將1克氨氮氧化為硝酸鹽氮約需耗7.14克重碳酸鹽（以CaCO3計）堿度。
在缺氧條件下，利用反硝化菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從污水中逸出，從而達到除氮的目的。反硝化是將硝化反應過程中產生的硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮氣的過程，反硝化菌是一類化能異養兼性缺氧型微生物。當有分子態氧存在時，反硝化菌氧化分解有機物，利用分子氧作為最終電子受體，當無分子態氧存在時，反硝化細菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N3+和N5+做為電子受體，O2-作為受氫體生成水和OH-堿度，有機物則作為碳源提供電子供體提供能量并得到氧化穩定，由此可知反硝化反應須在缺氧條件下進行。從NO3-還原為N2的過程如下：
反硝化過程中，反硝化菌需要有機碳源（如碳水化合物、醇類、有機酸類）作為電子供體，利用NO3-中的氧進行缺氧呼吸。其反應過程可以簡單用下式表示：
NO3-+4H(電子供體有機物)→ 1/2N2+H2O+2OH-
通過上述反應過程的物料衡算可知，在反硝化反應過程中，將1克硝酸氮還原為氮氣可以補充3.57g重碳酸鹽（以CaCO3計）堿度。綜上所述，硝化反應每氧化1g氨氮消耗堿度7.14g，在反硝化過程中可以補償堿度3.57g，所以，全程硝化反硝化過程需要消耗3.57g堿度。 而當污水中的堿度不足而TKN負荷又較高時，便會耗盡污水中的堿度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。所以，在生物硝化脫氮中，應盡量控制混合液pH＞7.0，制pH＞7.0，是生物硝化系統順利進行的前提。而要準確控制pH，則必須向污水中加堿。1、一般來說，在硝化反應中每硝化lgNH3-N需要消耗7.14g堿度，所以硝化過程中需要的堿度量可按下式計算：堿度＝7.14×QΔCNH3-N×10-3 (1)Q為進入濾池的日平均污水量，m3／d；
ΔCNH3-N為進出濾池NH3-N濃度的差值，mg／L；
7.14為硝化需堿量系數，kg堿度／kgNH3-N。
2、對于含氨氮濃度較高的工業廢水，通常需要補充堿度才能使硝化反應器內的pH值維持在7.2～8.0之間。計算公式如下：堿度＝K×7.14×QΔCNH3-N×10-3 (2)3、實際工程中進行堿度核算應考慮以下幾部分：入流污水中的堿度，生物硝化消耗的堿度，分解BOD5產生的堿度，以及混合液中應保持的剩余堿度。要使生物硝化順利進行，必須滿足下式： 如果堿度不足，要使硝化順利進行，則必須投加純堿，補充堿度。投加的堿量可按下式計算：ΔALK＝（ALKN＋ALKE）—（ALKw＋ALKc） （4）
ΔALK為系統應補充的堿度，mg／L；
ALKN 為生物硝化消耗的堿量；ALKN一般按硝化每kgNH3-N消耗7.14kg堿計算。
ALKE 為混合液中應保持的堿量，ALKE一般按曝氣池排出的混合液中剩余50mg/L堿度(以Na2CO3計)計算。
ALKw 為原污水中的總堿量；
ALKc 為BOD5分解過程中產生的堿量；ALKc與系統的SRT有關系：
當SRT＞20d時，可按降解每千克BOD5產堿0.1kg計算；當SRT＝10～20d時，按0.05kgALK/kgBOD5；當SRT＜10d時，按0.01gALK/kgBOD5。
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