この章では、硝化の化学と生化学を概説する。 排水中の残留窒素を制御するための生物学的プロセスは、2つの大分野に分類することができる。 (1)窒素（アンモニアと有機窒素）が硝酸性窒素に変換される排水の生成と、(2)硝酸性窒素の窒素ガスへの還元である。 第1段階では、細菌がアンモニアを酸化して亜硝酸塩を生成しながら硝酸塩にする硝化作用が行われる。 第二段階の脱窒は、排水中の全窒素量を減らす必要がある場合に、硝化に続いて行われる。 生物学的硝化プロセスで重要な2つの主要な細菌属は、ニトロソモナスとニトロバクターです。 処理プラントで硝化を行うには、2つの条件を満たす必要があります。 まず、活性汚泥設計システムを適用する場合、増殖の遅い硝化菌が洗い流されないように汚泥齢を十分に高くする必要があります。 第二に、細菌量とアンモニアの接触時間が、アンモニアを酸化するのに十分な長さでなければならない
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