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利用NO2-和NO3-为呼吸作用的***终电子受体，把硝i酸还原成氮（N2），称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。◆性能通常情况下，总磷去除率可达70%，氨氮去除率可达80%。能进行反硝化作用的只有少数细i菌，这个生理群称为反硝化菌。大部分反硝化细i菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示：C6H12O6 12NO3-→6H2O 6CO2 12NO2- 能量CH3COOH 8NO3-→6H2O 10CO2 4N2 8OH- 能量。

微生物和植物吸收利用硝i酸盐有不同的用途，利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝i酸还原作用：NO3-→NH4 →有机态氮。许多细i菌、放线i菌和霉菌能利用硝i酸盐做为氮素营养。目前，污水的生物处理具有时变性、非线性和复杂性等特点，这使得污水处理厂的运行和控制非常复杂。反硝化作用使硝i酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝i酸积累对生物的***作用。

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硝i酸盐含量：硝态氮的存在也会消耗有机基质而***聚磷菌对磷的释放，进而影响好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。快速型NOx是碳氢化合物燃料在燃烧过浓时，在反应区附近会快速生产NOx，其转化率取决于过程中空气过剩条件和温度水平。另外，硝态氮的存在会被部分聚磷菌作为电子受体进行反硝化，从而影响其以发酵产物作为电子受体进行发酵产酸、***聚磷菌的释磷和摄磷能力及PBH的合成能力。