廢水生物脫氮原理及工藝主要內(nèi)容廢水生物脫氮原理廢水生物脫氮影響因素廢水生物脫氮工藝及應(yīng)用隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量含氮物質(zhì)排入環(huán)境，導(dǎo)致水體污染日益加劇，給水體生態(tài)系統(tǒng)和人群健康造成極大的危害，因此，應(yīng)該及時(shí)脫氮。污、廢水脫氮的具體指標(biāo)如下：一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：廢水氨氮含量≤15mg／L廢水脫氮的原理1.廢水生物脫氮原理在廢水生物脫氮處理過程中，是依靠微生物將水中大部分非可溶性有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成氨氮，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成其他無機(jī)氮從水中分離，從而達(dá)到去氮的目的。1.1廢水中氮的來源與危害廢水中氮的來源廢水中氮的存在狀態(tài)氮、磷對(duì)危害67廢水中的氮有機(jī)氮N.C.H.O無機(jī)氮N.H,N.ONH3銨鹽（NH4+）硝酸鹽蛋白質(zhì)核酸氨基酸尿素1.2廢水中氮的存在狀態(tài)1.3廢水中氮的來源、狀態(tài)8狀態(tài)污染物污染來源有機(jī)氮復(fù)雜蛋白質(zhì)、尿素、核酸等生活污水、農(nóng)業(yè)固體廢物（養(yǎng)殖糞便）和食品加工等工業(yè)廢水無機(jī)氮NH3、銨鹽等農(nóng)田灌溉、化肥廠等工業(yè)廢水硝酸鹽等9（1）過量氮、磷容易導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化；（2）增加水處理成本、降低消毒、脫色等處理效率，（3）增加藥劑藥劑用量；（4）氨氮消耗水中溶解氧；（5）含氮化合物對(duì)人、生物有毒害作用。1.4水中氮磷的危害2.廢水生物脫氮過程生物脫氮時(shí)，通過異養(yǎng)型微生物將水中的含氮有機(jī)物氧化分解為氨氮，在通過自養(yǎng)型硝化細(xì)菌將其轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，在通過反硝化細(xì)菌將硝態(tài)氮還原為氮?dú)鈴乃幸莩觯_(dá)到去氮的目的。

11氮轉(zhuǎn)化的主要過程分子氮經(jīng)生物固定為氨—生物固氮；含氮有機(jī)物分解形成氨—氨化作用；

氨態(tài)氮氧化為硝酸—硝化作用；硝態(tài)氮還原為氮?dú)狻聪趸饔谩?/p>

12有機(jī)態(tài)N被微生物降解形成NH3的過程。含氮有機(jī)物主要有：蛋白質(zhì)、尿素、尿酸、核酸、幾丁質(zhì)、氨基酸、膽堿等。氨化菌主要有：芽孢桿菌、梭菌、色桿菌、變形桿菌、假單胞菌、放線菌以及曲霉、青霉、毛霉、根霉等。（1）氨化作用13（2）硝化作用水體中的氨態(tài)氮，在有氧條件下，經(jīng)自養(yǎng)細(xì)菌的氧化成為硝態(tài)氮的作用。分兩個(gè)階段：亞硝化作用：氨氧化為亞硝酸硝酸化作用：亞硝酸氧化為硝酸NH4+

NO2-

NO3-硝酸細(xì)菌亞硝酸細(xì)菌在硝化作用的同時(shí)，一部分氨氮轉(zhuǎn)化為生物體細(xì)胞物質(zhì)，滿足微生物繁殖的需要。14（2）硝化作用硝化菌主要有：亞硝酸菌：亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸螺旋桿菌屬；硝酸菌：

硝酸桿菌屬，螺旋桿菌屬和球菌屬問：硝化菌的營養(yǎng)類型是？化能自養(yǎng)。因?yàn)橄趸詿o機(jī)碳如CO3-、HCO3-等作為碳源，通過與NH3NH4+NO2-的氧化反應(yīng)來獲得能量。15

(1)pH值：適宜微堿性，最佳7.5~8.5硝化反應(yīng)每消耗1g氨氮要消化堿度7.14，通常廢水堿度不能滿足硝化反應(yīng)，需投加堿來維持PH。

(2)

溫度：4-40℃，最適：20~-30℃。溫度超過30℃蛋白質(zhì)變性，降低了硝化菌的活性，溫度低于5℃，硝化細(xì)菌的生命活動(dòng)停止。

(3)通氣：需氧，DO≥2mg/l。

氧是硝化反應(yīng)的電子受體，溶解氧濃度影響硝化反應(yīng)速率。

(4)其他工藝運(yùn)行參數(shù)也影響硝化，在后續(xù)課程學(xué)習(xí)。

3.影響硝化作用的因素16

在缺氧條件下，微生物還原硝酸、亞硝酸為氣態(tài)氮化物(N2O、NH3或N2)的作用。反硝化作用微生物主要有：假單胞菌屬、反硝化桿菌屬、螺旋菌屬和無色桿菌屬，大多是兼性細(xì)菌。如脫氮硫桿菌；地衣芽孢桿菌；銅綠假單胞菌；螺菌屬；若與其他細(xì)菌（如大腸桿菌）共處，亦能還原硝酸鹽；熒光極毛桿菌能使硝酸鹽強(qiáng)烈的還原成分子態(tài)氮。（3）反硝化作用

17影響反硝化作用的因素有機(jī)質(zhì)及N含量：反硝化菌異養(yǎng)型兼性厭氧菌，反硝化過程需要提供充足的碳源（投加甲醇）。溫度：適宜溫度20~40℃溫度影響反硝化菌的增殖和代謝速率pH：較適宜的范圍是pH6.5~7.5，微堿性。不當(dāng)pH影響反硝化速率和酶活性。反硝化菌異養(yǎng)型堿性厭氧菌，反硝化過程需要提供充足的碳源。廢水生物脫氮工藝3.廢水生物脫氮工藝

在城鎮(zhèn)污水生物脫氮系統(tǒng)中，顆粒性不可生物降解有機(jī)氮經(jīng)生物絮凝作用成為活性污泥組分，通過剩余活性污泥將其從系統(tǒng)中去除；顆粒性可生物降解有機(jī)氮經(jīng)水解轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)氮。溶解性不可生物降解有機(jī)氮隨出水排出，溶解性可生降解有機(jī)氮在有氧條件下經(jīng)異養(yǎng)細(xì)菌氨化為氨氮，由硝化菌將氨氮氧化為硝態(tài)氮，再在缺氧條件下由反硝化菌將硝態(tài)氮還原成氮?dú)鈴奈鬯幸莩觥?.廢水生物脫氮工藝生物脫氮工藝中，由于硝化和反硝化過程微生物對(duì)氧的需求不同，可以將處理構(gòu)筑物分成好氧處理構(gòu)筑物和缺氧處理構(gòu)筑物。（1）傳統(tǒng)活性污泥法脫氮工藝傳統(tǒng)活性污泥法脫氮是指污水連續(xù)經(jīng)過三套生物處理裝置，依次完成碳氧化、硝化、反硝化三個(gè)過程，分別在第一級(jí)的曝氣池、第二級(jí)的硝化池、第三級(jí)的反硝化反應(yīng)器內(nèi)完成。其中每套系統(tǒng)都有各自的反應(yīng)池、二沉池和污泥回流系統(tǒng)。（1）傳統(tǒng)活性污泥法脫氮工藝該工藝的優(yōu)點(diǎn)是好氧菌、硝化菌和反硝化菌分別生長在不同的構(gòu)筑物中，反應(yīng)速度較快；并且不同性質(zhì)的污泥分別在不同的沉淀池中沉淀分離和回流，故運(yùn)行管理較為方便，易于掌握，靈活性和適應(yīng)性較大，運(yùn)行效果較好。但是該工藝處理構(gòu)筑物較多，設(shè)備較多，管理復(fù)雜，目前已經(jīng)很少應(yīng)用了。（2）二級(jí)生物脫氮工藝這種系統(tǒng)是在第一級(jí)中同時(shí)完成碳氧化和硝化等過程，經(jīng)沉淀后在第二級(jí)中進(jìn)行反硝化脫氮，然后混合液進(jìn)入最終沉淀池，進(jìn)行泥水分離。它具有與傳統(tǒng)活性污泥法生物脫氮系統(tǒng)類似的優(yōu)點(diǎn)，但是減少了一個(gè)中間沉淀池。缺氧反硝化細(xì)菌：反硝化細(xì)菌（兼性厭氧菌）反應(yīng)：NO3-—N反硝化還原為N2，溢出水面釋放到大氣碳源：原水中BOD硝酸鹽來源：回流出水中的硝化產(chǎn)物24（3）微生物脫氮工藝特點(diǎn)好氧脫碳硝化脫碳——氧化去除COD脫碳菌——好氧有機(jī)物呼吸的細(xì)菌，以有機(jī)物為碳源硝化菌——好氧氨鹽呼吸的細(xì)菌，以碳酸鹽為碳源（NH4+→NO2-→NO3-)25（3）微生物脫氮工藝特點(diǎn)提問：為什么先脫碳、后脫氮？硝化菌的碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物；有機(jī)碳源豐富時(shí)，脫碳菌世代周期短生長迅速，硝化菌氧利用不足，生長緩慢；26提問：硝化脫氮時(shí)有時(shí)需要補(bǔ)堿（Na2CO3或NaOH)?硝化作用消耗堿（NH4+、CO3-），水pH下降；補(bǔ)充碳源、升高pH提問：硝化菌世代周期長，容易從活性污泥系統(tǒng)中被洗掉，如何解決？掛生物膜或投加懸浮填料定期投菌27小結(jié)廢水生物脫氮原理廢水生物脫氮影響因素廢水生物脫氮工藝及應(yīng)用

廢水生物除磷原理及工藝主要內(nèi)容廢水生物除磷原理廢水生物除磷影響因素廢水生物除磷工藝及應(yīng)用水體中過量磷的注入，容易引起水體富營養(yǎng)化，給水體生態(tài)系統(tǒng)和人群健康造成極大的危害，某些高含磷廢水中殘留的磷還相當(dāng)高，故需用除磷工藝處理。磷是微生物生長的重要營養(yǎng)元素。磷參與微生物菌體的合成，并以剩余污泥的形式去除污水處理系統(tǒng)中的磷，因此，生物除磷一般能獲得10%～30%的除磷效果。

廢水生物除磷的原理廢水生物除磷原理及工藝

廢水中磷的來源與危害33

生物除磷的原理

生物除磷影響因素1.1廢水中氮的來源、狀態(tài)34狀態(tài)污染物污染來源有機(jī)磷生活污水和部分工業(yè)廢水，各種洗滌劑、工業(yè)原料、農(nóng)業(yè)肥料等無機(jī)磷磷酸鹽、聚磷酸鹽351.2廢水中磷的存在狀態(tài)

磷以溶解態(tài)存在與水中、有機(jī)態(tài)在生物體內(nèi)與大分子結(jié)合和難溶態(tài)存在與底泥中。36（1）過量氮、磷容易導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化；（2）增加水處理成本、降低消毒、脫色等處理效率，（3）增加藥劑藥劑用量；（4）氨氮消耗水中溶解氧；（5）含氮化合物對(duì)人、生物有毒害作用。1.3水中氮磷的危害37依靠聚合磷酸鹽累積微生物（聚磷菌）除去廢水中的磷。聚磷菌通過聚—β—羥基丁酸鹽（PHB）的形式（聚磷菌）的好氧聚磷和厭氧放磷的機(jī)制除磷。聚磷菌是一種能再厭氧和好氧膠體環(huán)境中繁殖的優(yōu)勢(shì)種群。2.生物除磷原理38（1）厭氧釋磷：聚磷菌將其細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)態(tài)磷加以釋放，并利用此過程產(chǎn)生的能量攝取水中的溶解性有機(jī)質(zhì)以合成PHB顆粒。（2）好氧聚磷：聚磷菌好氧條件下開始進(jìn)行有氧呼吸，從外部攝取有機(jī)物加以氧化分解，一部分合成細(xì)胞物質(zhì)另一部分產(chǎn)生能量，能量被ADP獲取并結(jié)合磷酸合成ATP.2.生物除磷原理好氧時(shí)：大量繁殖（消耗好氧狀態(tài)能源—聚β-羥基丁二酸PHB）

逆濃度梯度過量吸磷（貯備厭氧狀態(tài)能源——多聚磷酸鹽顆粒厭氧時(shí)：不繁殖，釋放磷酸鹽于體外聚P污泥回流大部分磷去除水中磷3940傳統(tǒng)的活性污泥法處理廢水時(shí)，活性污泥中的聚磷菌在好氧條件下，能吸收磷酸鹽成自身的核酸和ATP；聚磷菌在厭氧條件下,將其細(xì)胞中的有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷釋放到水中，并利用此過程產(chǎn)生的能量攝取廢水中的溶解性有機(jī)質(zhì)以合成PHB顆粒。2.生物除磷原理41因此，在好氧厭氧交替條件下，活性污泥中的聚磷菌以“厭氧釋磷”和“好氧聚磷”的機(jī)制，將磷最終以剩余污泥的形式排出，徹底去除水中的磷。2.生物除磷原理廢水生物除磷工藝及應(yīng)用3.廢水除磷工藝及應(yīng)用水體中過量磷的注入，容易引起水體富營養(yǎng)化。磷是微生物生長的一種重要營養(yǎng)元素。磷參與微生物菌體的合成，成為菌體的一部分。因此，可以通過微生物的轉(zhuǎn)化作用去除水中的磷。3.廢水除磷工藝及應(yīng)用廢水厭氧釋磷和好氧聚磷是生物除磷工藝的兩個(gè)基本組成部分，因此，其工藝流程一般包括厭氧池和好氧池。傳統(tǒng)的活性污泥法處理廢水時(shí)，活性污泥中的聚磷菌在好氧條件下，能吸收磷酸鹽成自身的核酸和ATP；聚磷菌在厭氧條件下,將其細(xì)胞中的有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷釋放到水中，并利用此過程產(chǎn)生的能量攝取廢水中的溶解性有機(jī)質(zhì)以合成PHB顆粒。3.廢水除磷工藝及應(yīng)用因此，在好氧厭氧交替條件下，活性污泥中的聚磷菌以“厭氧釋磷”和“好氧聚磷”的機(jī)制，將磷最終以剩余污泥的形式排出，徹底去除水中的磷。3.廢水除磷工藝及應(yīng)用3.生物除磷工藝簡介進(jìn)水厭氧放磷出水部分污泥回流接種剩余污泥47好氧聚磷沉淀脫磷從圖中可看出，廢水和污泥依次經(jīng)厭氧和好氧交替循環(huán)流動(dòng)，反應(yīng)池分為厭氧池和好氧池，回流污泥進(jìn)入?yún)捬醭乜梢晕杖コ徊糠钟袡C(jī)物，并釋放出大量磷，進(jìn)入好氧池的廢水中的有機(jī)物被好氧降解，磷被微生物生物吸收，部分富磷污泥一剩余污泥的形式排出，實(shí)現(xiàn)磷的去除。3.廢水除磷工藝及應(yīng)用小結(jié)廢水生物除磷原理廢水生物除磷影響因素廢水生物除磷工藝及應(yīng)用

廢水同步生物脫氮除磷原理及工藝主要內(nèi)容生物同步脫氮除磷的原理生物同步脫氮除磷工藝及應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量含氮、磷物質(zhì)排入環(huán)境，導(dǎo)致水體污染日益加劇，給水體生態(tài)系統(tǒng)和人群健康造成極大的危害，當(dāng)磷大與0.01mg/l,氮大于0.1mg/l,水體開始發(fā)生富營養(yǎng)化。因此，需對(duì)廢水脫氮除磷，以保護(hù)水生生態(tài)系統(tǒng)。

廢水脫氮廢水除磷同步脫氮除磷1.微生物脫氮原理2.生物脫氮的影響因素3.生物脫氮工藝及應(yīng)用1.同步脫氮除磷典型工藝2.廢水同步脫氮除磷技術(shù)的工程應(yīng)用1.微生物除磷原理2.典型的除磷工藝531.生物脫氮除磷的原理在生物脫氮除磷工藝中，厭氧池的主要功能是釋放磷，使污水中的磷濃度升高，溶解性的有機(jī)物被微生物細(xì)胞吸收而是無水腫的BOD下降，另外，氨氮因細(xì)胞的合成而被去除一部分，是水中氨氮濃度下降，但硝態(tài)氮含量沒有變化。

1.生物脫氮除磷的原理在缺氧池中，反硝化細(xì)菌利用無水腫的有機(jī)物作為碳源，將回流液中的硝態(tài)氮還原為氮?dú)鈴乃幸莩?，水中氨氮和BOD含量都下降。

1.生物脫氮除磷的原理在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解而下降，有機(jī)氮被氨化繼而被硝化；磷隨著聚磷菌的過量攝取被轉(zhuǎn)化到生物體中，隨著剩余污泥徹底從水中去除。

所以，同步生物脫氮除磷具有有機(jī)物的去除、氨化、硝化、反硝化脫氮，