生物脱氮除磷

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1、生活污水中，主要含有有机氮和氨氮。当污水中的有机物被生物降解氧化时，其中的有机氮被转化为氨氮。（一）概述生物脱氮除磷技术一、废水中氮的处理技术水体若为水源，将增加给水处理的难度和成本。经活性污泥法处理的污水有相当数量的氨氮排入水体，可导致水体富营养化。二级处理的出水需进行脱氮处理。（二）生物法脱氮1、生物脱氮机理生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。（1）硝化反应硝化反应是在好氧条件下，将NH4＋转化为NO2—和NO3－的过程。由亚硝酸菌和硝酸菌两种菌共同完成的。这两种菌属于化能自养型微生物

2、。定义细菌2NH4＋＋3O2―――→2NO2－＋4H＋＋2H2O硝化菌2NO2－＋O2―――－→2NO3－硝化菌总反应式：NH4＋＋2O2―――→NO3－＋2H＋＋H2O硝化菌硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏感。₠温度低于15℃时，反应速度迅速下降，5℃时反应几乎完全停止。影响因素硝化反应的适宜温度为20℃－30℃硝化菌是自养菌，若水中BOD5值过高，将有助于异氧菌的迅速增殖，微生物中的硝化菌的比例下降。₡BOD5/TKN下降下降₢硝化菌的泥龄硝化菌的生长世代周期较长，为了保证硝化作用的进行，泥龄应取大于硝化菌最小世代时间两倍以上。₣溶解氧

3、硝化反应对溶解氧有较高的要求，处理系统中的溶解氧量最好保持在2mg/L以上。硝化菌受PH值的影响很敏感，适宜的PH值7－8。₤pH值在废水中保持足够的碱度，以调节PH值的变化。（2）反硝化反应反硝化反应是指在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮（NO3－）和亚硝酸盐氮（NO2－）还原为氮气的过程。定义6NO3－＋2CH3OH―――→6NO2－＋2CO2＋4H2O硝酸还原菌6NO2－＋3CH3OH———→3N2＋3H2O＋6OH－＋3CO2亚硝酸还原菌6NO3－＋5CH3OH—————→5CO2＋3N2+7H2O+6OH－反硝化菌总反应式：反硝化菌属异型兼性厌氧菌。在

4、有氧存在时，它会以O2为电子受体进行好氧呼吸；在无氧而有NO3－或NO2－存在时，则以NO3－或NO2－为电子受体，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌的生长繁殖，即菌体合成过程，其反应如下：3NO3－＋14CH3OH＋CO2＋3H＋—————→3C5H7O2N＋19H2O式中C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。反硝化还原和微生物合成的总反应式为：从以上的过程可知，约96%的NO3--N经异化过程还原，4%经同化过程合成微生物。NO3－＋1.08CH3OH＋H＋―――→0.065C5H7O2N＋0.47N2＋0

5、.76CO2＋2.44H2O影响因素①BOD5/TKN当污水中BOD5/TKN>3～5时，可认为碳源充足。不同的有机碳将导致反硝化速率的不同。碳源按其来源可分为三类：外加碳源，多采用甲醇，因为甲醇被分解后的产物为CO2，H2O，不产生其它难降解的中间产物，但其费用较高；原水中含有的有机碳；内源呼吸碳源——细菌体内的原生物质及其贮存的有机物；②pH值‡PH值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速下降。†反硝化反应的适宜PH值为6.5～7.5。③温度但温度低于15℃时，反硝化速率明显下降。反硝化反应的温度范围较宽，在5℃-40℃范围内都可以进行。小结★从硝化

6、和反硝化的机理可看出，硝化过程仅改变了废水中氮素的存在形式，反硝化过程才是真正的脱氮过程。★反硝化具备的条件（1）污水中含有充足的电子供体；（2）厌氧或亏氧条件。★因此，污水中氨氮的去除，需先在好氧条件下进行硝化处理，在厌氧或缺氧条件下进行反硝化处理。（3）同化作用在生物处理过程中，污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）被同化成微生物细胞的组成部分，并以剩余活性污泥的形式得以从污水中去除的过程，称为同化作用。当进水氨氮浓度较低时，同化作用可能成为脱氮的主要途径。（三）生物脱氮工艺1、三段生物脱氮工艺2、Bardenpho生物脱氮工艺3、A/O生物脱氮工艺4、SBR工

7、艺5、氧化沟工艺（四）物理化学脱氮技术1、空气吹脱法脱氮工艺2、折点氯氧化法脱氮工艺二、废水中磷的去除（一）来源生活污水与农田排水，部分来自工业废水。磷化合物是地表水是否富营养化的主要限制性元素。水中磷是以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷三种形态存在。生活污水中聚磷酸盐和有机磷占总磷的70%左右，约10％左右以固体形式存在。（二）生物脱磷机理在好氧条件下，聚磷菌不断摄取并氧化分解有机物，产生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成，一部分则使ADP与H3PO4结合，转化为ATP而储存起来。细菌以聚磷的形式在细胞中储存磷，其量可以超过生长所需，这一过程为聚磷菌磷的摄取。处

8、理过程中，通过从系统中排除高磷污泥以达