氮磷污染危害及脱氮除磷基本概念
脱氮除磷
脱氮除磷技术前面我们学习了污水的一级和二级处理，城市污水和工业废水通过常规的二级处理后，大部分杂质和污染物得以去除，但仍有许多污染物是常规一、二级处理无法去除或去除甚少的，其中对环境影响很大且普遍存在的两类污染物是氮和磷。
我们知道，水体中的氮磷元素过多时，会消耗水中的溶解氧，造成水体富营养化，影响饮用水水源。
因此，去除污水中的氮和磷是水处理中至关重要的一步。
一、脱氮技术1.1 氮在水中的存在形态废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等4种形态存在，在二级处理水中，氮则是以氨态氮、亚硝酸氮和硝酸氮形式存在的。
如前所述，二级处理技术对氮的去除率比较低。
它仅为微生物的生理功能所用。
1.2 物理化学脱氮技术采用物理化学工艺去除城市污水中氮的常用方法主要有吹脱法、折点氯化法和选择性离子交换法。
物理化学脱氮方法不包括有机氮转化为氨氮和氨氮氧化为硝酸盐的过程，只能够去除污水中的NH3-N。
1.2.1 碱性吹脱法污水中的氨氮是以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）两种形式保持平衡状态而存在：NH3+H2O==NH4++OH−将pH值保持在11.5左右(投加一定量的碱)，让污水流过吹脱塔，使NH3逸出，以达脱氮目的。
首先投加石灰调pH值至11.5以促使NH4+—N向NH3-N转化。
在除氮塔内，空气自下向上吹入塔内，水自上而下喷淋，析出的NH3进入空气中，其去除率可达85%，水得以净化后再回流至格栅前，而除氮塔出来的空气再进入硫酸淋洗塔生成(NH4)2SO4，可作肥料或工业原料。
碱性吹脱法操作简便易控，除氨效果稳定；但也存在问题：pH值过高易生成水垢, 在吹脱塔的填料上沉积，可使塔板完全堵塞；当水温降低时,水中氨的溶解度增加,氨的吹脱率降低，环境温度低于0℃时，氨吹脱塔实际上无法工作；游离氨逸散造成二次污染；吹脱塔的投资很高等。
1.2.2 折点加氯法折点加氯法脱氮是将氯气或次氯酸钠投入污水，将污水中NH4-N氧化成N2的化学脱氮工艺。
除磷脱氮
环境与土木工程学院江南大学氮和磷的排放会加速导致水体的富营养化，其次是氨氮的好氧特性会使水体的溶解氧降低，此外，某些含氮化合物对人和其他生物有毒害作用。
因此，国内外对氮磷的排放标准越来越严格。
本章阐述生物脱氮除磷技术。
生物脱氮除磷技术是近20年发展起来的，一般来说比化学法和物理化学法去除氮磷经济，尤其是能有效地利用常规的二级生物处理工艺流程进行改造达到生物脱氮除磷的目的，是目前应用广泛和最有前途的氮磷处理方法。
除氮脱磷氮磷是引起水体富营养化和环境污染的重要污染物质，其来源较多，排放量日益增大，除大量的生活污水、动物排泄物外，大量的工业废水，如炼油废水、某些制药废水和食品工业废水、以及垃圾填埋场渗漏水等，都含有大量的氮磷．因此，研究污水除磷脱氮技术，保护水体不受富营养化的影响已成为一个亟待解决的问题．除磷脱氮也成了当今废水处理系统中的一个重要问题．近年来，生物除磷脱氮技术有了新的发展和突破，如厌氧氨氧化和同步脱氮技术，以及在除磷的同时脱氮，也是除磷脱氮研究的热点．生物脱氮原理及影响因素一、生物脱氮原理污水中氨主要以有机氮和氨氮形式存在。
在生物处理过程中，有机氮很容易通过微生物的分解和水解转化成氨氮，即氨化作用。
传统的硝化—反硝化生物脱氮的基本原理就在于通过硝化反应先将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮、亚硝态氮还原成气态氮从水中逸出，从而达到脱氮的目的。
氮在水中的存在形态与分类N无机NNO x--N(硝态氮)T K N(凯氏氮)总N(TN)NH3-NNO3-NNO2—-N有机N（尿素、氨基酸、蛋白质）氨化与硝化反应过程+++−−−→−+H O H NO 3/2O ：NH2-223亚硝化菌硝化-3-2NO 1/2O NO −−→−+硝酸菌-4232NH 2O NO H O 2H +++−−−→++硝化菌3222NH CO RCOOH O )COOH ：RCH(NH ++−−→−+氨化菌氨化硝化反应的条件-N完全硝化需氧4.57g，即（1）好氧状态：DO≥2mg/L；1gNH3硝化需氧量。
简述生物脱氮和生物除磷的基本原理和过程
生物脱氮和生物除磷是水环境治理中常见的技术手段，其基本原理和过程对于水质净化具有重要意义。
下文将分别对生物脱氮和生物除磷的基本原理和过程进行简要阐述，以便更好地理解和应用这两种技术手段。
一、生物脱氮的基本原理和过程1. 基本原理：生物脱氮是指利用生物的作用将水体中的氮气态化合物转化为氮气排放出去的过程。
其主要包括硝化和反硝化两个过程。
2. 过程：1）硝化作用：首先是硝化细菌将水体中的氨氮转化为亚硝酸盐，然后再将亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程。
这一过程主要发生在水中砷、锰等微生物和有机物贪婪性好氧微生物的作用下。
2）反硝化作用：反硝化细菌将水中的硝酸盐还原成氮气气体，从而实现氮的脱除。
这一过程主要发生在水中缺氧或厌氧条件下，反硝化细菌在有机物的作用下进行。
二、生物除磷的基本原理和过程1. 基本原理：生物除磷是指利用生物的作用将水体中的磷物质转化为无机磷沉积或有机磷的过程。
其主要包括磷的吸附和磷的沉淀两个过程。
2. 过程：1）磷的吸附：指微生物在生长过程中，通过细胞活性或胞外聚合物等结合机制，将水体中的磷物质吸附到微生物体表面或细胞内，从而减少水体中的磷含量。
这一过程主要发生在水中的底泥、生物膜等介质上。
2）磷的沉淀：指在适当的环境条件下，微生物可以促进水中磷物质的沉淀作用，将磷固定到底泥中，从而减少水体中的可溶性磷含量。
这一过程主要发生在水中的缺氧或厌氧条件下。
生物脱氮和生物除磷是通过利用微生物的作用，将水体中的氮和磷物质转化为氮气或无机磷沉积的技术手段。
其基本原理和过程涉及硝化、反硝化、微生物吸附和微生物沉淀等生物学过程，在水环境治理中具有重要的应用价值。
希望通过本文的介绍，读者对生物脱氮和生物除磷技术有更深入的了解，并能更好地应用于实际的水质净化工作中。
生物脱氮和生物除磷作为水环境治理的重要手段，对于改善水体质量、保护生态环境具有重要意义。
在实际应用中，为了更好地发挥生物脱氮和生物除磷技术的效果，需要结合具体的水体特点和环境条件，采取相应的措施和管理方式，以确保技术的有效运行和水体的稳定净化。
废水脱氮除磷工艺
废水脱氮除磷工艺
废水脱氮除磷工艺是一种用于处理含有高浓度氮和磷的废水的技术，旨在减少这些有害污染物的排放，以满足环保标准。
以下是常见的废水脱氮除磷工艺：
1.生物脱氮除磷工艺：
生物脱氮（BNR）：生物脱氮是通过在废水处理系统中引入一些特定的微生物，将废水中的氮转化为氮气的过程。
这通常包括硝化和反硝化两个阶段，其中氨氮首先被氧化成亚硝酸盐，然后转化为氮气。
生物除磷（BPR）：生物除磷是通过引入能够吸附磷的微生物，将废水中的磷物质吸附并沉淀出来的过程。
2.化学脱氮除磷工艺：
化学沉淀：添加化学药剂，如氧化铁、氧化铝等，与废水中的磷形成沉淀物，从而实现除磷的效果。
这一过程通常被称为磷酸盐的化学沉淀。
硝化-脱硝：使用化学方法将废水中的氨氮氧化成硝酸盐，然后再还原成氮气。
3.物理化学脱氮除磷工艺：
生物物理化学一体化工艺：将生物处理、物理处理和化学处理结合在一起，以提高脱氮除磷效果。
膜分离技术：利用膜过滤技术，如超滤、反渗透等，从废水中去除氮和磷。
4.湿地处理：
人工湿地：利用植物和微生物的协同作用，通过湿地过程去除废水中的氮和磷。
自然湿地模拟：模仿自然湿地的生态系统，利用湿地中的植物和微生物去除废水中的有机和无机污染物。
脱氮除磷
生物除磷机理
厌氧环境 有机基质 产酸菌 P 乙酸
聚P
好氧环境
P
聚P
PHB
PHB
聚P
聚P
聚磷菌
聚磷菌
聚磷菌
聚磷菌
3．除磷的生物化学机制
(1)厌氧释放磷的过程：产酸菌在厌氧或缺氧 条件下分解蛋白质、脂肪、碳水化合物等大分 子有机物为三类可快速降解的基质(Sbs)： A．甲酸、乙酸、丙酸等；B．葡萄糖、甲醇、 乙醇等；C．丁酸、乳酸、琥珀酸等。聚磷菌 则在厌氧条件下，分解体内的多聚磷酸盐产生 ATP，利用ATP以主动运输方式吸收产酸菌提供 的三类基质进入细胞内合成聚β—羟基丁酸盐 (PHB)。与此同时释放出P043-于环境中。
一、生物脱氮原理
污水中氮主要以有机氮和氨氮形式存在。在生物处理 过程中，有机氮很容易通过微生物的分解和水解转化成氨氮， 即氨化作用。传统的硝化—反硝化生物脱氮的基本原理是通 过硝化反应先将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝 化反应将硝态氮、亚硝态氮还原成气态氮从水中逸出，从而 达到脱氮的目的。
有机氮
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
级处理出水的具体去向和用途，其处理流程和组
（4）污泥龄：控制污泥龄为硝化菌最小代时的2倍 以上，因此污泥龄应大于10d。 （5）C/N比：硝化菌只占活性污泥微生物的5％，且 比增长速率小。BOD5应在15～20 mg/L以下。 （6）有毒物质：重金属、高浓度的NH4+-N和NOx-－ N干扰细胞的新陈代谢，破坏细菌的最初氧化能力， 对硝化反应有抑制作用。
生物脱氮除磷技术
第一节 第二节 第三节 生物脱氮技术 生物除磷技术 生物脱氮除磷组合工艺
氮和磷的排放会加速水体的富营养化，其次是
氨氮的好氧特性会使水体的溶解氧降低，此外，某 些含氮化合物对人和其他生物有毒害作用。因此， 国内外对氮磷的排放标准越来越严格。 TN 低于 3mg/L 或5mg/L（我国15），TP 低于0.1mg/L 或
生物脱氮除磷原理及影响因素
内源反硝化
微生物还可通过消耗自身的原生质进行所谓的内源反硝化 C5H7NO2+4NO3-→5CO2+NH3+2H2↑+4OH-
内源反硝化的结果是细胞物质减少，并会有NH3的生成。 废水处理中不希望此种反应占主导地位，而应提供必要
的碳源。
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
BOD5/TN≥3～5，否则需另投加碳源，现多采用CH3OH，其分解产 物为CO2+H2O，不留任何难降解的中间产物，且反硝化速率高。
目前反硝化投加有机碳源一般利用原污水中的有机物。 还原1g硝态氮能产生3.57g碱度，而在硝化反应中，1gNH3-N氧化为
NO3--N要消耗7.14g碱度，在缺氧-好氧中，反硝化产生的碱度可补 偿硝化消耗碱度的一半左右。
电子受体，有机物作为碳源及电子供体而得到降解。当利用
的碳源为甲醇时：
NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7CO2+0.47N2↑+1.68H2O + HCO3NO2+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7CO2+0.48N2↑+1.23H2O+HCO
3
生物脱氮除磷原理及影 响因素
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
2020年4月10日星期五
氮和磷的排放会加速导致水体的富营养化，其次是氨氮 的好氧特性会使水体的溶解氧降低，此外，某些含氮化合 物对人和其他生物有毒害作用。因此，国内外对氮磷的排 放标准越来越严格。本章阐述生物脱氮除磷技术。生物脱 氮除磷技术是近20年发展起来的，一般来说比化学法和物 理化学法去除氮磷经济，尤其是能有效地利用常规的二级 生物处理工艺流程进行改造达到生物脱氮除磷的目的，是 日前应用广泛和最有前途的氮磷处理方法。
污水深度处理与脱氮除磷
污水深度处理与脱氮除磷污水深度处理与脱氮除磷污水处理是一项非常重要的环境保护工作，特别是在城市化进程加快的今天，城市生活污水的排放成为了一个不可忽视的问题。
为了保护水环境，我们需要对污水进行深度处理，并进行脱氮除磷等工艺，以减少对水体的污染。
污水深度处理的一种常见工艺是生物处理技术。
生物处理是利用生物体的代谢活动将有机物、氮、磷等污染物转化为稳定、无毒的物质的过程。
其中，脱氮除磷是生物处理的重要组成部分，主要是利用与污水中的氮、磷有亲和力的细菌来进行处理。
脱氮是指将污水中的氨氮转化为氮气，并释放到大气中。
常见的脱氮工艺有硝化反硝化法和膜生物反应器法。
硝化反硝化法主要是利用硝化细菌和反硝化细菌的代谢活动来完成。
首先，硝化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐，然后反硝化细菌将亚硝酸盐还原为氮气释放到大气中。
膜生物反应器法则是利用特殊的膜分离技术，将硝化细菌和反硝化细菌固定在膜上，使其能够同时进行硝化和反硝化反应，高效地实现脱氮处理。
除磷是指将污水中的磷转化为难溶的物质，以实现去除。
常用的除磷工艺有化学除磷法和生物除磷法。
化学除磷法主要是通过加入化学药剂，如聚合氯化铝、硫酸铝等，将污水中的磷转化为难溶的磷酸盐沉淀物，然后通过混凝沉淀和固液分离等工艺将其去除。
生物除磷法则是通过培养和利用具有生物磷去除能力的细菌，将污水中的磷转化为多聚磷酸盐等可沉淀物质，然后进行混凝沉淀和固液分离，最终完成除磷处理。
污水深度处理与脱氮除磷不仅可以减少对水环境的污染，还可以有效地保护水资源。
首先，通过深度处理，可以将污水中的有机物、氮、磷等污染物转化为无毒的物质，减少对水体生物的危害。
其次，脱氮除磷可以减少水体中养分的浓度，防止营养过剩导致的水体富营养化，维护水体的生态平衡。
此外，污水深度处理还可以回收利用污水中的水资源，减少对自然水源的依赖。
在进行污水深度处理与脱氮除磷过程中，我们还需要注意一些问题。
首先，需要控制处理过程的温度、pH值等，以提供最适宜的环境条件，促进细菌的正常生长和代谢。
除氮除磷 讲义
除氮除磷氮与磷就是生物得重要营养源,随着化肥、洗涤剂与农药普遍使用,天然水体中氮、磷含量急剧增加,水体中蓝藻、绿藻大量繁殖,水体缺氧并产生毒素,使水质恶化,对水生生物与人体健康产生很大得危害。
目前应用最广泛得常规生物处理系统(一级加二级生物处理)主要就是去除城市污水及某些工业废水中得悬浮固体及可降解得有机物。
氮磷得去除技术一般就是在常规得二级处理之后,故常称作三级处理货深度处理。
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第一节氮得处理废水中得氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。
生物处理把大多数有机氮转化为氨,然后可进一步转化为硝酸盐。
目前采用得除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹托及折点氯化等四种。
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一、生物硝化与反硝化(生物除氮法)（一）生物硝化在好氧条件下,通过亚硝酸盐菌与硝酸菌得作用,将氨氮氧化成亚硝酸盐氮与硝酸盐氮得过程,称为生物硝化作用。
NcB8YGX反应过程如下:亚硝酸盐菌NH4++3/2O2 NO2-+2H++H2O-△E △E=278、42KJ第二步亚硝酸盐转化为硝酸盐:硝酸盐菌NO-+1/2O2 NO3--△E △E=278、42KJ 这两个反应式都就是释放能量得过程,氨氮转化为硝态氮并不就是去除氮而就是减少它得需氧量。
上诉两式合起来写成:NH4++2O2 NO3-+2H++H2O-△E △E=351KJ综合氨氧化与细胞体合成反应方程式如下:NH4+1、83O2+1、98HCO3- 0、02C5H7O2N+0、98 NO3-+1、04 H2O+1、88H2CO3由上式可知:(1)在硝化过程中,1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4、57g;(2)硝化过程中释放出H+,将消耗废水中得碱度,每氧化lg氨氮,将消耗碱度(以CaCO3计) 7、lg。
影响硝化过程得主要因素有:(1)pH值当pH值为8、0～8、4时(20℃),硝化作用速度最快。
由于硝化过程中pH将下降,当废水碱度不足时,即需投加石灰,维持pH值在7、5以上;(2)温度温度高时,硝化速度快。
生活污水脱氮除磷概述
生活污水脱氮除磷概述摘要：介绍了生活污水脱氮除磷的必要性、污水脱氮除磷的机理及几种常用脱氮除磷工艺及其优缺点，并介绍了污水脱氮除磷新技术及相关研究。
关键词：生活污水；脱氮除磷1 前言氮和磷是生物的重要营养源。
随着人口的持续增长和人们生活水平的不断提高，生活污水人均排放量持续增加，加之洗涤剂的普遍使用，以及二级生化处理城市污水出水中氮磷含量较高，排入水体后使受纳水体中氮、磷含量增加，蓝、绿藻大量繁殖，加速水体的富营养化进程，水质恶化，严重影响水生生物和人体健康。
因此，解决氮磷污染问题对解决我国水环境污染问题具有重大意义。
2 污水脱氮除磷机理污水中氮的存在形式主要有氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，可通过物理法、化学法和生物法去除。
常用的物化方法有氨吹脱法、化学沉淀法、折点加氯法、选择性离子交换法和催化氧化法。
污水中磷的存在形态主要是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷，去除方法主要有混凝沉淀法、结晶法和生物法。
由于生物脱氮除磷被公认为是一种经济、有效和最具发展前途的方法，且生活污水的可生化性好，因此，目前污水脱氮除磷大多采用生物法。
2.1生物脱氮机理污水生物处理脱氮过程主要是氮的转化，即同化、氨化、硝化和反硝化。
（1）同化在生物处理过程中，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成分，此过程氨氮去除率为8%～20%。
（2）氨化污水中的含氮有机物（一般动物、植物和微生物残体以及其排泄物、代谢产物所含的有机氮化合物，主要包括蛋白质、核酸、尿素、尿酸、几丁酸质、卵磷脂等）在氨化菌的作用下，分解、转化并释放出氨。
（3）硝化氨氮在有氧存在的情况下经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸盐的过程称硝化过程。
好氧菌亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属及亚硝酸螺菌属、亚硝酸叶菌属和亚硝酸弧菌等将氨氮转化为亚硝酸盐，硝化杆菌属、硝化球菌属将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐[1]。
（4）反硝化在厌氧的条件下，施氏假单胞菌、脱氮假单胞菌、荧光假单胞菌、紫色杆菌、脱氮色杆菌等反硝化细菌利用有机质作为电子供体，利用硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体进行缺氧呼吸，将硝酸还原为N2。
污水处理过程中的氮磷去除技术
06
实际应用与案例分析
污水处理厂氮磷去除效果分析
01
02
03
去除效率
不同污水处理厂的氮磷去 除效率存在差异，主要受 工艺流程、处理规模、水 质条件等因素影响。
技术优缺点
针对不同污水处理厂的氮 磷去除技术进行比较，分 析各种技术的优缺点，为 后续技术选择提供依据。
处理效果评估
对污水处理厂的氮磷去除 效果进行定期监测和评估 ，确保出水水质达标，保 护水体环境。
THANKS
生物灭绝。
饮用水安全问题
过量的氮、磷可能通过饮用水源 进入人体，对人体健康造成潜在
威胁。
温室气体排放
在某些条件下，过量的氮会导致 温室气体的排放，加剧全球气候
变化。
02
氮磷去除技术概览
生物脱氮技术
1 2
3
硝化反硝化技术
通过硝化细菌将氨氮氧化为硝酸盐，然后通过反硝化细菌将 硝酸盐还原为氮气，从而达到脱氮的目的。
化学絮凝法是通过向污水中投加一些高分子物质或电解质，使污水中的悬浮物和 胶体颗粒发生凝聚，形成大颗粒的絮状物，再通过沉淀和过滤的方式将其从水中 分离出来。常用的絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。
吸附法
总结词
利用固体吸附剂的吸附作用将污水中的磷元素吸附在固体表面，再通过固液分 离将其从水中去除。
详细描述
工业废水
部分工业生产过程中产生的废水含有较高的氮 、磷浓度。
生活污水
生活污水中的洗涤剂、粪便等也是氮、磷的重 要来源。
氮磷对环境的危害
水体富营养化
过量的氮、磷进入水体，会导致 水体富营养化，引起藻类过度繁 殖，影响水质和生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系统健康。
破坏生态环境
污水处理中的氮磷污染与去除技术
畜禽养殖
畜禽粪便中含有大量的氮磷，处 理不当易造成污染。
01
02
农业活动
过量使用化肥和农药，导致土壤 和水体中的氮磷含量增设施排放的污 水含有一定量的氮磷。
氮磷污染对环境的影响
01
水体富营养化
过量的氮磷导致水体中藻类过 度繁殖，水体透明度降低，水 质恶化。
02
生态失衡
结论
当前研究的不足与局限
1 技术应用范围有限
当前氮磷去除技术主要适用于大型污水处理厂，对于小 型和微型污水处理设施，技术的实施和运行存在较大难 度。
2 高成本与低效率
当前氮磷去除技术主要适用于大型污水处理厂，对于小 型和微型污水处理设施，技术的实施和运行存在较大难 度。
3 技术标准与规范不完善
当前氮磷去除技术主要适用于大型污水处理厂，对于小 型和微型污水处理设施，技术的实施和运行存在较大难 度。
破坏水生生物的生存环境，影 响水生生物的繁衍和种群结构 。
03
土壤质量下降
过量的氮磷通过地表径流和地 下渗透作用影响土壤质量，导 致土壤板结、肥力下降。
04
人类健康风险
长期接触高浓度氮磷污染的水 源可能对人体健康造成潜在危 害。
氮磷污染的控制标准与法规
法律法规
国家标准
各国根据自身情况制定相应的 氮磷排放标准，限制各类污水 排放。
4 环境影响评估不足
当前氮磷去除技术主要适用于大型污水处理厂，对于小 型和微型污水处理设施，技术的实施和运行存在较大难 度。
对未来研究的建议与展望
研发新型低成本高效率技术
完善技术标准和规范
鼓励科研机构和企业研发新型、低成本、 高效率的氮磷去除技术，以满足不同规模 污水处理设施的需求。
污水中的氮和磷的去除技术
03
过量的氮、磷等污染物质可能通过地表径流等方式进入土壤，
导致土壤质量下降。
对人类健康的影响
疾病传播
水体富营养化可能导致蓝藻等有害藻 类的繁殖，产生有毒物质，对人类健 康造成威胁。
健康风险增加
过量的氮、磷等污染物质可能增加某 些疾病的发生风险，如心血管疾病、 糖尿病等。
02
氮的去除技术
生物硝化反硝化法
XX湖泊富营养化治理案例
富营养化原因分析
对XX湖泊富营养化的原因进行调查，发现主要是 由于周边农业和工业污染所致。
治理措施
采取综合治理措施，包括建设污水处理厂、实施 生态修复工程、加强环境监管等。
治理效果评估
经过一段时间的治理，对湖泊水质进行检测，评 估治理效果，发现湖泊水质得到明显改善。
感谢观看
光催化氧化
利用光能将污水中的有机 氮和有机磷直接氧化成无 害物质，如氮气、二氧化 碳等。
微生物燃料电池法
原理
利用微生物在分解有机物的过程 中产生电能，同时将有机氮和有 机磷转化为硝酸盐和正磷酸盐。
优势
可回收电能，同时实现污水中的氮 磷去除。
挑战
需要优化反应器设计和微生物种群 选择以提高能量效率和去除效果。
化学沉淀法
总结词
通过向污水中投加适当的沉淀剂，使氨氮以固体形式沉淀下来，从而达到去除的目的。
详细描述
化学沉淀法是一种通过向污水中投加适当的沉淀剂（如镁盐、钡盐等），使氨氮以固体 形式沉淀下来，从而达到去除的目的。该方法适用于高浓度氨氮的污水处理，具有处理 效率高、操作简单等优点。但需要注意的是，化学沉淀法可能会产生二次污染，因此在
化学沉淀法除磷
化学沉淀法是通过向污水中投加化学药剂，使药剂与污水中的磷酸根离子 结合，生成难溶的磷酸盐沉淀物，再通过固液分离将沉淀物去除。
污水处理中的氮与磷的去除技术比较
污水处理中的氮与磷的去除技术比较一、氮与磷的来源及处理意义氮和磷是污水中的重要污染物之一，主要来源包括生活污水、农业污水、工业废水等。
其中，氮和磷在水体中浓度高、易造成富营养化，导致藻类繁殖过度，严重影响水生态环境。
因此，氮和磷的去除成为了污水处理工艺的重要环节之一。
二、传统氮磷去除技术综述1、生化方法通过好氧、厌氧的生化反应，使氮和磷通过生物过程转化为氧化亚氮、氨和磷酸盐等形态，达到去除的目的。
其中，常用的生化方法有A2/O法、SBR法等。
生化方法的优点是处理效果稳定，但缺点也十分明显，处理时间长、占地面积大、运行成本高等。
2、化学方法通过加入化学药剂如聚合铝等，使氮和磷与化学药剂发生化学反应，达到去除的目的。
化学方法的优点是处理效果较好，但药剂的投加量有限制、可能存在副作用等。
3、物理方法通过物理方法如沉淀、超滤等，使氮和磷被沉淀或过滤，达到去除的目的。
物理去除方法的处理速度快，但需要使用大量能源和化学药剂，运行成本高。
三、新型氮磷去除技术综述1、生物除磷技术生物除磷技术用于去除污水中的磷，主要采用生物处理法，将污水中的磷通过微生物代谢释放出来，之后再利用沉淀或过滤等技术去除。
这种方法具有投资少、运行成本低等优点。
2、同步脱氮脱磷技术同步脱氮脱磷技术是一种生物方法，通过好氧、厌氧反应的结合，内循环、反硝化等环节使氮、磷同步被去除，彻底解决了传统方法中氮、磷去除效率低的问题，运行成本低廉。
3、局部缺氧除氮技术局部缺氧除氮技术是一种通过在污水处理系统中设置局部缺氧区域来实现生物硝化反应和同时进行反硝化反应，从而去除污水中的氮的方法。
该方法处理效果好，适用于对氮去除效率要求较高的污水处理工程。
四、氮磷去除技术的比较生化方法、化学方法和物理方法虽然是常用的氮磷去除技术，但由于其存在诸多缺点，近年来新型的氮磷去除技术逐渐被开发出来。
新型的氮磷去除技术具有处理效率高、运营成本低等显著优势，尤其是局部缺氧除氮技术、同步脱氮脱磷技术具有更好的效果，因此未来可能会成为主流的技术选择。
氮磷污染危害及脱氮除磷基本概念
而现在，由于长期以来生活污水和工业废水未 经有效处理，大量排放入湖中，东湖生态环境发 生急剧变化，其植被覆盖率由过去的83%下降至 不足3%。
水生植物种类减少到58种，群落结构发生明显 变化，沉水植物比例下降，过去在全湖中占绝对 优势的黄丝草几乎绝迹，表征水质富营养状态的 蓝藻、绿藻数量上升成为优势种类。
1.3.2国内外污水氮磷去除 1.我国污水氮磷去除指标值 氮磷指标值值变化如表4所示。
表4 氮磷指标值变化 单位 (mg/L)
标准变化
NH3-N
TP
TN
二级
25
1.0
括号外数值为 GB8978-1996 一级
15
0.5
水温﹥12 ℃的 标准，括号内
一级B
8（15）
1.0
20
为水温≤12 ℃
的标准
GB18918-
澳大利亚的氮污染物排放标准也分为国家标准 和地方标准，如国家排放标准规定：
出水TN<10mg/L的概率至少保证90%； 同时出水TN<5mg/L的概率至少保证50%。
某地方排放标准规定： 出水TN<5mg/L的概率至少保证90%； 同时出水TN<3mg/L的概率至少保证50%。
欧洲的氮磷排放标准按规模分别制定。 表5 欧盟部分国家氮磷排放限值及达标率
在湖泊环境发生变化时（如入湖营养盐负荷减 少或完全截污后），沉积物中的营养盐会逐步释 放出来，补充湖水中的营养盐。
1.2 氮磷污染危害与水质富营养化
氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害， 主要表现在以下几个方面：
①氨氮会消耗水体中的溶解氧（氨化、硝化） ②含氮化合物对人和其它生物有毒害作用： a.氨氮对鱼类有毒害作用 b. NO 3-和NO 2-可被转化为亚硝胺——一种 “三致”物质 ③加速水体的“富营养化”过程
第八章废水的微生物脱氮除磷
第八章废水的微生物脱氮除磷第一节概述氮、磷是藻类生长的限制因子，水体中氮、磷浓度增高会导致水体的富营养化。
事实上，现在水体富营养化问题越来越严重，据报道，1991年我国共发生赤潮38次，1992年增加至50次，造成鱼类和其他生物大量死亡，对海洋渔业资源造成极大的破坏。
氨态氮排入水体还会因硝化作用而耗去水体中大量的氧造成水体溶解氧下降。
此外，饮用水中硝态氮超过10mg／L会引起婴儿的高铁血红蛋白症。
为此，对于水体中氮、磷的去除已越来越受到重视，许多国家对废水处理厂出水氮、磷都制订了严格的排放标准。
常规的活性污泥法主要去除废水中含碳化合物，而对氮、磷的去除率很低。
鉴于此情况，废水的脱氮除磷技术近年来得到迅速发展。
微生物脱氮除磷技术由于具有处理效果好，处理过程稳定可靠、处理成本低、操作管理方便等优点而得到广泛运用，为水体中氮、磷的去除提供了有效手段。
今后，微生物脱氮除磷技术的发展方向就目前看主要有以下几个方面：1．开发、研制和采用成本低廉，效果稳定的新工艺。
2．微生物除磷工艺如果同时具有脱氮能力将比单纯的除磷工艺具有更大的市场。
脱氮需要较长的停留时间，使系统达到硝化，但系统中NO3－的存在将影响积磷菌的厌氧放磷，泥龄长也会降低除磷效果，所以在一个系统中如何兼顾脱氮除磷，使系统同时达到较好的脱氮除磷效果是一个值得研究的问题。
3．利用微生物技术强化脱氮除磷过程，提高处理效果。
生物脱氮系统中由于硝化细菌世代时间长，容易从系统中流失，受低温等不利的环境条件影响较大，所以常常达不到良好的硝化效果而影响系统的脱氮效率，除了使用生物膜系统外，在活性污泥系统中使用投菌法，即在需要时或定期向系统投加硝化细菌也是一条有效途径。
目前已有研究者在研究硝化菌的大量培养技术。
在生物除磷系统中也可以通过投加积磷菌制剂来提高或保持系统的除磷效果。
第二节微生物脱氮一、发展历程1930年Wuhrmann首先发现，在生物滤池的深处，氮的浓度减小，他还通过试验证明，在生物滤池和曝气池中均可存在硝化作用和反硝化作用，并提出以微生物细胞内物质作为脱氮菌还原硝酸盐的供氢体的微生物脱氮法。
氮磷的去除——精选推荐
氮磷的去除随着城市人口的集中和工农业的发展，水体的富营养化问题日益突出。
目前中国的某些湖泊，如昆明滇池，江苏太湖，安徽巢湖等都已出现不同程度的富营养化现象。
引起富营养化的营养元素有碳、磷、氮、钾、铁等，其中，氮和磷是引起藻类大量繁殖的主要因素。
欲控制富营养化，必须限制氮、磷的排放。
国外一些污水处理厂把氮、磷的排放标准分别设定为15mg／L和0．5mg／L。
一、氮的去除废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。
在生活污水中，主要含有有机氮和氨态氮，它们均来源于人们食物中的蛋白质。
新鲜生活污水含氮中有机氮约占总氮的60％，氨氮约占40％。
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。
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。
水体若为水源，将增加给水处理的难度和成本。
因此二级处理的出水有时需进行脱氮处理。
脱氮的方法有化学法和生物法两大类，现分别加以论述。
1．化学法除氮常用于去除氨氮的方法有吹脱法、折点加氯法和离子交换法。
它们主要用于工厂内部的治理，对于城市污水处理厂很少采用。
(1)吹脱法废水的氨氮可以气态吹脱。
废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：NH3+H2O=NH4++OH-这一平衡受pH值的影响，pH为10.5～11.5时，因废水中的氨呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。
吹脱过程包括将废水的pH值提高至10.5～11.5，然后曝气，这一过程在吹脱塔中进行.该过程受温度的影响较大，随温度的降低，为达到同样处理效果所需的空气量迅速增加，由于用石灰调pH值，在吹脱塔中会发生碳酸钙结垢现象，影响运行。
另外，NH3气的释放会造成空气污染。
因此，对该工艺已有多种改进，例如使吹脱塔的气体通过H2SO4溶液以吸收NH3。
(2)折点加氯法在净水工程中，称氯胺为化合余氮，次氯酸为余氯，均有杀菌作用。
途中A、B二个折点A点前余氯基本上是氯胺，B点称这点，折点后余氯基本上是自由氯（游离氯）家率脱氮时采用的加氯量应以折点相应的加氯量为准。
污水处理中的氮磷去除技术
污水处理中的氮磷去除技术随着工业化和城市化的快速发展，污水排放成为了一个严重的环境问题。
其中，污水中的氮磷含量较高，如果不进行适当处理，将对水体造成严重的污染。
因此，研发和应用污水处理中的氮磷去除技术变得至关重要。
一、氮磷污染的来源氮磷污染主要来源于农业、工业和城市污水等。
在农业中，农药和化肥的使用会导致氮磷物质进入土壤和水体；在工业中，生产过程中的废水排放也含有大量氮磷；而城市污水中含有人类生活排泄物以及洗涤剂等。
这些源头都会使得水体中的氮磷浓度迅速上升，从而引发各种水质问题。
二、传统的氮磷去除技术1. 生物处理技术其中，厌氧处理技术和好氧处理技术是广泛应用的方法之一。
厌氧处理技术主要利用厌氧菌来进行有机物的分解，同时可以实现氮的硝化和反硝化过程，从而达到氮磷去除的目的。
而好氧处理技术则利用好氧菌来进行氮磷的去除，其中生物脱氮和生物除磷是常见的处理过程。
2. 物化处理技术物化处理技术主要包括吸附、离子交换和高级氧化等方法。
其中，离子交换是一种常见的氮磷去除技术，通过将污水中的氮磷物质与固体吸附剂接触，利用吸附作用将其去除。
高级氧化则是利用氧化剂对污水中的氮磷进行氧化分解，以实现去除效果。
三、新兴的氮磷去除技术除了传统的氮磷去除技术外，近年来还涌现出一些新兴的技术，为污水处理提供了更加高效和环保的选择。
1. 膜分离技术膜分离技术是一种基于不同溶质的分子尺寸和形状差异进行分离的方法。
在氮磷去除中，常用的膜分离技术包括微滤、超滤和反渗透等。
这些技术可以有效去除溶解于水中的氮磷物质，提供了一种高效而可行的去除手段。
2. 光催化技术光催化技术利用光能激发催化剂，使其产生活性自由基，进而氧化分解水中的氮磷物质。
这种技术具有高效、非常规和无二次污染等特点，逐渐成为研究的热点。
然而，光催化技术在实际应用中还存在着成本较高、催化剂的稳定性等问题，需要进一步深入研究和改进。
3. 生物电化学技术生物电化学技术是将微生物反应和电化学过程结合起来，利用微生物对氮磷物质进行还原和氧化反应。
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溶解氧
溶解氧
专性好氧菌、兼 性菌
有机物降解，氨氮 氧化
CO2、NO3-、菌体
污水生物脱氮（硝化）
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1.2 氮磷污染危害与水质富营养化
氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害， 主要表现在以下几个方面： ①氨氮会消耗水体中的溶解氧（氨化、硝化） ②含氮化合物对人和其它生物有毒害作用： a.氨氮对鱼类有毒害作用 b. NO 3-和NO 2-可被转化为亚硝胺——一种 “三致”物质 ③加速水体的“富营养化”过程
而现在，由于长期以来生活污水和工业废水未 经有效处理，大量排放入湖中，东湖生态环境发 生急剧变化，其植被覆盖率由过去的83%下降至 不足3%。 水生植物种类减少到58种，群落结构发生明显 变化，沉水植物比例下降，过去在全湖中占绝对 优势的黄丝草几乎绝迹，表征水质富营养状态的 蓝藻、绿藻数量上升成为优势种类。
厌氧
硝态氮
兼性菌、专性好 氧菌 兼性菌、专性好 氧菌 兼性菌、专性好 氧菌
CO2、N2、菌体
污水生物脱氮
好氧 厌氧
溶解氧、 硝态氮
CO2、N2、有机酸、菌体
供养不足或分布不均；同时硝化反硝化
好氧
2、碳源 氧化 3、碳源 氧化及硝 化
好氧
溶解氧
有机物降解，有 机氮氨化
CO2、菌体、NH3
污水生物处理（除磷）
1. 第一类适用于海洋渔业水域，海上自然保护区和珍稀濒危海洋生物保护区。 2. 第二类适用于水产养殖区，海水浴场，人体直接接触海水的海上运动或娱 乐区，以及与人类食用直接有关的工业用水区。 3. 第三类 适用于一般工业用水区，滨海风景旅游区。 4. 第四类适用于海洋港口水域，海洋开发作业区。
（4）《城市污水再生利用 城市杂用水水质标准》 （GB/T18920-2002）。该标准是城市污水再生后 回用于生活杂用水的水质标准。 （5）《农田灌溉水质标准》（GB 5084-2005）。 当出水用于农灌时应执行的标准。 （6）《农用污泥中污染物控制标准》（GB428484）。该标准适用于城市污水处理厂污泥用于农田 时的控制标准。
1.4.1 厌氧
厌氧一般是指混合液不存在溶解氧 （或溶解氧浓度极低），且其中也没有硝 酸盐存在的状态，主要以低分子有机物、 CO2，以及一些高能化合物为电子受体。 此时混合液中的溶解性和颗粒性有机 物将发生水解酸化反应。根据其中的溶解 氧浓度，厌氧过程又分为完全厌氧（甲烷 化）、兼性厌氧（水解酸化）和暂时厌氧。
六湖连通：将东湖、沙湖、北湖、杨春湖、 严东湖、严西湖六个湖泊贯通，并与长江相连， 实现引江济湖、湖湖连通，从而改善武汉地区水 域环境
引江济湖工程的目的是“换”，通过“换”， 使得污染水源的各个污染指标得到稀释，从而增 强污染水体的自净能力，以达到对水质的优化。 类似有西湖调水工程、玄武湖调水工程等。
内源性负荷：内源性负荷是沉积物中氮和磷的 释放、水生动植物新陈代谢分解 等。
1.1.1生活污染源
人类生活过程中产生的的污水，是水体的主要 污染源之一。 生活污水中含大量有机物如 纤维素、淀粉、糖 类脂肪蛋白质等；常含病原菌、病毒和寄生虫卵； 含无机盐类氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐 和钠、钾、钙、镁等。
1. I类 主要适用于源头水、国家自然保护区。 2. II类 主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、 鱼虾产卵场等。 3. III类 主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区 及游泳区。 4. IV类 主要适用于一般工业水区及人体非直接接触的娱乐用水区。 5. V类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
1.4.2 缺氧
缺氧状态下混合液中不存在溶解氧（或溶 解氧浓度极低），而存在大量的硝酸盐氮。 此时由于混合液中的溶解氧浓度极低，不 足以供给氧化还原反应的电子受体，因此该 过程中主要以硝酸盐作为电子受体，在此过 程中主要发生有机物的降解反应以及反硝化 反应。
1.4.3 好氧
好氧状态是指污水中存在溶解氧的状态（一 般指溶解氧浓度>1mg/L）。此时混合液中的电 子受体主要为溶解氧，在溶解氧不足的情况下， 混合液中的部分硝酸盐也会作为电子受休。
国家或 地区 欧盟 TN mg/L 15 10 德国 18 70 % 70~80 mg/L 2 1 2 1 法国 TP % 80 规模 PE 10000~100000 >100000 10000~100000 >100000
15
10
70
70 同欧盟
2
1
80
90
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10000~100000
>100000 10000~100000 >100000
英国
1.4 污水脱氮除磷厌氧、缺氧、好氧基 本概念辨析
由于生物脱氮、除磷的需要，在传统活性污 泥法的基础上，将厌氧状态组合到活性污泥中， 因此在生物反应器中就产生了厌氧、缺氧、好氧 的分区状态；或者是在同一生化反应器中反复周 期地实现厌氧、缺氧、好氧状态。 污水中的厌氧、缺氧、好氧状态不仅体现在 溶解氧的变化上，也体现在参与反应的微生物、 呼吸类型、最终电子受体等方面。
序号 7 8 9 参数 氨氮 总磷 总氮 I类 0.15 II类 0. 5 III类 1.0 IV类 1.5 单位（mg/L） V类 2.0
0.02（湖、 0.1（湖、 0. 2（湖、 0.3（湖、 0.3（湖、 库0.01） 库0.025） 库0.05） 库0.1） 库0.1） 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0
（1）《城镇污水处理厂污染物排放标准》 （GB18918-2002）。基本控制项目最高允许排放浓 度（日均值）如表1所示。
表1基本控制项目最高允许排放浓度（日均值） 单位（mg/L)
（2）《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）。
表2 地面水环境质量标准（GB3838-2002)（摘录）
污水厌氧水解等固体停留时间较短的纯厌氧工艺， 以提高或改善有机物去除效果为目的
3、暂时 厌氧
厌氧
PHB等有 机聚合 物
兼性、专性好氧 菌
溶解性有机物酸 化，聚磷菌吸收 有机酸并释磷， PHB合成 有机物降解，反 硝化 有机物降解及同 时硝化反硝化
有机酸、CO2
污水生物除磷或厌氧选择器
缺氧
1、低溶 解氧
1.3污水处理水质目标与国内外污水氮磷去除标准
1.3.1污水处理水质目标和水质标准 1.城市污水处理的水质对象与方法 主要对象： ＣＯＤ、ＢＯＤ５、 SS和氮磷营养物质 方法： 机械法、化学法、生化法（污水处理工艺流程核心）
2.污水处理水质目标和水质标准
城市污水和污泥经过有效处理之后，其排放、利用 和处臵的去向往往因地而异，因此必须根据当地的具 体情况，依据国家和地方的有关水质标准和接纳水体 的等级划分（水质目标），合理确定城市污水处理厂 的污水处理程度和水质指标
（3）《海水水质标准》（GB3097-1997） 目前污水排海工程按该标准控制达标，经环境容量预测确定 污水处理厂的出水水质或排放总量。 表3 海水水质标准（GB3097-1997）（摘录）单位：mg/L
序号 12 13 14 项目名称 无机氮(以N计） 非离子氨 （以N计） 活性磷酸盐 （以P计） 0.015 第一类 0.20 第二类 0.30 0.020 0.030 0.045 第三类 0.40 第四类 0.50
水体富营养化:
是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、 磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓 流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖， 水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生 物大量死亡的现象。
以武汉东湖为例，据中科院水生所、武汉大学 生物系等单位调查，在60年代初，水体尚未呈富 营养状态时，全湖的浮游生物、漂浮生物、挺水 植物、沉水植物与底栖动物构成良好的生物系统， 具有一定群落规律。其水生维管束植物多达83种 53属29科，全湖植被覆盖率达到83%。
污水生物脱氮除磷技术
第1章 氮磷污染危害及脱氮除磷基本概念
1.1 氮磷污染物来源 1.2 氮磷污染危害与水质富营养化 1.3 污水处理水质目标与国内外污水氮 磷去除标准 1.4 污水脱氮除磷厌氧、缺氧、好氧基 本概念辨析
1.1 氮磷污染物来源
点源污染：生活污水和工业废水
外源性负荷 面源污染: 主要来源农业
为了较好的解决这一问题，下面从参与反 应的微生物、呼吸类型、最终电子受体、主 要代谢反应、典型工艺操作及其组合等方面 对这些术语进行综合分析和汇总说明。见下 表：
状态划分
呼吸类 型
主要最 终电子 受体 低分子 有机物 CO2
参与活动的主要 微生物
主要生物反应
典型最终产物
典型工艺
1、完全 厌氧（甲 烷化）
1.3.2国内外污水氮磷去除 1.我国污水氮磷去除指标值 氮磷指标值值变化如表4所示。
表4 氮磷指标值变化
标准变化 二级 括号外数值为 GB8978-1996 水温﹥12 ℃的 标准，括号内 为水温≤12 ℃ GB18918的标准 2002 一级 NH3-N 25 15 单位 (mg/L) TP 1.0 0.5 TN
好氧环境下主要发生有机物的降解、有机氮 的氨化、氨氮的氧化以及同步硝化反硝化反应。
简单的说：
混合液中既不存在溶解氧，又 不存在硝酸盐的状态为厌氧状态； 存在硝酸盐但不存在溶解氧的 状态为缺氧状态；
混合液中溶解氧作为主要电子 受体的状态为好氧状态。
随着污水处理技术的不断发展，厌氧、缺 氧、好氧等污水处理技术术语的含义在不同 的污水、污泥处理工艺操作中也不断的发展 并发生深刻变化，使其具有不同的内在涵义 和不断扩展的外延。
据估算，我国人均体内排出的磷为1.8g/d左右。 生活污水中含有机氮和氨态氮，其来自于食物中 蛋白质代谢的废弃物。一般每人产生11g/d氮态废 物。新鲜生活污水中有机氮约占40%，氨氮约占 60%。