AO生化的硝化与反硝化原理
硝化反应与反硝化反应原理
硝化反应与反硝化反应原理
硝化反应和反硝化反应是地球上氮循环中重要的过程。
在硝化反应中，氨被氧化成亚硝酸和硝酸，这些化合物可以被植物吸收并转化为蛋白质。
反硝化反应是硝化反应的相反过程，它发生在有机物分解的缺氧环境中，硝酸和亚硝酸被还原为氮气和氮氧化物，释放出能量。
硝化和反硝化反应的原理是基于微生物的代谢作用，其中参与的微生物包括氨氧化细菌、硝化细菌、反硝化细菌等。
这些微生物将氨、亚硝酸和硝酸等化合物作为能源来源，并将其转化为其他形式的氮化合物，从而使氮在生物圈中循环。
在硝化反应中，氨被氧化成亚硝酸和硝酸，这些产物可以进一步转化为硝酸盐。
反硝化反应则是硝酸盐被还原成氮气和氮氧化物，这些产物被释放到大气中。
硝化和反硝化反应对环境有重要影响。
硝酸盐的过度积累会导致水体富营养化，引起藻类大量繁殖，造成水体缺氧和死亡。
反硝化反应产生的氧化亚氮和氧化氮则会对臭氧层产生负面影响。
因此，科学家们需要深入了解这些过程，以便更好地保护环境。
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二级ao工艺原理及流程
二级ao工艺原理及流程
二级AO工艺是一种常用的污水处理工艺，其原理主要是通过生物反应池中的好氧和厌氧过程来去除有机物和氮、磷等营养物质。
以下是该工艺的流程：
1. 污水首先进入缺氧池，在此处与回流污泥混合，进行反硝化反应，将硝态氮还原为亚硝态氮或氮气，同时去除部分有机物。
2. 经过缺氧池处理后的污水进入好氧池，在此处进行好氧生物反应，有机物被氧化分解为二氧化碳和水，同时氨氮在硝化菌的作用下被氧化为硝态氮。
3. 好氧池的出水部分回流至缺氧池，为缺氧池中的反硝化反应提供硝态氮。
4. 经过好氧池处理后的污水进入沉淀池，在此处将活性污泥与水分离。
5. 沉淀池的上清液排出，可作为处理后的水排放或回用；沉淀池的污泥部分回流至缺氧池，以维持反应器中的污泥浓度。
通过上述流程，二级AO工艺可以有效去除污水中的有机物、氮和磷等营养物质，达到净化水质的目的。
A2O工艺的概述及原理
A20工艺的概述及原理Ao 是Anaeroxic-Anoxic-Oxic 的英文缩写，Ao 生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、 生 物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。
工作原理其工艺流程图如下图， 生物池通过曝气装置、 推进器(厌氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分 成厌氧段、缺氧段、好氧段。
A2O 工艺流程图 在该工艺流程内，BOD SS 和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。
A 2。
生物脱氮除磷系 统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、 聚磷菌组成。
在好氧段， 硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细 菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用， 转化成氮气逸入到大气中， 从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷 菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。
工艺特点(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除 有机物、脱氮除磷的功能。
⑵在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于 同类其他工艺。
(3) 在厌氧一缺氧一好氧交替运行下， 丝状菌不会大量繁殖，SVI —般小于100,不会发生污■F泥膨胀。
(4)污泥中磷含量高，一般为2. 5%以上。
A2O工艺各反应池的单元功能及其存在的问题各反应器的功能1、厌氧反应器，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；2、缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q为原污水流量)；3、好氧反应器一一曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD硝化和吸收磷等均在此处进行。
流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。
4、沉淀池，功能是泥水分离，污泥一部分回流至厌氧反应器，上清液作为处理水排放。
AAO工艺原理及过程
AAO工艺原理及过程传统活性污泥法是应用最早的工艺，它去除有机物的效率很高，近20年来，水体富营养化的危害越来越严重，去除氮、磷列入了污水处理的目标，于是出现了活性污泥法的改进型AO工艺和AAO工艺。
AO工艺有两种，一种是用于除磷的厌氧—好氧工艺，一种是用于脱氮的缺氧—好氧工艺;AAO工艺则是既脱氮又除磷的工艺。
1、AAO工艺原理及过程A-A-O生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。
在该工艺流程内，BOD、SS和以各种形式存在的氮和磷将一并被去除。
该系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成，专性厌氧和一般专性好氧菌群均基本被工艺过程所淘汰。
在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐;在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入大气中，从而达到脱氮的目的;在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷去除。
在以上三类细菌均具有去除BOD的作用，但BOD的去除实际上以反硝化细菌为主。
以上各种物质去除过程可直观地用图所示的工艺特性曲线表示。
污水进入曝气1池以后，随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段好氧生物分解，BOD浓度逐渐降低。
在厌氧段，由于聚磷菌释放磷，TP浓度逐渐升高，至缺氧段升至最高。
在缺氧段，一般认为聚磷菌既不吸收磷，也不释放磷，TP 保持稳定。
在好氧段，由于聚磷菌的吸收，TP迅速降低。
在厌氧段和缺氧段，氨氮浓度稳中有降，至好氧段，随着硝化的进行，氨氮逐渐降低。
在缺氧段，NO3-N瞬间升高，主要是由于内回流带入大量的NO3-N，但随着反硝化的进行，硝酸盐浓度迅速降低。
在好氧段，随着硝化的进行，NO3-N浓度逐渐升高。
2、AAO工艺参数和影响因素A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合，因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。
硝化与反硝化去除氨氮的原理
硝化与反硝化去除氨氮操作一、硝化与反硝化的作用机理：1、硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌，亚硝化菌将废水中的NH3转化为亚硝酸盐，硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐，称为硝化作用。
硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。
2、反硝化菌将硝酸盐转化为N2、NO、N2O，称为反硝化作用。
3、硝化细菌必须在好氧条件下作用。
4、反硝化菌必须在无氧或缺氧的条件下进行。
二、作用方程式：硝化反应：2NH3＋3O2――（亚硝化菌）――2HNO2＋2H2O＋能量（氨的氧化）2HNO2＋O2――（硝化菌）――2HNO3＋能量（亚硝酸的氧化）反硝化反应：NO3— +CH3OH ——N2 + CO2+H2O+ OH—（以甲醇作为C源）三、操作：1、将购买的硝化菌投加到曝气池5、6#，亚硝化菌投加到曝气池1、2、3、4#，反硝化菌投加到厌氧池。
2、控制指标：生物硝化①PH值：控制在7.5—8.4②温度：25—30℃③溶氧：2—4mg/L④污泥停留时间：必须大于硝化菌的最小世代时间，一般应大于2小时生物反硝化：①PH值：控制在7.0—8.0②温度：25—30℃③溶氧：0.5mg/L⑤机碳源：BOD5/TN＞（3—5）过低需补加碳源生物脱氮机理污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮，即，将转化为和。
在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，即，将（经反亚硝化）和（经反硝化）还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。
水中含氮物质大量减少，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的。
○1硝化——短程硝化：硝化——全程硝化（亚硝化+硝化）：○2反硝化——反硝化脱氮：反硝化——厌氧氨氧化脱氮：反硝化——厌氧氨反硫化脱氮：废水中氮的去除还包括靠微生物的同化作用将氮转化为细胞原生质成分。
主要过程如下：氨化作用是有机氮在氨化菌的作用下转化为氨氮。
硝化与反硝化去除氨氮的原理
硝化与反硝化去除氨氮的原理硝化与反硝化是水处理领域中常用的一种氨氮去除方法。
硝化是指将水中的氨氮转化为硝态氮化合物（主要是亚硝酸盐和硝酸盐），而反硝化是指将水中的硝态氮还原为氨氮，从而达到去除氨氮的目的。
下面将分别介绍硝化和反硝化去除氨氮的原理。
硝化是由一种特殊的微生物完成的，这种微生物被称为硝化细菌。
硝化细菌主要有两类，一类是氧化亚硝酸细菌（Nitrosomonas），负责将氨氮氧化成亚硝酸；另一类是氧化硝酸细菌（Nitrobacter），负责将亚硝酸氧化成硝酸。
硝化过程主要分为两个阶段：亚硝化和硝化。
亚硝化是亚硝酸盐菌将氨氮氧化为亚硝酸的过程，可表示为：NH4+→NO2-。
而硝化是硝酸盐菌将亚硝酸氧化为硝酸的过程，可表示为：NO2-→NO3-。
硝化微生物生长的最适pH范围一般为7.8-8.2，温度范围一般为20-35℃。
在水处理工程中，为了提高硝化细菌的活性，通常会提高水体中的DO（溶解氧）浓度，同时增加氨氮与亚硝酸之间的接触时间。
反硝化是由一种特殊的微生物完成的，这种微生物被称为反硝化细菌。
反硝化细菌的主要特点是能够利用氧化亚硝酸作为电子受体，将硝酸氮还原为氨氮，并释放出氧气或一氧化氮等气体。
反硝化细菌的代表是假单胞菌（Pseudomonas），它具有较强的还原硝酸能力。
反硝化过程一般可表示为：NO3- → NO2- → NO → N2O →N2反硝化细菌的生长最适pH范围一般为6.5-7.5，温度范围一般为25-30℃。
和硝化一样，为了提高反硝化细菌的活性，通常也需要提高水体中的DO浓度。
三、硝化与反硝化联合去除氨氮的工艺流程硝反工艺的流程一般为：先将水体中的氨氮通过硝化转化为硝酸，然后利用反硝化细菌将硝酸还原为氨氮。
硝反工艺通常包括硝化反硝化生物过滤法、硝化反硝化活性污泥法等。
其中，硝化反硝化生物过滤法是一种较常用的工艺，具有处理效果好、工艺简单、运行稳定等优点。
在硝反工艺中，硝化细菌与反硝化细菌共同生长，不仅可以去除氨氮，还可以去除有机物等其他污染物，从而对水体进行全面的处理。
硝化反应与反硝化反应原理
硝化反应与反硝化反应原理硝化反应与反硝化反应是生态系统中氮循环的重要环节。
硝化反应是指将氨和铵离子转化为亚硝酸和硝酸盐的化学反应。
而反硝化反应则是将硝酸盐还原为气体态的氮，释放到大气中的化学反应。
这两种反应是氮循环在生态系统中不可或缺的环节。
硝化反应是由硝化细菌完成的。
首先，氨通过生物膜才可以进入到硝化细菌的细胞内。
目前已知的硝化细菌有两种：硝化氨氧化细菌和硝化亚硝酸氧化细菌。
前者将氨（NH3）氧化为亚硝酸（NO2-）；后者将亚硝酸进一步氧化为硝酸盐（NO3-），这个过程是通过一种叫硝化酶的酶来完成的。
硝化反应在土壤和水田都会发生。
在农业生产中，土壤中增加化肥的使用，硝化反应对土壤肥力有着很大的影响。
因为硝酸盐在土壤中很容易被淋走，这会导致土壤中的氮元素流失。
此外，硝酸盐还会被植物吸收，但过多的吸收会导致植物生长，从而影响农作物的产量和质量。
反硝化反应是一个与生态系统中的微生物有关的过程，由一组还原细菌完成。
在气体态的氮缺乏的条件下，通过还原硝酸盐来释放氮气。
这种反应通常在水中或土壤中发生，微生物通过吸收和代谢硝酸盐、亚硝酸盐等物质来获得自主产生的能量，同时还可以还原硝酸盐为氮气，并释放到环境中。
反硝化反应在生态系统中，起到了重要的作用，它可以释放出大量的氮气，在一定程度上可以改善水体的气体浓度，使水体的呼吸更加顺畅。
同时，这个过程也会为氮的循环提供必要的不同形态的氮营养素。
综上所述，硝化反应与反硝化反应是生态系统中的重要过程。
硝化反应将氨或铵离子转化为亚硝酸和硝酸盐，反硝化反应则释放出大量的氮气。
它们促进了生态系统中氮循环的进行和维持生态平衡的重要作用。
AO生化的硝化与反硝化原理及控制参数-汇总重要
(4)BOD负荷硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在(BOD5)/kg(SS).d以下。
减少碱度；耗去无机碳（碳酸钠能提供无机碳源）。
硝化反应过程方程式如下所示：
①亚硝化反应：NH4++→NO2-+H2O+2H+
②硝化反应：NO2-+→NO3-
③总的硝化反应：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+
3、反硝化反应的适宜条件：
(1)最适宜的PH值为7～8。PH高于8或低于6，反硝化速率将大为降
8. 溶解氧(DO)
一般情况下，缺氧阶段DO＜L；好氧阶段DO＞1~L
9. BOD负荷
一般在~(kgMLSS·d)
10. 总氮负荷
一般在~(kgMLSS·d)
7、影响因素与控制条件
1) 硝化反应主要影响因素与控制要求
①好氧条件，并保持一定的碱度。氧是硝化反应的电子受体，硝化池内溶解氧的高低，必将影响硝化反应的进程，溶解氧质量浓度一般维持在2~3mg/L，不得低于1mg/L，当溶解氧质量浓度低于~L时，氨的硝态反应将受到抑制。
无变化
还原1mgNO3-N/NO2-N生成碱度
耗氧
分解1mg有机物(BOD5)需氧2mg
氧化1mgNH3-N需氧
氧化1mgNO2-N需氧
分解1mg有机物(COD)需NO2-N ，NO3-N 所提供化合态氧
硝化反硝化作用原理
硝化反硝化作用原理
硝化反硝化作用是指在自然环境中，进一步氨化产生硝酸盐的过程，以及反向还原硝酸盐为氮气的过程。
硝化是指氨氧化菌（具体指尼特菌、硝化杆菌和可硝化性箭虫）利用氧气氧化氨为亚硝酸盐的过程。
在此过程中，氨通过氨氧化酶被氧气氧化为亚硝酸，同时释放出能量。
亚硝酸可以进一步被细菌氧化成硝酸盐，这个过程称为亚硝酸氧化。
硝化反应在土壤和水体中起着重要的环境作用，使氮从易于流失的氨态氮转化为不易流失的硝态氮，起到一定的持肥作用。
反硝化是指反硝化细菌（具体指脱氧硝化细菌和反硝化杆菌）利用有机物质作为电子供体，将硝酸盐还原为氮气，释放出能量的过程。
在此过程中，硝酸盐首先被细菌还原为亚硝酸，然后进一步还原为一氧化氮、二氧化氮和氮气。
反硝化是氮的汇总过程，将硝态氮氧化为氮气释放到大气中，有效减少水体和土壤中的硝酸盐含量，对维持氮的平衡起着重要的作用。
总结起来，硝化反硝化作用是一种复杂的细菌或其他微生物参与的过程，通过氧化和还原反应将氨转化为硝酸盐，然后再将硝酸盐还原为氮气，从而维持氮循环的平衡。
污水处理工艺之AO(缺氧好氧)简介
2.2 AO工艺（缺氧好氧）2.2.1 AO工艺原理AO工艺也叫缺氧好氧工艺法，A(Anoxi的英文缩写)是缺氧段，主要用于脱氮；O(Oxic)是好氧段。
是国外20世纪七十年代末开发出来的一种污水处理新技术工艺，它不仅能去除污水中的BOD5、CODcr而且能有效的去除污水中的氮化合物。
工艺流程如下：缺氧好氧工艺组合法，它的优越性是使有机污染物得到降解之外，还具有一定的生物脱氮功能，是将缺氧状态下的反硝化技术应用于好氧活性污泥法之前，所以A/O工艺是改进的活性污泥法。
A段溶解氧一般不大于0.2mg/L，O段溶解氧2～4mg/L。
在完成O段回流的反硝化作用的同时，异养菌也将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，当污水中的有机污染物经过经缺氧水解后，产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在好氧池，充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环。
其生物脱氮的基本原理：脱氮过程一般包括三个过程，分别是氨化、硝化和反硝化：（1）氨化反应(Ammonification)：污水中的蛋白质和脂肪等含氮有机物，在异养型微生物作用下分解为氨氮的过程；（2）硝化(Nitrification)：污水中的氨氮在硝化菌（好氧自养型微生物）的作用下被转化为硝态氮的过程；（3）反硝化(Denitrification)：污水中的硝态氮在缺氧条件下载反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程。
其中硝化反应分为两步进行，亚硝化和硝化：第一步，亚硝化反应：2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+第二步，硝化反应：2NO2-+O2→2NO3-总的硝化反应：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+其中反硝化反应过程分三步进行：第一步：3NO3-+CH3OH→3NO2-+2H2O+CO2第二步：2H++2NO2-+CH3OH→N2+3H2O+CO2第三步：6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO22、系统脱氮原理缺氧好氧组合工艺，其运行过程中，同时具有短程硝化-反硝化反应，即氨氮在O池中未被完全硝化生成NO3-，而是生成了大量的NO2--N，但在A池NO2-同样被作为受氢体而进行脱氮；再者在A池中存在的NO2-同样也可和NH4+进行反应脱氮，即短程硝化-厌氧氨氧化：NH4++NO2-→N2+2H2O因此缺氧好氧组合工艺，在进水水质以及系统控制参数稳定的条件下也可达到理想的出水效果。
AO生化的硝化与反硝化原理及控制参数-汇总重要
A/O生化处理工艺的硝化和反硝化控制（天道酬勤）1、基本原理本系统生化处理段采用缺氧/好氧(A/O)工艺，A/O工艺通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程。
在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化反应，有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变成分子态氮，同时获得同时去碳和脱氮的效果。
这里着重介绍生物脱氮原理。
1) 生物脱氮的基本原理传统的生物脱氮机理认为：脱氮过程一般包括氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化(Ammonification)：废水中的含氮有机物，在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程；②硝化(Nitrification)：废水中的氨氮在硝化菌（好氧自养型微生物）的作用下被转化为NO2-和NO3-的过程；③反硝化(Denitrification)：废水中的NO2-和NO3-在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程。
在反硝化菌的作用下，少部分亚硝酸及硝酸盐氮同化为有机氮化物，成为菌体，大部分异化为气态（70～75％）。
其中硝化反应分为两步进行：亚硝化和硝化。
2、硝化菌对环境的变化很敏感，它所需要的环境条件主要包括以下几方面：(1)好氧条件，DO≥1mg/l,并保持一定碱度，适宜的PH值为7.5～8.5，当pH值低于7.0时，硝化反应会受到抑制，但是当pH低于一定值后，硝化反应就会被抑制而停止，所以说如果废水pH由高到低，且pH小于6.5时就可以排除硝化反应导致的pH值降低。
(2)有机物含量不宜过高，污泥负荷≤0.15kgBOD/kgMLVSS·d,因为硝化菌是自养菌，有机基质浓度高，将使异氧菌快速增殖而成为优势。
(3)适宜温度20～30℃。
(4)硝化菌在反应器中的停留时间必须大于最小世代时间。
(5)抑制浓度尽可能的低，除重金属外，抑制硝化菌的物质还有高浓度有机基质，高浓度氨氮、NOx-N 以及络合阳离子。
生化的硝化与反硝化原理
A/O生化处理2.5.1 基本原理本系统生化处理段采用缺氧/好氧(A/O)工艺，A/O工艺通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程。
在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化反应，有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变成分子态氮，同时获得同时去碳和脱氮的效果。
这里着重介绍生物脱氮原理。
1) 生物脱氮的基本原理传统的生物脱氮机理认为：脱氮过程一般包括氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化(Ammonification)：废水中的含氮有机物，在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程；②硝化(Nitrification)：废水中的氨氮在硝化菌（好氧自养型微生物）的作用下被转化为NO2?和NO3?的过程；③反硝化(Denitrification)：废水中的NO2?和NO3?在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程。
其中硝化反应分为两步进行：亚硝化和硝化。
硝化反应过程方程式如下所示：①亚硝化反应：NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+②硝化反应：NO2-+0.5O2→NO3-③总的硝化反应：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+反硝化反应过程分三步进行，反应方程式如下所示(以甲醇为电子供体为例)：第一步：3NO3-+CH3OH→3NO2-+2H2O+CO2第二步：2H++2NO2-+CH3OH→N2+3H2O+CO2第三步：6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO22) 本系统脱氮原理针对本系统生化工艺段而言，除了上述脱氮原理外，还糅合了短程硝化-反硝化，即氨氮在O池中未被完全硝化生成NO3-，而是生成了大量的NO2--N，但在A池NO2-同样被作为受氢体而进行脱氮（上述第二步可知）；再者在A池NO2-同样也可和NH4+进行脱氮，即短程硝化-厌氧氨氧化，其表示为：NH4++NO2-→N2+2H2O。
污水AO系统生物硝化与反硝化原理及影响因素
污水AO系统生物硝化与反硝化原理及影响因素一、硝化反应：1、在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。
生物硝化的反应过程为：NH4+ + 2O2 =NO3- + 2H+ + H2O(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+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计) 7.lg。
2、影响硝化过程的主要因素有：(1)、pH值，当pH值为8.0～8.4时，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，即需投加碳酸钠、碱液，维持pH值在7.5以上。
（如A～O3，ph：8.65、8.3、8.24、8.17，有利于硝化反应进行。
）(2)、温度，温度高时，硝化速度快。
亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；(3)、溶解氧，氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。
一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上；(4)、BOD负荷，硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。
若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而自养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。
所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。
二、反硝化反应：1、在缺氧条件下，由于反硝化菌的作用，将NO2--N和NO3--N还原成N2的过程，称为反硝化。
反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。
以甲醇作碳源为例，其反应式为：6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-6NO3- + 5CH3OH →5CO2↑ + 7H2O + 6OH- + 3N2↑（硝态氮与亚硝态氮合在一起的反应式）说明：在生物反硝化过程中，不仅可使NO3--N、NO2--N被还原，而且还可位有机物氧化分解。
AO生化的硝化和反硝化原理
2.5 A/O 生化处理2.5.1 基本原理本系统生化处理段采用缺氧/ 好氧(A/O) 工艺，A/O 工艺通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程。
在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化反应，有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变成分子态氮，同时获得同时去碳和脱氮的效果。
这里着重介绍生物脱氮原理。
1) 生物脱氮的基本原理传统的生物脱氮机理认为：脱氮过程一般包括氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化(Ammonification) ：废水中的含氮有机物，在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程；②硝化(Nitrification) ：废水中的氨氮在硝化菌(好氧自养型微生物)的作用下被转化为NO2 和NO3 的过程；③反硝化(Denitrification) ：废水中的NO2 和NO3 在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌) 的作用下被还原为N2的过程。
其中硝化反应分为两步进行：亚硝化和硝化。
硝化反应过程方程式如下所示：①亚硝化反应：NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+②硝化反应：NO2-+0.5O2→NO3-③总的硝化反应：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+ 反硝化反应过程分三步进行，反应方程式如下所示（以甲醇为电子供体为例）：第一步：3NO3-+CH3OH→3NO2-+2H2O+CO2第二步：2H++2NO2-+CH3OH→ N2+3H2O+CO2第三步：6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO22）本系统脱氮原理针对本系统生化工艺段而言，除了上述脱氮原理外，还糅合了短程硝化-反硝化，即氨氮在O池中未被完全硝化生成NO3-，而是生成了大量的NO2--N，但在A池NO2-同样被作为受氢体而进行脱氮（上述第二步可知）；再者在A池NO2-同样也可和NH4+进行脱氮，即短程硝化- 厌氧氨氧化，其表示为：NH4 +NO2 → N2+2H2O。
AO生化处理工艺的硝化和反硝化原理及控制参数的汇总
A/O生化处理工艺的硝化和反硝化控制1、基本原理本系统生化处理段采用缺氧/好氧(A/O)工艺，A/O工艺通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程。
在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化反应，有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变成分子态氮，同时获得同时去碳和脱氮的效果。
这里着重介绍生物脱氮原理。
1) 生物脱氮的基本原理传统的生物脱氮机理认为：脱氮过程一般包括氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化(Ammonification)：废水中的含氮有机物，在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程；②硝化(Nitrification)：废水中的氨氮在硝化菌（好氧自养型微生物）的作用下被转化为NO2-和NO3-的过程；③反硝化(Denitrification)：废水中的NO2-和NO3-在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程。
在反硝化菌的作用下，少部分亚硝酸及硝酸盐氮同化为有机氮化物，成为菌体，大部分异化为气态（70～75％）。
其中硝化反应分为两步进行：亚硝化和硝化。
2、硝化菌对环境的变化很敏感，它所需要的环境条件主要包括以下几方面：(1)好氧条件，DO≥1mg/l,并保持一定碱度，适宜的PH值为7.5～8.5，当pH值低于7.0时，硝化反应会受到抑制，但是当pH低于一定值后，硝化反应就会被抑制而停止，所以说如果废水pH由高到低，且pH小于6.5时就可以排除硝化反应导致的pH值降低。
(2)有机物含量不宜过高，污泥负荷≤0.15kgBOD/kgMLVSS·d,因为硝化菌是自养菌，有机基质浓度高，将使异氧菌快速增殖而成为优势。
(3)适宜温度20～30℃。
(4)硝化菌在反应器中的停留时间必须大于最小世代时间。
(5)抑制浓度尽可能的低，除重金属外，抑制硝化菌的物质还有高浓度有机基质，高浓度氨氮、NOx-N 以及络合阳离子。
AO生化地硝化及反硝化原理
适用标准文案2.5 A/O生化办理2.5.1 基来源理本系统生化办理段采纳缺氧/ 好氧(A/O) 工艺，A/O 工艺往常是在惯例的好氧活性污泥法办理系统前，增添一段缺氧生物办理过程。
在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD 5，同时进行硝化反响，有机氮和氨氮在好氧段转变为硝化氮并回流到缺氧段，此中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反响，使化合态氮变为分子态氮，同时获取同时去碳和脱氮的成效。
这里侧重介绍生物脱氮原理。
1)生物脱氮的基来源理传统的生物脱氮机理以为：脱氮过程一般包含氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化 (Ammonification) ：废水中的含氮有机物，在生物办理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程；②硝化 (Nitrification) ：废水中的氨氮在硝化菌（好氧自养型微生物）的作用下被转变为 NO 2和 NO 3的过程；③反硝化 (Denitrification) ：废水中的 NO 2和 NO 3在缺氧条件下以及反硝化菌 (兼性异养型细菌 )的作用下被复原为 N 2的过程。
此中硝化反响分为两步进行：亚硝化和硝化。
硝化反响过程方程式以下所示：①亚硝化反响： NH 4+ +1.5O 2→NO 2- +H 2 O+2H +②硝化反响： NO 2- +0.5O 2→NO 3-③总的硝化反响： NH 4+ +2O 2→NO 3- +H 2O+2H +反硝化反响过程分三步进行，反响方程式以下所示 (以甲醇为电子供体为例 )：第一步： 3NO 3- +CH 3 OH →3NO 2-+2H 2 O+CO 2第二步： 2H + +2NO 2- +CH 3 OH →N 2+3H 2O+CO 2第三步： 6H + +6NO 3- +5CH 3OH →3N 2 +13H 2 O+5CO 22)本系统脱氮原理针对本系统生化工艺段而言，除了上述脱氮原理外，还糅合了短程硝化 - 反硝化，即氨氮在 O 池中未被完整硝化生成 NO 3-，而是生成了大批的 NO 2- -N ，但在 A 池 NO 2-相同被作为受氢体而进行脱氮（上述第二步可知）；再者在 A 池 NO 2-相同也可和 NH 4+进行脱氮，即短程硝化 - 厌氧氨氧化，其表示为： NH 4+ +NO 2-→N 2+2H 2 O。
多级ao工艺原理
多级ao工艺原理多级AO工艺原理一、引言多级AO工艺是一种常用于生物处理系统中的一种处理工艺，可以高效地去除废水中的有机物和氮磷等污染物。
本文将从工艺原理、处理过程和优缺点三个方面来介绍多级AO工艺。
二、工艺原理多级AO工艺是指将传统的AO（Anoxic-Oxic）工艺进一步细分为多个阶段，以提高有机物和氮磷的去除效果。
其原理主要包括以下几个方面：1. 变化曝气方式：多级AO工艺采用了不同的曝气方式，如强化曝气、间歇曝气等。
这样可以提高氧气传递效率，加速废水中有机物的降解和氮磷的转化。
2. 增加反硝化阶段：传统AO工艺中的反硝化阶段只有一个，而多级AO工艺中引入了多个反硝化阶段。
这样可以更充分地利用废水中的氮源，提高氮磷的去除效率。
3. 优化曝气量：多级AO工艺中，通过对每个阶段的曝气量进行优化控制，可以减少能耗，提高处理效果。
三、处理过程多级AO工艺的处理过程一般可以分为预处理、硝化和脱氮、磷去除以及深度处理四个阶段。
1. 预处理阶段：废水经过初级沉淀后，进入预处理阶段。
在这个阶段，废水中的大颗粒悬浮物会被进一步去除，以减少对后续工艺的影响。
2. 硝化和脱氮阶段：在多级AO工艺中，硝化和脱氮是同时进行的。
在硝化阶段，废水中的氨氮被氨氧化细菌氧化为亚硝酸盐，然后再被亚硝酸盐氧化细菌氧化为硝酸盐。
在脱氮阶段，硝酸盐被反硝化细菌还原为氮气释放出去。
3. 磷去除阶段：在多级AO工艺中，通常会引入磷去除工艺来去除废水中的磷。
磷去除主要通过化学沉淀和生物吸附等方式进行。
4. 深度处理阶段：在经过上述处理后，废水中的有机物和氮磷等污染物已经得到有效去除，但仍可能存在一些微量的难降解有机物和残余氮磷。
因此，需要进行深度处理，如活性炭吸附、臭氧氧化等，以进一步提高废水的处理效果。
四、优缺点多级AO工艺相比传统AO工艺具有以下优点：1. 提高处理效果：多级AO工艺通过引入多个阶段和优化控制，可以更高效地去除废水中的有机物和氮磷等污染物。
ao工艺使用碳源的原理
ao工艺使用碳源的原理
AO工艺使用碳源的原理是利用一种名为AO微生物的硝化-反
硝化微生物，通过其代谢作用将有机物质（碳源）转化为
CO2和H2O，从而提供能量和原料供应给微生物的生长和代谢。
具体而言，AO工艺包括两个主要的过程：硝化和反硝化。
在硝化过程中，AO微生物利用氨氧化细菌(AOB)将氨氧化为
亚硝酸，亚硝酸通过亚硝化细菌(NO2B)进一步氧化为硝酸。
这个过程需要氧气和电子供体的参与，而碳源作为电子供体之一，提供所需的电子以维持微生物的硝化代谢活动。
在反硝化过程中，AO微生物利用反硝化细菌(DNB)将硝酸还
原为氮气(N2)或氮氧化物(NOx)，从而完成氮的去除。
在这个
过程中，碳源作为有机物的供应者，被反硝化细菌利用进行呼吸代谢，同时产生能量和所需的电子供给细菌进行硝酸的还原。
综上所述，AO工艺使用碳源的原理是通过提供碳源作为电子
供体，维持AO微生物的代谢活动，包括氨氧化和反硝化过程，实现有机物的降解和氮的去除。
这种工艺可应用于废水处理等环境中，实现有机物和氮的同时去除，以达到水质治理的效果。
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A/O生化处理
2.5.1 基本原理
本系统生化处理段采用缺氧/好氧(A/O)工艺，A/O工艺通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程。
在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化反应，有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变成分子态氮，同时获得同时去碳和脱氮的效果。
这里着重介绍生物脱氮原理。
1) 生物脱氮的基本原理
传统的生物脱氮机理认为：脱氮过程一般包括氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化(Ammonification)：废水中的含氮有机物，在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程；
②硝化(Nitrification)：废水中的氨氮在硝化菌（好氧自养型微生物）的作用下被转化为NO2?和NO3?的过程；
③反硝化(Denitrification)：废水中的NO2?和NO3?在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程。
其中硝化反应分为两步进行：亚硝化和硝化。
硝化反应过程方程式如下所示：
①亚硝化反应：NH4++→NO2-+H2O+2H+
②硝化反应：NO2-+→NO3-
③总的硝化反应：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+
反硝化反应过程分三步进行，反应方程式如下所示(以甲醇为电子供体为例)：
第一步：3NO3-+CH3OH→3NO2-+2H2O+CO2
第二步：2H++2NO2-+CH3OH→N2+3H2O+CO2
第三步：6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO2
2) 本系统脱氮原理
针对本系统生化工艺段而言，除了上述脱氮原理外，还糅合了短程硝化-反硝化，即氨氮在O池中未被完全硝化生成NO3-，而是生成了大量的NO2--N，但在A池NO2-同样被作为受氢体而进行脱氮（上述第二步可知）；再者在A池NO2-同样也可和NH4+进行脱氮，即短程硝化-厌氧氨氧化，其表示为：NH4++NO2-→N2+2H2O。
因此针对本系统而言，A/O工艺如在进水水质以及系统控制参数稳定的条件下也可达到理想的出水效果。
2.5.2工艺特征
A/O脱氮工艺主要特征是：将脱氮池设置在去碳硝化过程的前端，一方面使脱氮过程能直接利用进水中的有机碳源而可以省去外加碳源；另一方面，则通过消化池混合液的回流而使其中的NO3-在脱氮池中进行反硝化，且利用了短程硝化-反硝化以及短程硝化-厌氧氨氧化等工艺特点。
因此工艺内回流比的控制是较为重要的，因为如内回流比过低，则将导致脱氮池中BOD5/NO3-过高，从而是反硝化菌无足够的NO3-或NO2-作电子受体而影响
反硝化速率，如内回流比过高，则将导致BOD5/NO3-或BOD5/NO3-等过低，同样将因反硝化菌得不到足够的碳源作电子供体而抑制反硝化菌的生长。
A/O工艺中因只有一个污泥回流系统，因而使好氧异养菌、反硝化菌和硝化菌都处于缺氧/好氧交替的环境中，这样构成的一种混合菌群系统，可使不同菌属在不同的条件下充分发挥它们的优势。
将反硝化过程前置的另一个优点是可以借助于反硝化过程中产生的碱度来实现对硝化过程中对碱度消耗的内部补充作用。
图所示为A/O脱氮工艺的特性曲线。
由图可见，在脱氮反应池(A段)中，进入脱氮池的废水中的COD、BOD5和氨氮的浓度在反硝化菌的作用下均有所下降(COD和BOD5的下降是由反硝化菌在反硝化反过程中对碳源的利用所致)，而氨氮的下降则是由反硝化菌的微生物细胞合成作用以及短程硝化-厌氧氨氧化所致)，NO3-的浓度则因反硝化作用而有大幅度下降；在硝化反应池(O段)中，随硝化作用的进行，NO3-的浓度快速上升，而通过内循环大比例的回流，反硝化段的NO3-N含量通过反硝化菌的作用明显下降，COD和BOD5则在异养菌的作用下不断下降。
氨氮浓度的下降速率并不与NO3-浓度的上升相适应，这主要是由于异养菌对有机物的氨化而产生的补偿作用造成的。
BOD 降解、硝化
反硝化
图2.3 A/O脱氮工艺的特性曲线
与传统的生物脱氮工艺相比，A/O系统不必投加外碳源，可充分利用原污水中的有机物作碳源进行反硝化，同时达到降低BOD5和脱氮的目的；A/O系统中缺氧反硝化段设在好氧硝化段之前，因而当原水中碱度不足时，可利用反硝化过程中产生的碱度来补充硝化过程中对碱度的消耗。
此外，A/O工艺中只有一个污泥回流系统，混合菌群交替处于缺氧和好氧状态及有机物浓度高和低的条件，有利于改善污泥的沉降性能及控制污泥的膨胀。
生物脱氮反应过程各项生物反应特征见表所示。
根据废水的脱氮水质、处理目标、出水要求，选择A/O脱氮工艺时，其参数一般也有所不同。
通常情况下，可以按照表选用各参数。
2.5.3 影响因素与控制条件
1) 硝化反应主要影响因素与控制要求
①好氧条件，并保持一定的碱度。
氧是硝化反应的电子受体，硝化池内溶解氧的高低，必将影响硝化反应的进程，溶解氧质量浓度一般维持在2~3mg/L，不得低于1mg/L，当溶解氧质量浓度低于~L时，氨的硝态反应将受到抑制。
硝化菌对pH值的变化十分敏感，为保持适宜pH值，废水应保持足够的碱度以调节pH值的变化，对硝化菌的适宜pH值为~。
②混合液中有机物含量不宜过高，否则硝化菌难成为优势菌种。
③硝化反应的适宜温度是20~35℃。
当温度在5~35℃之间由低向高逐渐升高时，硝化反应的速率将随温度的升高而加快，而当低至5℃时，硝化反应完全停止。
对于去碳和硝化在同一个池子中完成的脱氮工艺而言，温度对硝化速率的影响更为明显。
当温度低于15℃时即发现硝化速率迅速下降。
低温状态对硝化细菌有很强的抑制作用，如温度为12~14℃时，反应器出水常会出现亚硝酸盐积累的现象。
因此，温度的控制时相当重要的。
④硝化菌在消化池内的停留时间，即生物固体平均停留时间，必须大于最小的世代时间，否则硝化菌会从系统中流失殆尽。
⑤有害物质的控制。
除重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质有高浓度NH4-N、高浓度有机基质以及络合阳离子等。
2) 反硝化反应主要影响因素与控制要求
①碳源(C/N)的控制。
生物脱氮的反硝化过程中，需要一定数量的碳源以保证一定的碳氮比而使反硝化反应能顺利地进行。
碳源的控制包括碳源种类的选择、碳源需求量及供给方式等。
反硝化菌碳源的供给可用外加碳源的方法(如传统脱氮工艺)、或利用原废水中的有机碳(如前置反硝化工艺等)的方法来实现。
反硝化的碳源可分为三类：第一类为外加碳源，如甲醇、乙醇、葡萄糖、淀粉、蛋白质等，但以甲醇为主；第二类为原废水中的有机碳；第三类为细胞物质，细菌利用细胞成分进行内源反硝化，但反硝化速率最慢。
当原废水中的BOD5与TKN(总凯氏氮)之比在5~8时，BOD5与TK(总氮)之比大于3~5时，可认为碳源充足。
如需外加碳源，多采用甲醇，因甲醇被分解后产物为CO2、H2O，不留任何难降解的产物。
②反硝化反应最适宜的pH值为8 ~。
pH值高于或低于6，反硝化速率将大幅度下降。
③反硝化反应最适宜的温度是20~40℃。
低于15℃反硝化反应速率降低，为了保持一定的反应速率，在冬季时采用降低处理负荷、提高生物固体平均停留时间以及水力停留时间等措施。
④反硝化菌属于异养兼性厌氧菌在无分子氧但存在硝酸和亚硝酸离子的条件下，一方面，它们能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原；另一方面，因为反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下才能合成，所以反硝化菌适宜在厌氧、好氧条件交替下进行，故溶解氧应控制在L以下。
2.5.4 A/O生化处理生物相的判断
生物相是指活性污泥微生物的种类、数量及其活性状态的变化。
生物相观察可以作为一种辅助手段来达到控制工艺运行的目的。
表2.4 A/O法工艺一般生物相（参考）
表 A/O法工艺异常生物相（参考）
需要强调的是：生物相观察只是一种定性方法，只能作为理化方法的一种补充手段。
应在长期的运行中注意积累资料，总结出本系统的生物相变化规律。