生物脱氮除磷整理.ppt
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★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。
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 定义
硝 化 反 应 是 在 好 氧 条 件 下 ， 将 NH4 ＋ 转 化为NO2—和NO3－的过程。
细菌
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
② pH值
† 反硝化反应的适宜PH值为6.5～7.5。 ‡ PH值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速 下降。
③温度
反硝化反应的温度范围较宽，在5℃-40℃ 范围内都可以进行。
但温度低于15℃时，反硝化速率明显下降。
ຫໍສະໝຸດ Baidu小结
★ 从硝化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。
影响因素
₠ 温度 硝化反应的适宜温度为20℃－30℃ 低于15℃时，反应速度迅速下降，5℃时反 应几乎完全停止。
₡ BOD5/TKN
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。
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。
硝酸还原菌
6NO3－＋2CH3OH―――→6NO2－＋2CO2＋4H2O
亚硝酸还原菌
6NO2－＋3CH3OH———→3N2＋3H2O＋6OH－＋3CO2
总反应式：
反硝化菌
6NO3－＋5CH3OH—————→ 5CO2＋3N2+7H2O+ 6OH－
反硝化菌属异型兼性厌氧菌。 在有氧存在时，它会以O2为电子受体进行
厌氧反应器
（五）其他除磷的方法
物理法除磷成本太高、技术复杂而很少 应用。
化学法除磷是最早采用的一种除磷方法。 它是以磷酸盐能和某些化学物质如铝盐、铁 盐、石灰等反应生成不溶的沉淀物为基础进 行的。这些反应常有伴生反应，产物具絮凝 作用，有助于磷酸盐的分离。
1.5Ca2++3PO43-+OH-
Ca5(PO4)3(OH)
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：
NO3－＋1.08CH3OH＋H＋―――→ 0.065C5H7O2N＋0.47N2＋0.76CO2＋2.44H2O
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。
影响因素
①BOD5/TKN
（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。
2. Ca2++CO32-
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；
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。处理过程中，通过从系统中排除高 磷污泥以达到去除磷的目的。
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。
硝化菌
2NH4＋ ＋ 3O2―――→2NO2－ ＋ 4H＋ ＋ 2H2O
硝化菌
2NO2－＋ O2――― －→2NO3－
硝化菌
总反应式： NH4＋ ＋ 2O2―――→NO3－＋ 2H＋ ＋ H2O
硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境 条件变化较为敏感。
在厌氧和无氮氧化物存在的条件下，聚磷菌 体内的ATP进行水解，放出H3PO4和能量，形成 ADP。这一过程称为聚磷菌磷的释放。
（三）生物脱磷处理工艺 1、厌氧-好氧除磷工艺（A/O工艺）
2、Phostrip除磷工艺
（四）同步脱氮除磷处理技术 1、A2/O工艺
2、Bardenpho工艺
3、Phoredox工艺
₣ 溶解氧
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。
₤ pH值
硝化菌受PH值的影响很敏感，适宜的 PH值7－8。
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
定义
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。
生物脱氮除磷技术
一、 废水中氮的处理技术
（一）概述
废水中氮的存在形式
有机氮 氨氮
亚硝酸氮 硝酸氮
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。
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。
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。
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 定义
硝 化 反 应 是 在 好 氧 条 件 下 ， 将 NH4 ＋ 转 化为NO2—和NO3－的过程。
细菌
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
② pH值
† 反硝化反应的适宜PH值为6.5～7.5。 ‡ PH值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速 下降。
③温度
反硝化反应的温度范围较宽，在5℃-40℃ 范围内都可以进行。
但温度低于15℃时，反硝化速率明显下降。
ຫໍສະໝຸດ Baidu小结
★ 从硝化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。
影响因素
₠ 温度 硝化反应的适宜温度为20℃－30℃ 低于15℃时，反应速度迅速下降，5℃时反 应几乎完全停止。
₡ BOD5/TKN
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。
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。
硝酸还原菌
6NO3－＋2CH3OH―――→6NO2－＋2CO2＋4H2O
亚硝酸还原菌
6NO2－＋3CH3OH———→3N2＋3H2O＋6OH－＋3CO2
总反应式：
反硝化菌
6NO3－＋5CH3OH—————→ 5CO2＋3N2+7H2O+ 6OH－
反硝化菌属异型兼性厌氧菌。 在有氧存在时，它会以O2为电子受体进行
厌氧反应器
（五）其他除磷的方法
物理法除磷成本太高、技术复杂而很少 应用。
化学法除磷是最早采用的一种除磷方法。 它是以磷酸盐能和某些化学物质如铝盐、铁 盐、石灰等反应生成不溶的沉淀物为基础进 行的。这些反应常有伴生反应，产物具絮凝 作用，有助于磷酸盐的分离。
1.5Ca2++3PO43-+OH-
Ca5(PO4)3(OH)
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：
NO3－＋1.08CH3OH＋H＋―――→ 0.065C5H7O2N＋0.47N2＋0.76CO2＋2.44H2O
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。
影响因素
①BOD5/TKN
（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。
2. Ca2++CO32-
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；
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。处理过程中，通过从系统中排除高 磷污泥以达到去除磷的目的。
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。
硝化菌
2NH4＋ ＋ 3O2―――→2NO2－ ＋ 4H＋ ＋ 2H2O
硝化菌
2NO2－＋ O2――― －→2NO3－
硝化菌
总反应式： NH4＋ ＋ 2O2―――→NO3－＋ 2H＋ ＋ H2O
硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境 条件变化较为敏感。
在厌氧和无氮氧化物存在的条件下，聚磷菌 体内的ATP进行水解，放出H3PO4和能量，形成 ADP。这一过程称为聚磷菌磷的释放。
（三）生物脱磷处理工艺 1、厌氧-好氧除磷工艺（A/O工艺）
2、Phostrip除磷工艺
（四）同步脱氮除磷处理技术 1、A2/O工艺
2、Bardenpho工艺
3、Phoredox工艺
₣ 溶解氧
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。
₤ pH值
硝化菌受PH值的影响很敏感，适宜的 PH值7－8。
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
定义
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。
生物脱氮除磷技术
一、 废水中氮的处理技术
（一）概述
废水中氮的存在形式
有机氮 氨氮
亚硝酸氮 硝酸氮
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。
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。