微生物处理无机污染物的技术

兼性厌氧反硝化除磷细菌”(DPB)
在缺氧条件下利用NO3-作为电子受体氧化细胞 内贮存的PHA，并从环境中摄磷，实现同时反 硝化和过度摄磷。 兼性反硝化菌生物摄/放磷作用，拓宽了除磷的 途径，这种细菌的摄/放磷作用将反硝化脱氮与 生物除磷有机地合二为一。
在缺氧条件下，反硝化聚磷菌（ＤＰＢ）利 用厌氧条件下积累在体内的ＰＨＢ做Ｃ源和 电子供体，以硝酸盐氮作为电子受体进行无 氧呼吸。
无氧呼吸过程中产生的能量可用来将环境中 的正磷酸盐吸收至反硝化聚磷菌体内以异染 粒或其它高含磷量的储存物质存在。
系统通过排出这种高含磷的污泥而达到去除 磷的目的，因此反硝化聚磷菌（ＤＰＢ）反 硝化除磷脱氮工艺的剩余污泥含磷量很高。
奥贝尔氧化沟通常由三个 同心的沟道组成，平面上 为圆形或椭圆形。沟道之 间采用隔墙分开，隔墙下 部设有必要面积的通水窗 口。沟道断面形状多为矩 形或梯形。隔墙一般使用 100-150毫米厚的现浇钢 筋混凝土构造。各沟道宽 度由工艺设计确定，一般 不大于9米。有效水深以 4-4.3米为宜。
原污水和回流污泥可 进入外、中、内三个沟道， 通常均进入外沟道。出水 自内沟道经中心岛内的堰 门排出，进入沉淀池。当 脱氮要求较高时，可以增 设内回流系统（由内沟道 回流到外沟道），提高反 硝化程度。
SHARON工 艺—控制反 应器的水力 停留时间和 pH，进行短 程硝化，为
ANAMMOX 提供合适的 进水
ANAMMOX 工艺为厌氧 氨氧化反应 器，进行厌 氧氨氧化反 应实现氮的 去除
进水总氮负荷为0.8 kg/(m3·d)
同步硝化-反硝化
宏观环境 微环境
影响因素 1. pH
氧 化 的 氨 mg/mgTKN· h 氧 化 的 氨 mg/mgTKN· h
ANAMMOX 厌氧氨氧化是指在厌氧或缺氧条件下，微生
物直接以NH4+作为电子供体，将NH4+、 NO3-或NO2-转变成N2的生物氧化过程。
最终电子受体到底是什么？
1995年Vande Graaf等通过N15示踪研究发现厌 氧氨氧化过程中最可能的最终电子受体是NO2而
非NO3。
厌氧氨氧化菌代谢模型
微生物处理无机污染物的技术
微生物脱氮技术
一、微生物脱氮技术 基本原理 1.硝化作用 2. 反硝化作用
工艺流程
1. A/O工艺 2. 氧化沟工艺 3. 桥本工艺 4. Bardenpho工艺 5. Dephanox工艺 6.同步硝化反硝化工艺 7. SHARON工艺 8. ANAMMOX
Bardenpho工艺 Phoredox工艺 Phostrip法
水力停留时间短，有机负荷高，泥龄短 实现除磷和脱氮
易达到厌氧条件
脱氮与除磷工艺的矛盾
厌氧区内的硝态氮妨碍发酵作用的进行
微生物利用硝态氮作为最终电子受体进行厌氧呼 吸能获得更多的能量，也就不会有低分子脂肪酸 的产生。即使进水中存在这样的低分子脂肪酸， 硝态氮作为异养微生物的最终电子受体，也会导 致乙酸盐等低分子有机物的消耗。结果除磷微生 物的几乎得不到所需的乙酸盐。
90 80 70 60 50 40 30 20 10
0 6
7
8
9
10
pH
2. 温度
相当 于 30℃ 时 的 百 分 率
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5 10 15 20 25 30 35 温 度 (℃ )
3. 溶解氧
氨氮氧 化 速 率
(kgNH3－/kgMLSS· d)
脱氮新工艺
OLAND工艺 SHARON+ANAMMOX工艺
短程硝化－反硝化
在化亚硝化菌作用下，将NH4+转化为NO2-，然后进行反硝
控制因素 温度(30-40度) DO pH 泥龄 游离氨浓度
实现亚硝酸盐富集的方法
控制温度和水力停留时间 控制酸碱度 控制溶解氧水平
通过某种方法抑制硝化细菌的活性， 而对亚硝化细菌不产生影响
如果污水中除磷微生物所需的低分子脂肪酸量足 够大的话或除磷微生物本身就是反硝化菌的话， 即使有硝态氮存在，除磷效果也可能不会受到明 显影响。
Osborn和Nicholls（1977）在硝酸盐异化还原 过程中观测到磷的快速吸收现象，这表明某 些反硝化菌也能超量吸收磷。
Lotter和Murphy（1985）观测了生物除磷系统 中假单胞菌属和气单胞菌属的增长情况，他 们发现这类细菌和不动细菌属的某些细菌能 在生物脱氮系统的缺氧区完成反硝化反应。
该工艺分为两个过程： 0. 5NH4++ 0.75O2 → 0.5NO2-+ 0.5H2O +H+ 0. 5NH4++0. 5NO2 →0. 5N2 +H2O
OLAND工艺
工艺优点： 耗氧量少。 污泥产量少。 不需外加碳源。
工艺缺点： 需严格控制DO，对设备及操作要求高。 难以对氧和污泥的pH进行良好的控制。 氨氮负荷较低，约为0.1kgN/(m3·d)
最大速 率 的 百 分 比
2.0
0.8
1.8
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3
亚 硝化 细菌 0.2
1.6
1.4
1.2
硝化 细菌
1.0
0.8
0.6
0.4
0.1
0.2
0.0
0.0
6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0
pH
pH
110 100
0.15
0.10
0.05
0.00
0.5
1.0
Biblioteka Baidu
1.5
2.0
2.5
3.0
溶 解 氧 (mg/L)
4. 碳源 （1）废水中所含的有机碳源（〉3：1） （2）外加碳源 （3）内碳源
5. 有毒物质
生物除磷技术
微生物除磷的技术
基本原理
积磷菌 发酵产酸菌
异养好氧菌
(二)工艺流程 A/O工艺 A/A/O工艺 间歇式活性污泥生物除磷工艺
厌氧氨氧化酶体
亚硝酸还原酶 联氨水解酶 羟胺氧化还原酶
革兰氏阴性光损性球状菌
OLAND工艺
（Oxygen Limited Autotrophic Nitrification Denification） 限氧自养硝化反硝化
比利时Ghent大学于1998年开发的新型脱氮 工艺。——控制供氧量,将氨氧化控制在亚 硝酸阶段，并以氨为电子供体亚硝酸根为 电子受体实现自养同步脱氮。