好氧、厌氧、硝化反硝化
污水处理中的厌氧工艺与硝化反硝化
05
未来展望
技术改进与创新
开发新型厌氧反应器
针对现有厌氧反应器的不足，研究新型反应器以提高处理效率、 降低能耗和减少污泥产量。
强化生物脱氮技术
深入研究硝化反硝化机理，优化生物脱氮工艺，提高脱氮效率，降 低处理成本。
引入人工智能与自动化技术
利用人工智能和自动化技术对污水处理过程进行智能监控和优化控 制，提高处理效率。
反硝化原理
硝酸盐在反硝化细菌的作用下，被还 原成氮气。这个过程需要缺氧或厌氧 环境，并利用有机物作为电子供体。
硝化反硝化的种类
同步硝化反硝化
在同一反应器中同时进行硝化和反硝化过程 。
异步硝化反硝化
在两个不同的反应器中分别进行硝化和反硝 化过程。
反硝化除磷
在反硝化过程中同时去除磷元素。
03
厌氧工艺与硝化反硝 化的比较
硝化反硝化
适用于处理含有较高氨氮和磷的废水，如生活污水、工业废水等。
优缺点的比较
厌氧工艺的优点包括能够回收能源、 产生较少的剩余污泥等；缺点是处理 时间较长、产出的沼气需要妥善处理 。
硝化反硝化的优点包括能够去除高浓 度的氨氮和磷、减少水体富营养化风 险等；缺点是需要提供充足的氧气、 较高的能耗和较高的投资成本。
04
厌氧工艺与硝化反硝 化的应用实例
厌氧工艺的应用实例
厌氧消化池
用于处理高浓度有机废水，通过厌氧微生物的分解作用，将有机物转化为甲烷和二氧化 碳。
厌氧滤池
适用于处理低浓度有机废水，通过填充生物滤料，使厌氧微生物附着生长，对有机物进 行降解。
硝化反硝化的应用实例
活性污泥法
利用好氧微生物降解有机物，同时进行 硝化反应将氨氮转化为硝酸盐，再通过 反硝化作用将硝酸盐还原为氮气，实现 脱氮。
总氮处理工艺
总氮是水体中的一种重要污染物，它对水生态环境的影响极大。
为了降低水体中总氮的浓度，需要采取相应的处理工艺。
下面将详细介绍几种常见的总氮处理工艺。
一、生物法生物法是目前应用最广泛的总氮处理方法之一，其主要原理是利用微生物降解和转化总氮。
常见的生物法包括曝气法、好氧-厌氧法和硝化/反硝化法。
1. 曝气法：曝气法是通过供氧来促进微生物降解总氮的一种方法。
在曝气池中，通过机械曝气或自然曝气，将氧气引入水体，增加氧气浓度，提高微生物的降解效率。
曝气法适用于低浓度总氮的处理，但对于高浓度总氮的处理效果较差。
2. 好氧-厌氧法：好氧-厌氧法是将水体分成好氧区和厌氧区，使好氧区的微生物进行硝化作用，将氨氮转化为硝态氮；而厌氧区的微生物进行反硝化作用，将硝态氮还原为氮气释放出去。
好氧-厌氧法适用于较高浓度总氮的处理，能够有效地降解总氮。
3. 硝化/反硝化法：硝化/反硝化法结合了硝化和反硝化两个过程。
通过在一定条件下，使水体中的氨氮首先被硝化成硝态氮，然后再通过反硝化过程将硝态氮还原为氮气释放出去。
硝化/反硝化法能够同时去除氨氮和硝态氮，对于处理含氨废水具有较好的效果。
二、化学法化学法是利用化学物质与总氮发生反应来实现总氮的处理。
常见的化学法包括还原法和氧化法。
1. 还原法：还原法是通过添加还原剂，如亚硫酸盐、亚硝酸盐等，将水体中的硝态氮还原为氨氮，进而通过其他方法进一步处理。
还原法适用于处理低浓度硝态氮的水体。
2. 氧化法：氧化法是通过添加氧化剂，如高锰酸钾、过氧化氢等，将水体中的氨氮氧化为硝态氮。
氧化法适用于处理含氨废水，能够将氨氮转化为硝态氮，进而利用其他方法去除。
三、物理法物理法是利用物理过程来实现总氮的处理，常见的物理法包括吸附法和膜分离法。
1. 吸附法：吸附法是通过在水体中添加吸附剂，如活性炭、沸石等，使总氮与吸附剂发生作用，从而将总氮吸附到吸附剂上，达到去除总氮的目的。
吸附法适用于处理低浓度总氮的水体。
污水处理—硝化与反硝化
污水硝化—反硝化脱氮处理是一种利用硝化细菌和反硝化细菌的污水微生物脱氮处理方法。
此法分为硝化和反硝化两个阶段，在好氧条件下利用污水中硝化细菌将含氮物质转化为硝酸盐，然后在缺氧条件下利用污水中反硝化细菌将硝酸盐还原成气态氮。
两段生物脱氮法是污水微生物脱氮的有效方法，作为标准生物脱氮法已得到较广泛应用。
硝化反应过程：在有氧条件下，氨氮被硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。
他包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌( Nitrosomonas sp)参预将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌(Nitrobacter sp)参预的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌，它们利用 CO2、CO32-、HCO3-等做为碳源，通过NH3、NH4+、或者 NO2-的氧化还原反应获得能量。
硝化反应过程需要在好氧(Aerobic 或者 Oxic)条件下进行，并以氧做为电子受体，氮元素做为电子供体。
其相应的反应式为：1.亚硝化反应方程式： 55NH4++76O2+109HCO3-→C5H7O2N ﹢ 54NO2-+57H2O+10 4H2CO32.硝化反应方程式： 400NO2-+195O2+NH4++4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3- +3H2O3.硝化过程总反应式： NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1. 04H2O+1.884H2CO3通过上述反应过程的物料衡算可知，在硝化反应过程中，将1 克氨氮氧化为硝酸盐氮需好氧4.57 克(其中亚硝化反应需耗氧 3.43 克，硝化反应耗氧量为1.14 克)，同时约需耗 7.14 克重碳酸盐(以 CaCO3 计)碱度。
在硝化反应过程中，氮元素的转化经历了以下几个过程：氨离子 NH4-→羟胺NH2OH→硝酰基NOH→亚硝酸盐 NO2-→硝酸盐 NO3-。
反硝化反应过程：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从无水中逸出，从而达到除氮的目的。
厌氧氨氧化与短程硝化反硝化的区别
厌氧氨氧化与短程硝化反硝化的区别厌氧氨氧化与短程硝化反硝化的区别，很多小伙伴容易搞混，本文从两个工艺本身的原理出发写一写两个工艺的异同点！有其他疑问的小伙伴可以到污托邦社区交流！1、短程硝化反硝化生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程，第一步是由亚硝化菌将N H4+-N氧化为N O2--N的亚硝化过程；第二步是由硝化菌将N O2--N 氧化为氧化为N O3--N的过程；然后通过反硝化作用将产生的N O3—N 经由N O2--N转化为N2，N O2--N是硝化和反硝化过程的中间产物。
1975年V o e t s等在处理高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程中N O2--N积累的现象，首次提出了短程硝化反硝化脱氮的概念。
如下图所示。
比较两种途径，很明显，短程硝化反硝化比全程硝化反硝化减少了N O2-、N O3-和N O3-、N O2-两步反应，这使得短程硝化反硝化生物脱氮具有以下优点：1、可节约供氧量25%。
节省了N O2-氧化为N O3-的好氧量。
2、在反硝化阶段可以节省碳源40%。
在C/N比一定的情况下提高了T N 的去除率。
并可以节省投碱量。
3、由于亚硝化菌世代周期比硝化菌短，控制在亚硝化阶段可以提高硝化反应速度和微生物的浓度，缩短硝化反应的时间，而由于水力停留时间比较短，可以减少反应器的容积，节省基建投资，一般情况下可以使反应器的容积减少30%~40%。
4、短程硝化反硝化反应过程在硝化过程中可以减少产泥25%~34%，在反硝化过程中可以减少产泥约50%。
由于以上的优点，使得短程硝化-反硝化反应尤其适应于低C/N比的废水，即高氨氮低C O D，既节省动力费用又可以节省补充的碳源的费用，所以该工艺在煤化工废水方面非常可行。
2、厌氧氨氧化本文说的厌氧氨氧化是目前的主流的应用的工艺流程（彭永臻院士的短程反硝化暂时不介绍）。
A n a m m o x是在无氧条件下，以氨为电子供体、亚硝酸为电子受体，产生氮气和硝酸的生物反应。
高氨氮废水处理技术及其发展趋势
高氨氮废水处理技术及其发展趋势目前，高氨氮废水处理技术主要有生物法、化学法和物理法等。
以下将对这些技术进行介绍，并探讨其发展趋势。
生物法是一种常用的高氨氮废水处理技术，其原理是通过微生物降解废水中的氨氮。
生物法可以分为生物吸附、生物脱氮和生物转化等不同方式。
其中，生物脱氮是一种常见的去除氨氮的方法，通过好氧/厌氧反硝化和硝化反硝化过程，将氨氮转化为氮气释放到大气中。
生物法的优点是操作简单、成本较低，能有效处理高氨氮废水。
然而，生物法在处理高浓度和难降解的高氨氮废水方面存在一定的局限性。
化学法是高氨氮废水处理的另一种常用技术。
化学法主要包括化学沉淀、离子交换、电化学氧化和化学氧化等方法。
其中，化学沉淀是一种常见的去除氨氮的方法，通过添加化学沉淀剂将氨氮与金属离子结合形成不溶性物质，然后通过沉淀将其去除。
化学法的优点是能有效去除高浓度的氨氮，但存在副产物、易生成淤泥和高成本等问题。
物理法主要包括吸附法、膜分离和气浮等方法。
吸附法是通过将废水中的氨氮吸附在介质上，然后用溶液或热解还原方法将其脱附。
膜分离是利用微孔膜或渗透膜对废水进行分离。
气浮是通过注入气体使废水中的氨氮聚集成气泡而脱附。
这些物理方法对高氨氮废水的处理效果较好，但存在设备复杂和操作困难等问题。
随着科技的进步，高氨氮废水处理技术也在不断创新和发展。
目前的研究方向主要包括以下几个方面：1.生物法的改进：研究人员正在寻找更高效的微生物和优化反应条件，以提高生物法的降解效率和适用范围。
同时，将生物法与其他技术相结合，如生物膜反应器和电化学反应器，以增强氨氮的去除效果。
2.化学法的优化：研究人员正在开发新型的化学沉淀剂和化学氧化剂，以提高化学法的去除效率和减少副产物的生成。
此外，绿色化学和循环经济原则也将被应用于高氨氮废水处理中。
3.物理法的创新：研究人员正在研发新型的吸附材料、膜材料和气浮装置，以提高物理法的废水处理效果和降低能耗。
同时，探索新的物理法处理过程，如电化学和超临界气体技术。
去氨氮的方法
去氨氮的方法去氨氮是指将水中的氨氮物质去除或降低至一定标准以下的处理过程。
氨氮是指水中存在的氨和游离氨离子所组成的总氨含量。
水中的氨氮来自于生物废水、工业废水、农业污染等多种来源，其高浓度会对水体生态环境和人体健康造成严重影响，因此，进行去氨氮处理对于水质的净化和保护具有重要意义。
一、去氨氮的常用方法1. 生物法：利用生物活性污泥中的硝化细菌和反硝化细菌来实现氨氮的转化和去除。
生物法常常采用好氧硝化-厌氧反硝化工艺，通过好氧条件下将氨氮氧化为亚硝酸盐，再在厌氧条件下将亚硝酸盐还原为氮气释放出去，从而达到去氨氮的目的。
2. 化学法：利用化学反应将氨氮与其他物质结合形成不溶于水的物质，从而去除水中的氨氮。
常用的化学法包括氯化法、硫酸法、氧化法等。
其中，氯化法是常用的氨氮去除方法之一，通过向水中加入氯化铁等化学药剂，使氨氮与氯离子结合生成氯胺，进而去除氨氮。
3. 吸附法：利用吸附剂对水中的氨氮进行吸附，从而去除氨氮。
常用的吸附剂有活性炭、离子交换树脂等。
吸附法具有操作简单、效果显著等优点，尤其适用于氨氮浓度较低的水体处理。
4. 膜法：利用特殊的膜材料对水中的氨氮进行分离和去除。
常见的膜法包括微滤膜、超滤膜、反渗透膜等。
膜法去除氨氮的原理是通过膜的选择性通透性使氨氮分离出去，从而实现去氨氮的效果。
5. 光催化法：利用光催化剂吸收光能，在光照下产生活性氧化物，通过氧化作用将水中的氨氮转化为无害物质。
光催化法具有反应速度快、无二次污染等优点，是一种环保高效的氨氮去除方法。
二、去氨氮方法的选择和应用在实际应用中，选择合适的去氨氮方法需要综合考虑水源质量、水体特性、处理要求以及经济成本等因素。
1. 生物法适用于氨氮浓度较高的废水处理，尤其适用于生活污水处理厂和工业废水处理厂。
2. 化学法适用于氨氮浓度较低的废水处理，常用于农业废水处理和地下水处理。
3. 吸附法适用于氨氮浓度较低的水体处理，如湖泊、河流等。
4. 膜法适用于氨氮浓度较低的水体处理，尤其适用于饮用水处理和工业废水处理。
生物处理工艺
生物处理工艺主要有A/O系列、SBR系列、曝气生物滤池等工艺。
（一）典型A/O生物处理工艺A/O法系Anoxic/Oxic（厌氧/好氧）工艺的简写。
A/O工艺是为污水生物脱氮除磷而开发的污水处理技术。
根据生化反应原理，生物脱氮必须经过硝化（好氧反应），把NH3-N氧化成硝酸盐；再经过反硝化（缺氧反应）把硝酸盐还原成氮气，氮气溶解度很低，逸入大气，污水得以净化。
由于反硝化细菌是异养性兼性细菌，要有充足的碳源有机物才能进行生命活动，完成反硝化过程。
而经过硝化反应后，水中残留的有机物已经很低，不能满足反硝化的需要，因此传统的生物脱氮除磷工艺在缺氧工艺段前投加甲醇，以补充有机碳源。
目前典型A/O工艺是把缺氧工艺段提前到好氧工艺段之前，利用原水中的有机物作为有机碳源，故称为前置反硝化流程。
再通过混合液回流把硝酸盐带入缺氧工艺段；要取得满意的脱氮率，必须保证足够大的混合液回流比，一般回流比300～400%，脱氮效率在80%以上。
A/O工艺的优点：（1）处理效果好且稳定，不但能去除含碳有机污染物，还能在好氧区内完成较彻底的硝化，在缺氧区内完成较彻底的反硝化，具有较高的生物脱氮功能。
（2）A/O生物池内循环的混合液量是进水时流量的3~4倍，因此有较大的稀释均化能力，较能承受水质水量的冲击负荷。
（3）由于生物污泥污泥龄长，污泥负荷低，合成污泥在A/O池内趋于好氧稳定，污泥产量少，可暂不建污泥消化系统。
（4）采用氧转移率较高的微孔曝气系统，有效降低了动力消耗，节省了运行费用。
A/O工艺的缺点：（1）典型A/O工艺流程长，设备台套数量多，工程投资较高。
（2）典型A/O工艺要取得满意的脱氮率，必须保证足够大的混合液回流比，动力提升能耗较高，运行费用相对较高。
（3）设备维护管理要求较高，因此对操作管理人员的专业素质要求较高，设备如得不到妥善的维护管理，系统将无法正常运转，处理效果将无法保证。
（二） SBR系列生物处理工艺SBR是Sequencing Batch Reactor的简称，我国通常称为序批式活性污泥法。
污水处理工艺脱氮
污水处理工艺脱氮引言概述：污水处理是一项重要的环境保护工作，其中脱氮是其中一个关键的工艺。
脱氮工艺的目的是去除污水中的氮元素，以减少对水体的污染。
本文将从五个大点来详细阐述污水处理工艺脱氮的方法和原理。
正文内容：1. 生物脱氮工艺1.1 传统的硝化-反硝化工艺：通过好氧菌将氨氮转化成硝态氮，再通过厌氧菌将硝态氮还原成氮气释放。
1.2 间歇式生物脱氮工艺：通过控制好氧和厌氧条件的切换，使得污水中的氨氮在不同环境中转化为氮气释放。
1.3 碳源添加工艺：在污水处理过程中添加适量的碳源，促进好氧菌的生长和硝化反应，从而实现脱氮效果。
2. 物化脱氮工艺2.1 化学沉淀法：通过添加化学药剂，使污水中的氮元素与药剂发生反应生成不溶于水的沉淀物，从而实现脱氮效果。
2.2 气浮法：将污水中的氮元素转化成气态，通过气浮设备将气态氮排出，从而实现脱氮效果。
2.3 膜分离法：利用特殊的膜材料，将污水中的氮元素与其他物质分离，从而实现脱氮效果。
3. 吸附脱氮工艺3.1 活性炭吸附法：利用活性炭的大比表面积和吸附性能，将污水中的氮元素吸附到活性炭表面，从而实现脱氮效果。
3.2 生物负载吸附法：将具有高氮吸附能力的微生物负载在特定的载体上，通过微生物的代谢作用将污水中的氮元素吸附和转化为无害物质。
4. 电化学脱氮工艺4.1 电解法：通过电解污水，利用电极上的化学反应将污水中的氮元素转化为氮气释放，从而实现脱氮效果。
4.2 电化学氧化法：利用电化学氧化反应将污水中的氮元素氧化为无害物质，从而实现脱氮效果。
5. 植物脱氮工艺5.1 水生植物法：利用水生植物的吸收作用，将污水中的氮元素吸收并转化为植物组织中的有机物。
5.2 人工湿地法：通过构建人工湿地，利用湿地植物和微生物的共同作用，将污水中的氮元素去除和转化。
总结：污水处理工艺脱氮是一项关键的环境保护工作。
通过生物脱氮工艺、物化脱氮工艺、吸附脱氮工艺、电化学脱氮工艺和植物脱氮工艺等不同方法，可以有效去除污水中的氮元素，减少对水体的污染。
厌氧 反硝化 好氧 的作用
厌氧反硝化好氧的作用
1. 厌氧作用:
- 厌氧环境是指缺氧或无氧的环境。
- 在厌氧条件下,有机物会通过厌氧发酵过程被分解,产生甲烷、二氧化碳等气体。
- 厌氧作用在污水处理、沼气发酵等领域有重要应用。
2. 反硝化作用:
- 反硝化是一种生物学过程,由反硝化菌将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气。
- 反硝化过程可以去除水体中过量的硝酸盐和亚硝酸盐,防止富营养化。
- 反硝化在水处理、土壤修复等领域有广泛应用。
3. 好氧作用:
- 好氧环境是指富氧的环境。
- 在好氧条件下,有机物会被好氧微生物分解,产生二氧化碳、水等无害产物。
- 好氧作用在污水处理、堆肥发酵等领域发挥重要作用。
厌氧、反硝化和好氧作用是不同的生物化学过程,在环境治理、资源利用等领域具有重要应用价值。
通过合理利用和组合这些过程,可以实现污染物的有效去除和资源的循环利用。
好氧厌氧硝化反硝化
好氧厌氧硝化反硝化 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】水解酸化池：水解酸化的作用是调节废水的pH值，为后续的生化反应的反应创造条件；因为很多工艺要求水质在一定pH值范围内，而进水水质往往达不到要求，故要设计酸化池。
水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺，是一个比较重要的工艺。
如果后级接入UASB工艺，可以大大提高UASB的容积负荷，提高去除效率。
水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H2O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开，一端加入H+，一端加入-OH，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。
水中SS高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，出水就变的清澈了。
这其间水解菌是利用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。
但是COD在表象上是不一定有变化的，这要根据你在设计时选择的参数和污水中有机物的性质共同确定的，长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物，这也就是调试阶段工艺控制好以后，处理效果会逐步提高的原因之一。
水解工艺并不是简单的，设计时要考虑污水中有机物的性质，确定水解的工艺设计，水解停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、出水酸化度、污泥消解能力、后级配套工艺（UASB或接触氧化）。
接触氧化池:生物接触氧化法的反应机理生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。
同步硝化反硝化原理
同步硝化反硝化原理
硝化是指将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程，而反硝化是指将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气气体的过程。
同步硝化反硝化是指同时进行硝化和反硝化的过程。
该过程常应用于废水处理厂等环境中，以去除废水中的氨氮。
在同步硝化反硝化过程中，首先是硝化反应。
硝化反应是由硝化细菌完成的，其中亚硝化细菌将氨氮氧化成亚硝酸盐，然后亚硝化细菌再将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。
硝化过程需要较高的氧气供应，因此通常在好氧条件下进行。
接下来是反硝化反应。
反硝化反应是由反硝化细菌完成的，其中反硝化细菌将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气气体。
反硝化过程是在缺氧条件下进行的，因此需要提供适量的碳源，并控制氧含量较低。
在同步硝化反硝化过程中，硝化和反硝化两种反应是同时进行的。
这种同步操作使得废水中的氨氮能够被迅速转化为氮气气体，从而实现废水的脱氮。
同步硝化反硝化技术具有高效、省能、无需药剂等优点，因此在废水处理领域得到广泛应用。
硝化与反硝化
硝化与反硝化利用好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化1 生物脱氮与同步硝化反硝化在生物脱氮过程中，废水中的氨氮首先被硝化菌在好氧条件下氧化为NO-X，然后NO-X 在缺氧条件下被反硝化菌还原为N2(反硝化)。
硝化和反硝化既可在活性污泥反应器中进行，又可在生物膜反应器中进行，目前应用最多的还是活性污泥法。
硝化菌和反硝化菌处在同一活性污泥中，由于硝化菌的好氧和自养特性与反硝化菌的缺氧和异养特性明显不同，脱氮过程通常需在两个反应器中独立进行(如Bardenpho、UCT、双沟式氧化沟工艺等)或在一个反应器中顺次进行(如SBR)。
当混合污泥进入缺氧池(或处于缺氧状态)时，反硝化菌工作，硝化菌处于抑制状态；当混合污泥进入好氧池(或处于好氧状态)时情况则相反。
显然，如果能在同一反应器中使同一污泥中的两类不同性质的菌群(硝化菌和反硝化菌)同时工作，形成同步硝化反硝化(Simultaneous Nitrification Denitrification简称SND)，则活性污泥法的脱氮工艺将更加简化而效能却大为提高。
此外从工程的角度看，硝化和反硝化在两个反应器中独立进行或在同一个反应器中顺次进行时，硝化过程的产碱会导致OH-积累而引起pH值升高，将影响上述两阶段反应过程的反应速度，这在高氨氮废水脱氮时表现得更为明显。
但对SND工艺而言，反硝化产生的OH-可就地中和硝化产生的H+，减少了pH值的波动，从而使两个生物反应过程同时受益，提高了反应效率。
2 实现同步硝化反硝化的途径由于硝化菌的好氧特性，有可能在曝气池中实现SND。
实际上，很早以前人们就发现了曝气池中氮的非同化损失(其损失量随控制条件的不同约在10%～20%左右)，对SND的研究也主要围绕着氮的损失途径来进行，希望在不影响硝化效果的情况下提高曝气池的脱氮效率。
①利用某些微生物种群在好氧条件下具有反硝化的特性来实现SND。
研究结果表明，Thiosphaera、Pseadonmonas nautica、Comamonossp.等微生物在好氧条件下可利用NOX-N 进行反硝化。
硝化与反硝化
硝化与反硝化废水中的氮常以合氮有机物、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。
一、硝化与反硝化(一) 硝化在好氧条件下，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。
反应过程如下：亚硝酸盐菌NH4++3/2O22-+2H++H2O-△E △E=第二步亚硝酸盐转化为硝酸盐：硝酸盐菌NO-+1/2O2 NO3--△E △E=这两个反应式都是释放能量的过程，氨氮转化为硝态氮并不是去除氮而是减少它的需氧量。
上诉两式合起来写成：NH4++2O2 NO3-+2H++H2O-△E △E=351KJ综合氨氧化和细胞体合成反应方程式如下：NH4+++ NO3-+ H2O+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；(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) 。
影响硝化过程的主要因素有：(1)pH值当pH值为～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 值在以上；(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)污泥停留时间硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为＝～(温度20℃，～。
为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。
在实际运行中，一般应取＞2 ；(4)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；(5)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。
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。
反硝化细菌
自养反硝化细菌
自养反硝化细菌利用无机碳化合物(如 CO2, HCO3-)作为它们的碳源。因此,不需要 异养反硝化过程中必需的有机碳。
Thiobacillus denitrificans（脱氮硫杆菌）
7
2.1 影响因素
碳氮比
在不同碳氮比(C/N)条件下，其反硝化能力并 不相同。当C/N＞5时,脱氮率能达到90%以上。 最适宜的碳氮比是5～6,在此区间能进行完全 的反硝化。当C/N在1～14之间变化时,硝酸盐 还原基本都发生在菌株生长的第4～10h，整 个反硝化过程中亚硝酸盐浓度一直保持在极低 的水平。
研究表明不同反硝化细菌的反硝化最佳效果 要求的碳氮比并不相同。
8
温度
在5～19℃的天然条件下进行了反硝化验,NO3-的 去除在温度＜8℃时也能持续进行,当温度从14℃增加 到19℃时,对每天N的去除量影响很小。相反,温度从 19℃上升到24℃时导致反硝化速度增加了60%,更高 的温度继续加速反硝化作用,在30℃时反硝化速度比 在14℃ 研究现状
目前国内对反硝化细菌的研究多集中于利 用生物技术对污水进行处理，减轻环境污染 程度，而2001年国外专家提出分析使用反硝 化细菌法对水样进行前处理，以分析淡水与 海水中硝酸盐的氮同位素分析法；2006年 Julie Granger和Sigman一起研究提出了用 反硝化细菌法去除淡水和海水中硝酸盐的氮 氧同位素分析法；2007年John Karl Bhlke 等研究发现，可以用连续选择反硝化细菌法 将淡水和海水中硝酸盐和亚硝酸盐转化为 N2O后进行氮氧同位素测试。
微生物反硝化过程是一种经济有效的硝酸盐 去除方法。反硝化细菌在此过程中起非常重要 的作用,它能够使NO3-逐步转变为NO2-、NO、 N2O和N2,从而达到脱氮的目的。
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。
厌氧好氧缺氧环境下反应器内氮和磷的转化
厌氧好氧缺氧环境下反应器内氮和磷的转化厌氧好氧缺氧环境下的反应器是一种常见的废水处理设备，它能够有效地去除废水中的氮和磷，保护水体环境的健康。
在这种反应器中，氮和磷的转化是一个复杂的过程，涉及到多种微生物的参与和环境因素的影响。
首先，我们来讨论氮的转化。
在厌氧环境下，氮通常以有机氮的形式存在，如氨氮、有机氮和蛋白质。
在好氧环境下，氨氮会被氨氧化细菌氧化成亚硝酸盐，然后再被亚硝酸盐氧化细菌氧化成硝酸盐。
这个过程被称为硝化作用。
在缺氧环境下，硝酸盐会被反硝化细菌还原成氮气。
所以，在厌氧好氧缺氧环境下的反应器中，氮的转化主要包括氨氧化、亚硝化和反硝化三个过程。
氮的转化受到很多因素的影响。
首先是温度和pH值。
氨氧化细菌和反硝化细菌对温度和pH值都有一定的要求，不同的细菌对温度和pH值的适应范围不同。
温度过低或过高、pH值过低或过高都会抑制细菌的活性，影响氮的转化效率。
其次是溶解氧浓度。
氨氧化和亚硝化都是氧化过程，需要足够的溶解氧来提供氧化反应的能量。
缺氧环境下的反硝化则需要细菌能够利用硝酸盐作为电子受体。
溶解氧浓度过低或硝酸盐浓度过高都会影响氮的转化效率。
此外，还有营养物质的浓度、反应器的水力负荷等因素也会影响氮的转化过程。
接下来，我们来讨论磷的转化。
磷是废水中的一种重要污染物，它主要以无机磷的形式存在，如磷酸盐和亚磷酸盐。
在厌氧好氧缺氧环境下的反应器中，磷的转化主要包括吸附、沉淀和解吸三个过程。
在厌氧环境下，磷酸盐和亚磷酸盐会被一些微生物吸附在生物团上，如细菌的胞外聚集物、胞外多糖等。
在好氧环境下，磷酸盐会被一些微生物沉淀成无机磷酸盐，如羟基磷灰石。
这个过程被称为生物磷酸盐沉淀。
在缺氧环境下，无机磷酸盐会被一些微生物解吸，释放回废水中。
磷的转化也受到环境因素的影响。
pH值、温度和溶解氧浓度都会影响磷的吸附、沉淀和解吸过程。
此外，磷的转化还与微生物群落的结构和功能密切相关。
不同的微生物群落对磷的转化有不同的贡献，而微生物群落的结构和功能受到环境因素的影响。
好氧、厌氧、硝化反硝化
水解酸化池: 水解酸化得作用就是调节废水得pH 值,为后续得生化反应得反应创造条件;因为很多工艺要求水质在一定pH 值范围内，而进水水质往往达不到要求，故要设计酸化池。
水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS 较高得污水处理工艺,就是一个比较重要得工艺。
如果后级接入UASB 工艺，可以大大提高UASB 得容积负荷, 提高去除效率。
水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H2O 电离得Ｈ＋与-OH 将有机物分子中得C- Ｃ打开,一端加入Ｈ＋,一端加入－OH ，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水得可生化性。
水中SS 高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉,用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢,不完全得代谢可以使ＳS 成为溶解性有机物,出水就变得清澈了。
这其间水解菌就是利用了水解断键得有机物中共价键能量完成了生命得活动形式。
但就是ＣOD 在表象上就是不一定有变化得,这要根据您在设计时选择得参数与污水中有机物得性质共同确定得长期得运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物,这也就就是调试阶段工艺控制好以后, 处理效果会逐步提高得原因之一。
水解工艺并不就是简单得,设计时要考虑污水中有机物得性质,确定水解得工艺设计,水解停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、出水酸化度、污泥消解能力、后级配套工艺（U ＡSB 或接触氧化）。
接触氧化池:生物接触氧化法得反应机理生物接触氧化法就是一种介于活性污泥法与生物滤池之间得生物膜法工艺,其特点就是在池内设置填料, 池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与污水中得填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均得缺陷。
该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,填料壁得微生物会因缺氧而进行厌氧代谢,产生得气体及曝气形成得冲刷作用会造成生物膜得脱落, 并促进新生物膜得生长,此时,脱落得生物膜将随出水流出池外。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水解酸化池：水解酸化的作用是调节废水的pH值，为后续的生化反应的反应创造条件；因为很多工艺要求水质在一定pH值范围内，而进水水质往往达不到要求，故要设计酸化池。
水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺，是一个比较重要的工艺。
如果后级接入UASB工艺，可以大大提高UASB的容积负荷，提高去除效率。
水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H2O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开，一端加入H+，一端加入-OH，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。
水中SS高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，出水就变的清澈了。
这其间水解菌是利用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。
但是COD在表象上是不一定有变化的，这要根据你在设计时选择的参数和污水中有机物的性质共同确定的，长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物，这也就是调试阶段工艺控制好以后，处理效果会逐步提高的原因之一。
水解工艺并不是简单的，设计时要考虑污水中有机物的性质，确定水解的工艺设计，水解停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、出水酸化度、污泥消解能力、后级配套工艺（UASB或接触氧化）。
接触氧化池:生物接触氧化法的反应机理生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。
生物接触氧化法具有以下特点：1、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；2、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。
厌氧池：因为厌氧反应分为4个阶段：（1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。
废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。
分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。
（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。
（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
水解池一般是指水解酸化池，即将整个池子的反应控制在厌氧的前两个阶段，让大分子的物质分解成小分子的易分解的物质，提高废水的B/C比。
缺氧池，是相对厌氧和好氧来讲，一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之间的生化系统。
缺氧池缺氧反应是兼性菌参与的生化反应，兼性菌是可以在好氧也可以在厌氧的情况下反应，要求系统的溶解氧在0.5mg/L以下，对温度和pH的要求也没有厌氧反应严格以DO区分，一般小于0.2mg/L就称为厌氧段，大于0.2mg/L小于0.5mg/L称为缺氧段。
厌氧段释磷，缺氧段反硝化脱氮。
缺氧放磷，好氧吸磷，吸磷总量会远远大于放磷，把磷由液相转移到污泥，从水体移除。
水解池和缺氧池的对比：1、水解池因为厌氧反应分为4个阶段：（1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。
废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。
分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。
（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。
（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
水解池一般是指水解酸化池，即将整个池子的反应控制在厌氧的前两个阶段，让大分子的物质分解成小分子的易分解的物质，提高废水的B/C比。
缺氧池，是相对厌氧和好氧来讲，一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之间的生化系统。
因此他们的相同点是，都是缺氧的环境，以厌氧和兼氧菌为主（实际运用过程中甚至有时候两者没有很明确的分别）。
不同点是，他们发挥的作用不同（水解池是控制在厌氧的水解酸化阶段，将大分子的物质分解成小分子物质，提高废水的可生化性，便于后续工艺的处理；缺氧池的作用是在去氨氮过程中提供反硝化等作用，并作为好氧池的过渡阶段）另外一般酸化池不曝气，而缺氧池可以选择用穿孔管曝气，适当增加废水中的溶解氧。
好氧池、厌氧池、缺氧池：好氧池就是通过曝气等措施维持水中溶解氧含量在4mg/l左右，适宜好氧微生物生长繁殖，从而处理水中污染物质的构筑物；厌氧池就是不做曝气，污染物浓度高，因为分解消耗溶解氧使得水体内几乎无溶解氧，适宜厌氧微生物活动从而处理水中污染物的构筑物；缺氧池是曝气不足或者无曝气但污染物含量较低，适宜好氧和兼氧微生物生活的构筑物。
不同的氧环境有不同的微生物群，微生物也会在环境改变的时候改变行为，从而达到去除不同的污染物质的目的。
反硝化也称脱氮作用。
反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。
硝化反硝化与好氧缺氧的关系：就生活污水而言，氮主要是以有机氮和氨氮的形式存在的，无论是有氧还是在无氧环境下有机氮都可以转化成氨氮，只是产物和速率不同而已，这样，氨氮在有氧的环境下，在亚硝酸菌和硝酸菌的作用下发生硝化反应，转化成硝态氮，这个构筑单元一般叫做好氧池，有的也叫曝气池。
硝态氮在反硝化细菌的作用下，在缺氧环境之下发生反硝化反应，生成氮气释放到大气中，完成了脱氮。
这个构筑单元一般叫做缺氧池。
硝化作用硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。
其作用过程如下：硝化细菌从铵或亚硝酸的氧化过程中获得能量用以固定二氧化碳，但它们利用能量的效率很低，亚硝酸菌只利用自由能的5～14％；硝酸细菌也只利用自由能的5～10％。
因此,它们在同化二氧化碳时，需要氧化大量的无机氮化合物。
土壤中硝化细菌的数量首先受铵盐含量的影响，一般耕地里，每克土中只有几千至几万个。
添加铵盐即可使其数量增至几千万个。
土壤中性偏碱，通气良好，水分为田间持水量的50～70％，温度为10～30℃时，最适宜硝化细菌的生长繁殖，铵盐也能迅速被转化为硝酸盐。
自然界中,除自养硝化细菌外,还有些异养细菌、真菌和放线菌能将铵盐氧化成亚硝酸和硝酸，异养微生物对铵的氧化效率远不如自养细菌高，但其耐酸，并对不良环境的抵抗能力较强，所以在自然界的硝化作用过程中，也起着一定的作用。
反硝化作用也称脱氮作用。
反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。
微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途，一是利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3-→NH4+→有机态氮。
许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养。
另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮（N2），称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。
能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。
大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示：C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同化二氧化碳，以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。
可进行以下反应：5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4反硝化作用使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。
农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用。
反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用。
生物除磷活性污泥法处理污水时，将活性污泥交替在厌氧和好氧状态下运行，能使过量积聚磷酸盐的积磷菌占优势生长，使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。
污泥中积磷菌在厌氧状态下释放磷，在好氧状态下过量地摄取磷。
经过排放富磷剩余污泥，其结果与普通活性污泥法相比，可去除污水中更多的磷。
具体解释：实际上，目前对于除磷的原理研究依旧不是很明确，甚至具体是哪一种细菌起的作用仍然不清楚，通常情况都是以菌群作为研究对象，我们叫他聚磷菌PAOs。
一般来说，生物都有自己的独特性状，但是作为生物都有统一的一面，那就是过度繁殖的特性，生物利用数量上的优势，压倒别的生物，达到繁衍的目的，同理微生物也不例外。
在一些特定情况下，微生物在数量上取得竞争的优势，达到抑制其他生物生长的目的。
同理聚磷菌也拥有这样的特性，他们表现出来的形状也是为了自身的繁殖。
而且在磷酸盐浓度降低的情况下，会抑制聚磷菌的生长，也就是为什么聚磷菌需要调试才能正常运行。
这一过程主要就是几样物质，VFA（挥发性脂肪酸），PHA（聚羟基脂肪酸），PO（磷酸盐），PP（多聚磷酸盐）厌氧条件下，PAOs吸收VFA转化为PHA，这一过程PP高能键断裂为这一过程释放能量，同时释放出磷酸盐，而磷酸盐浓度升高，恰恰是我们说的能够利于PAOs生长繁殖好氧条件下，正好与其相反，吸收Po形成PP，而此时的能源则是PHA，如厌氧过程所说，PP是吸收PO所需要的能量物质，也就等于是为下一次代谢周期做准备，与此同时，PAOs 分裂生成新的细胞，但是由于，PO含量降低，将会限制它的生存繁殖，所以必须通过人为过程使PO含量升高，完成一个完整的周期。