AO生化地硝化与反硝化原理
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界中，氮的硝化和反硝化过程。
硝化是指氨或有机氮化合物被氧化成硝酸盐的过程，而反硝化则是指硝酸盐还原成氮气的过程。
这两种过程对于氮的循环和生物圈的平衡具有重要意义。
首先，我们来看硝化作用的原理。
硝化作用是由一些特定的微生物来完成的，这些微生物包括硝化细菌和厌氧氨氧化细菌。
硝化细菌能够将氨氧化成亚硝酸盐，然后再将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。
而厌氧氨氧化细菌则能够直接将氨氧化成硝酸盐。
这些微生物通过氧化还原反应，将氨氧化成硝酸盐，从而完成硝化作用。
在硝化作用中，硝酸盐是氮的氧化形式，它在土壤中可以被植物吸收利用，也可以通过反硝化作用还原成氮气，释放到大气中。
硝化作用是氮循环中的一个重要环节，它能够将有机氮化合物转化成植物可利用的无机氮盐，从而促进植物的生长和生态系统的平衡。
接着，我们来看反硝化作用的原理。
反硝化作用是由一些厌氧细菌来完成的，这些细菌能够利用硝酸盐作为电子受体，将其还原成氮气。
在缺氧的环境中，这些细菌能够利用硝酸盐来进行呼吸作用，从而释放出氮气。
这种过程对于维持土壤和水体中的氮平衡具有重要意义。
总的来说，硝化反硝化作用是氮循环中的重要环节，它们能够促进植物的生长，维持生态系统的平衡，并且对大气中的氮气含量具有调节作用。
通过了解硝化反硝化作用的原理，我们能够更好地理解氮循环的过程，从而更好地保护环境、促进农业生产和维护生态平衡。
综上所述，硝化反硝化作用是氮循环中不可或缺的环节，它们通过微生物的作用，将有机氮化合物转化成植物可利用的无机氮盐，维持了生态系统的平衡。
同时，反硝化作用又能够将硝酸盐还原成氮气，从而调节大气中的氮气含量。
通过深入了解硝化反硝化作用的原理，我们能够更好地保护环境、促进农业生产和维护生态平衡。
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界中氮的循环过程中，氨或有机氮化合物通过微生物的作用转化为硝酸盐，然后再转化为氮气的过程。
这一过程在土壤、水体和废水处理系统中起着重要的作用，对氮的循环和生态系统的平衡具有重要意义。
硝化反硝化作用的原理主要包括硝化作用和反硝化作用两个过程。
硝化作用是指氨或有机氮化合物在细菌的作用下氧化为亚硝化物，然后再氧化为硝酸盐的过程。
这一过程主要由硝化细菌完成，其中包括亚硝化细菌和硝化细菌。
亚硝化细菌将氨氧化为亚硝化物，而硝化细菌将亚硝化物进一步氧化为硝酸盐。
硝酸盐是植物生长所需的氮源之一，因此硝化作用对于土壤中的氮循环具有重要意义。
而反硝化作用则是指在缺氧条件下，硝酸盐被还原为氮气或一氧化氮的过程。
这一过程主要由反硝化细菌完成，反硝化细菌能够利用硝酸盐作为电子受体，在缺氧条件下将其还原为氮气或一氧化氮。
这一过程不仅可以减少土壤和水体中的硝酸盐含量，还可以释放大量的氮气，对氮的循环和生态系统的平衡具有重要的影响。
硝化反硝化作用的原理在自然界中具有广泛的应用。
在农业生产中，合理施肥和土壤管理可以通过调控硝化反硝化作用来提高氮肥利用率，减少氮肥的流失；在废水处理系统中，通过控制硝化反硝化作用可以有效地去除废水中的氮污染物，保护水体环境。
因此，深入了解硝化反硝化作用的原理对于环境保护和可持续发展具有重要的意义。
总之，硝化反硝化作用是氮的循环过程中至关重要的环节，它通过微生物的作用在土壤、水体和废水处理系统中起着重要的作用。
深入了解硝化反硝化作用的原理，对于合理利用氮肥、保护水体环境和促进可持续发展具有重要的意义。
希望本文能够对读者对硝化反硝化作用有所帮助，谢谢阅读！。
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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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。
硝化反硝化原理
硝化反硝化原理
硝化和反硝化是在自然环境中发生的两种重要的生物地球化学过程。
硝化是指细菌将氨态氮氧化为亚硝酸盐，然后进一步氧化为硝酸盐。
这个过程在土壤和水体中广泛发生，对于氮的循环至关重要。
硝化反应中最具代表性的细菌是氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌。
在硝化过程中，氨氧化细菌首先将氨利用氧氧化为亚硝酸盐。
这一过程被称为氨氧化反应，其中产生的氮气被称为亚硝酸盐。
然后，亚硝酸盐氧化细菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐，这个过程被称为亚硝酸盐氧化反应。
硝化过程是在氧气存在的条件下进行的。
反硝化是另一种与硝化相关的过程，它是指细菌将硝酸盐还原为氮气或亚硝酸盐。
这个过程通常发生在缺氧的环境中。
反硝化细菌通过代谢硝酸盐来获得能量。
在反硝化过程中，硝酸盐首先被还原为亚硝酸盐，然后进一步还原为氮气。
这个过程中产生的氮气被释放到大气中。
硝化反硝化过程在氮循环中起着重要的作用。
硝化过程将氨态氮转化为硝态氮，使得植物能够吸收和利用氮。
而反硝化则将硝态氮还原为氮气，将氮气释放到大气中。
这两个过程的平衡对于氮的循环和生态系统的功能至关重要。
硝化与反硝化原理
硝化与反硝化原理
硝化和反硝化是生物地球化学循环过程中重要的环节，是氮素循环过程的关键环节之一。
在这个循环中，氮元素从一种形式转换为另一种形式，这是由微生物酶的活动引起的。
在这个过程中，硝化菌（nitrifying bacteria）和反硝化菌（denitrifying bacteria）
起着重要的作用。
硝化是将氨基基团（NH2）通过一系列的化学反应转化为硝酸盐（NO3-）的过程。
硝化菌利用氨、亚硝酸盐和氧来形成硝酸盐。
氨氧化是硝化过程中的第一步，当氨被氨氧化细
菌利用时，它会生成亚硝酸盐（NO2-）。
亚硝酸盐是一个很强的氧化剂，它可以被不同类
型的硝化菌利用来生成硝酸盐。
反硝化是将硝酸盐还原为氮气（N2）或笑气（N2O）的过程。
反硝化菌利用硝酸盐来产生能量并还原硝酸盐。
这个过程有助于在水体和土壤中减少硝酸盐的含量，从而减轻氮素
大量滞留的危险。
反硝化对于保护水体生态系统和减轻土壤中氮素的含量非常重要。
大量
的化肥和废水排放已经导致反硝化的程度受到了影响。
硝酸盐在土壤中的含量随着时间的推移会出现波动。
在土壤中，硝酸盐可以通过植物
吸收，进而通过食物链进入动物体内。
这样就保持了氮元素在生物循环中的流动。
在水体中，硝酸盐也有可能累积，给水中生物的健康带来威胁。
总之，硝化和反硝化是生物地球化学循环过程中不可或缺的一环。
它们是维护广大生
态系统平衡的关键，也是人类保护生态环境的重要手段之一。
污水处理AO工艺介绍
污水处理AO工艺介绍引言概述：污水处理是现代社会中一个重要的环境保护领域，而AO工艺是一种常用的污水处理技术。
本文将介绍AO工艺的原理、优势、应用领域、操作注意事项以及未来发展趋势。
正文内容：1. AO工艺的原理1.1 氨氧化（Anoxic）阶段：在无氧条件下，硝化细菌通过氨氧化反应将氨氮转化为亚硝酸盐。
1.2 好氧（Oxic）阶段：在有氧条件下，亚硝酸盐通过硝化反应转化为硝酸盐。
1.3 反硝化（Denitrification）阶段：在无氧条件下，反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气释放到大气中。
2. AO工艺的优势2.1 高效处理：AO工艺能够同时进行氨氮和有机物的去除，处理效果显著。
2.2 节能环保：AO工艺采用生物降解方式，无需添加化学药剂，能够减少能耗和化学物质的排放。
2.3 占地面积小：AO工艺相对于传统的污水处理工艺来说，占地面积更小，适合在城市中进行污水处理。
2.4 运行成本低：AO工艺操作简单，维护成本低，适合于中小型污水处理厂。
3. AO工艺的应用领域3.1 城市污水处理厂：AO工艺适合于城市污水处理厂，能够高效处理大量的污水。
3.2 工业废水处理：AO工艺也适合于工业废水处理，能够有效去除废水中的有机物和氨氮。
3.3 农村污水处理：AO工艺可以适合于农村地区的污水处理，能够解决农村地区污水处理难题。
4. AO工艺的操作注意事项4.1 控制好氧/无氧条件：根据处理需求，合理控制好氧和无氧条件，以保证处理效果。
4.2 保持适宜的温度：AO工艺对温度要求较高，需要保持适宜的温度范围，以促进微生物的生长和代谢。
4.3 适时添加碳源：AO工艺需要适时添加碳源，维持好氧/无氧条件下微生物的生长和代谢。
5. AO工艺的未来发展趋势5.1 高效化：未来的AO工艺将更加注重提高处理效率，减少处理时间和成本。
5.2 能源回收：AO工艺将更加关注能源的回收利用，例如利用产生的甲烷气体发电。
5.3 自动化控制：未来的AO工艺将更加自动化，通过先进的监测和控制系统，实现更高效的运行。
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—
②温度：25—30℃
③溶氧：2—4mg/L
④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—
②温度：25—30℃
③溶氧：L
④有机碳源：BOD5/TN＞3—5过低需补加碳源。
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
同步硝化反硝化原理
同步硝化反硝化原理同步硝化反硝化是指在同一微生物群落中，硝化和反硝化两个过程同时进行的一种生物地球化学过程。
硝化是指氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸氧化细菌（NOB）将氨氧化为亚硝酸，再将亚硝酸氧化为硝酸的过程。
而反硝化则是指一些厌氧细菌利用硝酸或亚硝酸作为电子受体，将硝酸还原为氮气或亚硝酸还原为氮气的过程。
在自然界中，同步硝化反硝化过程对氮素的循环起着重要作用。
首先，硝化是氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸氧化细菌（NOB）共同完成的过程。
氨氧化细菌利用氨氧化酶将氨氧化为亚硝酸，而亚硝酸氧化细菌则利用亚硝酸氧化酶将亚硝酸氧化为硝酸。
这两个过程共同完成了氨的氧化过程，形成了硝化的终产物硝酸。
硝化过程是生态系统中氮素循环的重要环节，它将氨氧化为硝酸，为植物提供了可利用的氮源。
其次，反硝化是指一些厌氧细菌利用硝酸或亚硝酸作为电子受体，将硝酸还原为氮气或亚硝酸还原为氮气的过程。
这个过程是氮素从生态系统中循环的另一个重要环节。
通过反硝化过程，硝酸和亚硝酸可以被还原为氮气，从而释放到大气中，完成了氮素的还原过程。
同步硝化反硝化的原理在于，在同一微生物群落中，既有进行硝化的细菌，又有进行反硝化的细菌。
这些细菌在不同的环境条件下，可以共同完成氮素的氧化和还原过程。
这种生物地球化学过程在自然界中起着非常重要的作用，它维持了生态系统中氮素的平衡循环。
总的来说，同步硝化反硝化是指在同一微生物群落中，硝化和反硝化两个过程同时进行的一种生物地球化学过程。
硝化过程将氨氧化为硝酸，为植物提供了可利用的氮源，而反硝化过程则将硝酸和亚硝酸还原为氮气，完成了氮素的还原过程。
这种生物地球化学过程在自然界中起着重要的作用，维持了生态系统中氮素的平衡循环。
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。
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。
硝化和反硝化原理
硝化和反硝化原理
硝化和反硝化是两个不同的过程。
硝化过程：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。
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：
亚硝化反应方程式：55NH4++76O2+109HCO3-→C5H7O2N﹢
54NO2-+57H2O+104H2CO3
硝化反应方程式：
400NO2-+195O2+NH4++4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3-+3H2O+1.884H2 CO3
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。
反硝化是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程，反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物。
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。
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指一种化学反应，其中氮化合物（包括氨和尿素）被氧化成硝酸盐或亚硝酸盐，或者硝酸盐和亚硝酸盐被还原成氮化合物，这些反应在自然界中起着重要的作用。
硝化反应是通过微生物（包括氧气呼吸和厌氧呼吸）将氨或尿素转化为硝酸盐或亚硝酸盐的过程。
在这个过程中，氨被氧化成亚硝酸盐，然后再进一步氧化成硝酸盐。
反硝化反应则是将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气或其他氮化合物的过程，这个过程是由微生物完成的。
硝化反应和反硝化反应在土壤和水体中起着重要的作用，其中硝酸盐和亚硝酸盐的含量对环境和生态系统的健康有很大影响。
在现代农业中，硝酸盐和亚硝酸盐的含量也是农民们需要关注的重要问题之一。
因此，对硝化反应和反硝化反应的理解对于维护环境和生态系统的健康至关重要。
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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。
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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+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2.3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2.2所示。
表2.2 生物脱氮反应过程中各项生物反应特征（参考值）
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2.3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0.5~0.7mg/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8.0~8.4。
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 ~8.6。
pH值高于8.6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0.5mg/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2.5 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。