生物脱氮除磷原理及工艺
生物脱氮除磷原理及工艺
（2）反应过程 （3）反硝化反应的控制指标
①碳源
污水中的碳源，BOD5/T—N>3-5时，勿需外加 外加碳源，CH3OH（反硝化速率高生成CO2+H2O），
②PH值
当BOD5/T—N<3-5时
适当的PH值（6.5-7.5） ——主要的影响因素
PH>8，或PH<6，反硝化速率下降
8
同化反硝化
+4H
+4H
缓慢搅拌池
沉淀池
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三、 生物除磷原理
霍米尔（Holmers）提出活性污泥的化学式 C118H170O51N17P 或C：N：P=46：8：1
※ 生物除磷——就是利用聚磷菌一类的的微生物，能够过量 的，在数量上超过其生理需要，从外部摄取磷，并将磷以聚合 形式贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到从废水 中除磷的效果。
设内循环
产生碱度,3.75mg碱度/mgNO3—N 勿需建后曝气池
回流水含有NO3—N（沉淀池污泥反硝化生成）
要提高脱氮率，要增加回流比
（2）影响因素与主要工艺参数
水力停留时间：3 ：1； 循环比：200%； MLSS值：大于3000mg/l; 污泥龄：30d; N/MLSS负荷率：0.03gN/gMLSS.d 进水总氮浓度：小于30mg/l。
活性污泥法的传统功能——去除水中溶解性有机物
1、同化作用
污水生物处理中，一部分氮备同化微生物细胞的 组分。按细胞干重计算，微生物中氮的含量约为 12.5%
4
2、氨化反应 与硝化反应 （1）氨化反应
RCHNH2COOH+O2氨化菌 RCOOH+CO2+NH3
3、硝化反应
（1）硝化过程
生物脱氮除磷的原理与工艺设计
生物脱氮除磷的原理与工艺设计生物脱氮除磷是一种通过生物转化过程，将废水中的氮和磷去除掉的方法。
生物脱氮除磷工艺的基本原理是利用特定微生物（硝化细菌、反硝化细菌和磷积累菌）的活性，分别将废水中的氨氮和亚硝酸氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，然后利用反硝化微生物将硝酸盐还原为氮气；同时，磷酸盐通过生物转化过程被吸附于生物体内，从而实现废水中氮、磷的去除。
1.污水处理系统的设计：包括进水口、沉淀池（或消化池）、氧化池、沉砂池（或沉淀池）、出水口等。
不同的生物脱氮除磷工艺，需要设计不同的系统结构，以确保废水能够顺利流动，并进行相应的生物转化过程。
2.微生物的引进和培养：选择适当的微生物菌种，引进到废水处理系统中。
常见的微生物菌种包括：硝化细菌（如亚硝化细菌、硝化细菌等）、反硝化细菌和磷积累菌。
培养好的微生物菌种，能够提高废水处理系统的处理效果。
3.溶解氧供应：废水中的生物脱氮除磷过程需要一定的溶解氧供应，以维持微生物的正常活性。
通过增加氧气供应、搅拌设备等方式，提高溶解氧浓度，促进微生物的生长和代谢。
4.碳源的添加：废水处理过程需要适量的有机碳源（如甲烷、乙酸等）供给微生物菌种进行生长和代谢。
通过添加碳源，可以提高微生物的活性，增强废水中氮、磷的去除效果。
5.控制系统的建立：根据不同的废水处理系统要求，建立相应的监测和控制系统。
通过监测废水中氨氮、亚硝酸氮、硝酸盐和磷酸盐等指标的含量，调整废水处理过程中的操作参数，实现最佳的脱氮除磷效果。
6.污泥的处理和回用：生物脱氮除磷过程中会产生大量的污泥。
合理处理和回用污泥，可以降低处理成本，并减少对环境的污染。
通过科学的生物脱氮除磷工艺设计，可以高效地去除废水中的氮、磷污染物，实现废水的净化和资源化利用。
然而，不同的废水特性和处理需求可能需要不同的工艺设计，因此，需要根据实际情况进行具体的工艺优化和改进。
工艺方法——生物脱氮除磷技术
工艺方法——生物脱氮除磷技术工艺简介一、传统生物脱氮除磷技术1、传统生物脱氮原理污水经二级生化处理，在好氧条件下去除以BOD5为主的碳源污染物的同时，在氨化细菌的参与下完成脱氨基作用，并在硝化和亚硝化细菌的参与下完成硝化作用；在厌氧或缺氧条件下经反硝化细菌的参与完成反硝化作用。
2、传统生物除磷原理在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，放出H3PO4和能量形成ADP；在好氧条件下，聚磷菌有氧呼吸，不断地放出能量，聚磷菌在透膜酶的催化作用下利用能量、通过主动运输从外部摄取H3PO4，其中一部分与ADP结合形成ATP，另一部分合成聚磷酸盐（PHB）储存在细胞内，实现过量吸磷。
通过排除剩余污泥或侧流富集厌氧上清液将磷从系统内排除，在生物除磷过程中，碳源微生物也得到分解。
3、常用工艺及升级改造具有代表性的常用工艺有A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺、SBR 工艺、Bardenpho工艺、生物转盘工艺等，这些工艺都是通过调节工况，利用各阶段的优势菌群，尽可能的消除各影响因素间的干扰，以达到适应各阶段菌群生长条件，实现水处理效果。
近年来随着研究的深入，对常用工艺有了一些改进，目前应用最广泛、水厂升级改造难度较低的是分段进水工艺。
与传统A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺等相比，分段进水工艺可以充分利用碳源并能较好的维持好氧、厌氧（或缺氧）环境，具有脱氮除磷效率高、无需内循环、污泥浓度高、污泥龄长等优点。
分段进水工艺适用于对A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺等的升级改造，通过将生化反应池分隔并使进水按一定比例分段进入各段反应池，以充分利用碳源，解决目前污水处理厂普遍存在的碳源不足和剩余污泥量过大的问题。
分段进水工艺虽然对提高出水水质有较好的效果，但该工艺并不能提高处理能力，当水厂处于超负荷运行时，分段进水改造也不能达到良好的处理效果。
二、新型生物脱氮除磷技术近年来，科学研究发现，生物脱氮除磷过程中出现了超出传统生物脱氮除磷理论的现象，据此提出了一些新的脱氮除磷工艺，如：短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺、反硝化除磷工艺。
简述生物脱氮和生物除磷的基本原理和过程
生物脱氮和生物除磷是水环境治理中常见的技术手段，其基本原理和过程对于水质净化具有重要意义。
下文将分别对生物脱氮和生物除磷的基本原理和过程进行简要阐述，以便更好地理解和应用这两种技术手段。
一、生物脱氮的基本原理和过程1. 基本原理：生物脱氮是指利用生物的作用将水体中的氮气态化合物转化为氮气排放出去的过程。
其主要包括硝化和反硝化两个过程。
2. 过程：1）硝化作用：首先是硝化细菌将水体中的氨氮转化为亚硝酸盐，然后再将亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程。
这一过程主要发生在水中砷、锰等微生物和有机物贪婪性好氧微生物的作用下。
2）反硝化作用：反硝化细菌将水中的硝酸盐还原成氮气气体，从而实现氮的脱除。
这一过程主要发生在水中缺氧或厌氧条件下，反硝化细菌在有机物的作用下进行。
二、生物除磷的基本原理和过程1. 基本原理：生物除磷是指利用生物的作用将水体中的磷物质转化为无机磷沉积或有机磷的过程。
其主要包括磷的吸附和磷的沉淀两个过程。
2. 过程：1）磷的吸附：指微生物在生长过程中，通过细胞活性或胞外聚合物等结合机制，将水体中的磷物质吸附到微生物体表面或细胞内，从而减少水体中的磷含量。
这一过程主要发生在水中的底泥、生物膜等介质上。
2）磷的沉淀：指在适当的环境条件下，微生物可以促进水中磷物质的沉淀作用，将磷固定到底泥中，从而减少水体中的可溶性磷含量。
这一过程主要发生在水中的缺氧或厌氧条件下。
生物脱氮和生物除磷是通过利用微生物的作用，将水体中的氮和磷物质转化为氮气或无机磷沉积的技术手段。
其基本原理和过程涉及硝化、反硝化、微生物吸附和微生物沉淀等生物学过程，在水环境治理中具有重要的应用价值。
希望通过本文的介绍，读者对生物脱氮和生物除磷技术有更深入的了解，并能更好地应用于实际的水质净化工作中。
生物脱氮和生物除磷作为水环境治理的重要手段，对于改善水体质量、保护生态环境具有重要意义。
在实际应用中，为了更好地发挥生物脱氮和生物除磷技术的效果，需要结合具体的水体特点和环境条件，采取相应的措施和管理方式，以确保技术的有效运行和水体的稳定净化。
污水生物脱氮除磷的基本原理
污水生物脱氮除磷的基本原理
污水生物脱氮除磷是一种利用生物的代谢能力来降低污水中氮和磷的浓度的技术。
其基本原理是利用污水中的生物分解形成的氨氮，通过氨氧化、反硝化及硫酸还原这三个生物代谢过程，将氨氮转变成无害物质，并利用磷细菌将磷结合在污泥中，最终将氮和磷从污水中去除。
1、氨氧化过程
氨氧化过程是污水生物处理中脱氮的主要过程，也是把氨氮转变成无害物质的主要过程。
氨氧化的具体过程是把氨氮转变成氮气的过程，真正的氨氧化过程是由被称作氨氧化菌的细菌来承担的。
这些特殊的细菌需要降低水温、提高pH值和添加活性碳等外源物质的供给，才能进行氨氧化反应。
2、反硝化过程
反硝化过程是把亚硝酸氮转变成氮气的过程，它是生物处理中氮的最后一步转变过程，反硝化的最后产物是氮气，也就是说它是将氮从污水中最终去除出去的转变过程。
反硝化过程受反硝化菌的影响较大，反硝化菌属于好氧细菌，反硝化条件包括高氧化性、低温度、较高的pH值等。
3、硫酸还原过程
硫酸还原过程是通过硫酸还原菌将污水中的亚硝酸氮还原成氨氮的过程，它是把水中的氮含量降低的重要手段。
硫酸还原过程还可以与氨氧化过程相结合，从而提高去除氮的效率。
污水生物脱氮除磷原理及工艺
一般用Al2(SO4)3，聚氯化铝（PAC）和铝酸钠（NaAlO2） 2）铁盐除磷：FePO4 、 Fe(OH)3
一般用FeCl2、FeSO4 或 FeCl3 、Fe2(SO4)3
3）石灰混凝除磷:
2 5Ca 2 4OH 3HPO4 Ca5 (OH )(PO4 ) 3 3H 2O
二、生物除磷过程的影响因素
①溶解氧： l厌氧池内：绝对的厌氧，即使是NO3-等也不允许存在； l好氧池内：充足的溶解氧。 ②污泥龄： l剩余污泥对脱磷效果有很大影响，泥龄短的系统产生的剩余
污泥多，可以取得较好的除磷效果；
l 有报道称：污泥龄为 30d ，除磷率为 40%；污泥龄为 17d，
除磷率为50%；而污泥龄为5d时，除磷率高达87%。
一、巴颠甫(Bardenpho)同步脱氮除磷工艺
工艺特点： 各项反应都反复进行两次以上，各反应单元都有其首要 功能，同时又兼有二、三项辅助功能； 脱氮除磷的效果良好。 工艺复杂,反应器单元多,运行繁琐,成本高
二、A—A—O(A2/O)同步脱氮除磷工艺
工艺特点： l工艺流程比较简单；总的水力停留时间短 l厌氧、缺氧、好氧交替运行，不利于丝状菌生长，污泥膨胀 较少发生； l无需投药，两个A段只需轻缓搅拌, 只有O段供氧, 运行费用低。
3
2
2 反硝化反应的影响因素
• 碳源：
①废水中有机物，若BOD5/TKN>3~5时，即可； ②外加碳源，多为甲醇； ③内源呼吸碳源—细菌体内的原生物质及其贮存 的有机物。 • 适宜pH：6.5~7.5； • 溶解氧应控制在0.5mg/l以下；
• 适宜温度：20~40C
生物脱氮的基本原理
二、Phostrip除磷工艺——生物除磷和化学除磷相结合
废水脱氮除磷工艺
废水脱氮除磷工艺
废水脱氮除磷工艺是一种用于处理含有高浓度氮和磷的废水的技术，旨在减少这些有害污染物的排放，以满足环保标准。
以下是常见的废水脱氮除磷工艺：
1.生物脱氮除磷工艺：
生物脱氮（BNR）：生物脱氮是通过在废水处理系统中引入一些特定的微生物，将废水中的氮转化为氮气的过程。
这通常包括硝化和反硝化两个阶段，其中氨氮首先被氧化成亚硝酸盐，然后转化为氮气。
生物除磷（BPR）：生物除磷是通过引入能够吸附磷的微生物，将废水中的磷物质吸附并沉淀出来的过程。
2.化学脱氮除磷工艺：
化学沉淀：添加化学药剂，如氧化铁、氧化铝等，与废水中的磷形成沉淀物，从而实现除磷的效果。
这一过程通常被称为磷酸盐的化学沉淀。
硝化-脱硝：使用化学方法将废水中的氨氮氧化成硝酸盐，然后再还原成氮气。
3.物理化学脱氮除磷工艺：
生物物理化学一体化工艺：将生物处理、物理处理和化学处理结合在一起，以提高脱氮除磷效果。
膜分离技术：利用膜过滤技术，如超滤、反渗透等，从废水中去除氮和磷。
4.湿地处理：
人工湿地：利用植物和微生物的协同作用，通过湿地过程去除废水中的氮和磷。
自然湿地模拟：模仿自然湿地的生态系统，利用湿地中的植物和微生物去除废水中的有机和无机污染物。
4.3生物脱氮除磷技术
NO3-一类的化合态氧也不允许存在，但在聚磷菌吸氧的好氧反
应器内却应保持充足的氧 (2)污泥龄 生物除磷主要是通过排除剩余污泥而去除磷的，因此剩 余活泥多少将对脱磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产 生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有报导称 ：当污泥龄为30d时，除磷率为40％，污泥龄为17d时，除磷 率为50％，而当污泥龄降至5d时，除磷率高达87％。
(3) 后置缺氧-好氧生物脱氮工艺
可以补充外来碳源，也可以利用活性污泥的 内源呼吸提供电子供体还原硝酸盐，反硝化速率 仅是前置缺氧反硝化速率的1/3-1/8，需较长停留 时间。
进水 二沉池 出水
好氧/ 硝化
缺氧
回流污泥 污泥
二、生物除磷工艺
1.概述 来源：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场 及含磷工业废水 危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗 氧和复氧平衡；水质恶化，危害水资源。 包括：有机磷(磷酸甘油酸、磷肌酸)和无机磷( 磷酸盐，聚合磷酸盐) 去除方法： 常规活性污泥法的微生物同化和吸附； 生物强化除磷； 投加化学药剂除磷。
二、生物除磷工艺
72年开创，生物除磷和化学 曝气池：含磷污水进入，还有由除 沉淀池(I)：泥水分离， 4.生物除磷工艺 磷池回流的已经释放磷但含有聚磷 除磷相结合，除磷效果好. 含磷污泥沉淀，已除磷的 (2)弗斯特利普除磷工艺（Phostrip）： 菌的污泥。使聚磷菌过量摄取磷， 上清液作为处理水排放。 去除有机物（BOD和COD）, 可能还 有一定的硝化作用。
聚磷分解形成的无机磷释放回污水中—厌氧释磷。
好氧环境：进入好氧状态后，聚磷菌将贮存于体
内的PHB进行好氧分解并释放出大量能量供聚磷菌增
殖等生理活动，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，
《生物脱氮除磷》课件
有机物浓度和泥龄对生物除磷的影响也 较大，适宜的有机物浓度和泥龄需要针 对不同的工艺进行优化。
溶解氧浓度对生物除磷的影响较大，适 宜的溶解氧浓度范围为0.5-3mg/L。
温度对生物除磷的影响较大，适宜的温 度范围为10-30℃。
pH值对生物除磷的影响也较大，适宜的 pH值范围为6.5-8.5。
04 生物脱氮除磷技 术案例分析
温度
温度对生物脱氮效率有显著影 响，适宜的温度范围是20-30℃
。
pH值
pH值对硝化细菌和反硝化细菌 的生长和活性有重要影响，适 宜的pH值范围是7.0-8.0。
溶解氧
溶解氧对硝化反应和反硝化反 应均有影响，适宜的溶解氧浓 度是2-4mg/L。
碳源
碳源的种类和浓度对反硝化反 应有重要影响，常用的碳源有
某污水处理厂生物脱氮除磷运行管理
运行管理要点
为确保生物脱氮除磷工艺的稳定运行，需要定期对工艺参数进行监测与调整，如溶解氧、 pH值、温度等。同时，需要加强设备维护与保养，确保设备的正常运行。
应急处理措施
针对可能出现的异常情况，如污泥膨胀、污泥流失等，制定相应的应急处理措施，确保工 艺的可靠性。
人员培训与安全管理
某污水处理厂生物脱氮除磷效果分析
1 2 3
脱氮效果
通过合理的工艺控制，该污水处理厂的生物脱氮 效率较高，总氮去除率达到85%以上，满足国家 排放标微生物的聚磷作用，有效去除 磷元素，总磷去除率达到90%以上，显著降低水 体富营养化的风险。
经济效益与社会效益
该工艺的运行不仅提高了污水处理效果，减少了 污染物排放，同时也为污水处理厂带来了经济效 益和社会效益。
原理
生物脱氮基于硝化反硝化原理，通过好氧硝化和缺氧反硝化过程实现氮的去除 ；生物除磷则通过聚磷菌在厌氧和好氧环境下的代谢作用实现磷的去除。
废水生物脱氮除磷原理
废水生物脱氮除磷原理
废水生物脱氮除磷是一种利用微生物代谢作用的方法，通过生物碳、氮、磷循环，去除废水中的氨氮和磷的过程。
其原理可以分为以下几
个方面：
1. 生物脱氮原理
废水中的氨氮通过硝化、反硝化等微生物代谢过程，最终转化为氮气
释放到大气中。
具体过程如下：
硝化菌利用氨氮和氧气生成亚硝酸盐，反应式为：NH4++2O2→NO2^-
+2H++H2O。
亚硝酸盐在氧气存在下被反硝化菌还原为氮气，反应式为：2NO2^-
+O2→2NO3^-。
2. 生物除磷原理
废水中的磷通过生物吸附、释放等方式去除。
具体过程如下：
生物体内的磷酸盐被菌体代谢，通过吸附释放等过程沉积到废水处理
系统，从而实现磷的去除。
同时，选择合适的填料并维持水体曝气，可以提高微生物的附着能力
和生长条件，使生物脱氮除磷效果更好。
3. 优化废水处理过程
为了使废水生物脱氮除磷过程更加高效、稳定，需要注意以下几个方面：
（1）控制废水中的C/N/P比例，一般适宜比例为100:5:1。
（2）生物反应器运行过程中，维持一定的曝气量，保证氧气充足。
（3）监测废水中的温度、pH、DO等关键参数，及时调整水质和操作
方式。
（4）在废水生物脱氮除磷过程中，加入一定的外源碳源和磷去除剂，
有助于提高去除效果。
废水生物脱氮除磷技术是一种效果良好、操作简单的处理废水的方法，具有很大的应用前景。
生物脱氮除磷工艺简介
生物脱氮除磷工艺简介1、生物脱氮除磷工艺的进展从20世纪60年代开始，美国曾系统地进行了脱氮除磷物化方法研究，结果认为该法的主要缺点是药耗量大，产生的污泥多，特别对处理大量城市污水时，处理成本高。
因此，转入研究生物脱氮除磷工艺。
从20世纪70年代开始，在活性污泥法脱氮工艺（A/0工艺）逐步实现工业化，并在此基础上研究开发出了生物脱氮除磷工艺（如A2/0工艺等）。
以后，随着微生物学和细胞学在污水生化处理上的新应用，又不断出现了多种变形的生物脱氮除磷工艺，如MSBR等。
我国从20世纪80年代初开始生物脱氮除磷研究，80年代后期实现了工业化流程。
污水脱氮除磷可供选择的工艺通常有生物处理和物理化学处理两大类。
后者由于需要投加相当数量的化学药剂，存在运行费用高，残渣量大和运行管理难度大等缺陷，因此，城市污水处理中一般不推荐采用。
而一般生物处理又分为活性污泥和生物膜法两种。
目前对城市污水的生物脱氮除磷工艺，指的是活性污泥生物脱氮除磷工艺。
目前已实用的几种生物脱氮除磷工艺有：A2/O、氧化沟、SBR工艺以及以上三种工艺的系列改良工艺。
2、生物脱氮除磷的工艺原理简述（1）生物脱氮首先，污水中的蛋白质和尿素等在水解酶和尿素酶的作用下转化为氨氮，而后在有氧条件下和在硝化菌的作用下，氨氮被氧化为硝酸盐，这阶段称为硝化（即氨氮转化为硝酸盐）。
再以后，在缺氮条件和反硝化菌的参与作用，并有外加碳源提供能量，硝酸盐还原成气态氮（N2）逸出，这阶段称为反硝化（即硝酸盐的氮转化为氮气）。
整个脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。
在脱氮过程中，硝化菌增长速度较缓慢，所以要有足够的污泥泥龄。
反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，还要有充裕的碳源提供能量，才可能使反硝化作用顺利进行。
除上述条件以外，影响脱氮效率的因素还有溶解氧，温度和PH 值等。
硝化阶段，应有足够的溶解氧，其值一般应大于2g/L。
反硝化阶段为缺氧条件，溶解氧值宜为0.4mg/L左右。
生物脱氮除磷原理及工艺
生物脱氮除磷原理及工艺生物脱氮的原理主要是利用微生物中的硝化和反硝化过程。
首先，硝化细菌通过氧化氨将氨氮转化为亚硝酸盐，然后亚硝酸盐进一步被亚硝酸盐脱氢酶转化为硝酸盐。
这个过程被称为硝化作用。
反硝化过程是指在缺氧或低氧条件下，反硝化细菌通过还原硝酸盐来释放出氮气。
生物脱磷的原理主要是利用微生物中的磷酸盐积累和释放过程。
一些细菌和藻类能够以有机物的形式从水中吸收和积累磷酸盐，并在一定条件下释放出来。
这个过程被称为磷酸盐吸收和释放作用。
通过调节水体中的氧气、有机负荷和pH值等条件，可以促进微生物的磷酸盐吸收和释放过程，从而实现生物脱磷。
非曝气法主要是在低氧或缺氧条件下进行处理。
这种方法的优点是能够节省能源和减少氧气需求，适用于中小型处理单位。
常见的非曝气法包括：厌氧氨氧化-硝化还原法（Anammox-Detritus-Anoxia法）、系统内侧流间歇式处理法（SCT法）和单球状厌氧硝化反硝化法等。
曝气法主要是通过加氧来提供充足的氧气供给，促进硝化和反硝化过程。
这种方法的优点是处理效果稳定可靠，适用于大型处理装置。
常见的曝气法包括：AO法（活性污泥法）、A2/O法（改良后的活性污泥法）和SBR法（顺序批处理法）等。
在实际的生物脱氮除磷工程中，通常会采用多级处理工艺。
例如，可以将生物脱氮和生物除磷结合起来，构建生物反硝化除磷工艺（SND）。
这种工艺可以同时去除水体中的氮和磷，效果较好。
总的来说，生物脱氮除磷通过利用微生物的生长和代谢活动，可以有效地降低水体中的氮和磷浓度，改善水质，保护生态系统。
不同的工艺可以根据具体情况选择和组合，以达到最佳的去除效果。
脱氮除磷原理及过程
脱氮除磷原理及过程脱氮除磷是指将水中的氮和磷等营养盐去除，以达到净化水体的目的。
其原理和过程如下：脱氮原理：脱氮主要是通过微生物的作用来实现的。
在水体中，氮主要以氨氮、硝态氮和有机氮的形式存在。
在底泥和有机物的分解过程中，产生的氨氮（NH3）被硝化细菌氧化成亚硝酸盐（NO2-），然后再被另一类硝化细菌氧化成硝酸盐（NO3-）。
硝酸盐是稳定的氮化合物，不易向大气中释放。
但通过特定条件下的反硝化作用，脱氮可以发生。
反硝化是一种厌氧细菌作用，将水中的硝酸盐还原成氮气（N2），释放到大气中，从而实现去除氮的目的。
脱磷原理：脱磷主要是通过化学沉淀和吸附等方式来实现的。
在水体中，磷主要以无机磷（溶解态磷）和有机磷（悬浮态磷、溶解态磷）的形式存在。
添加化学物质如铝盐、铁盐等能与磷发生反应生成固体沉淀，从而将磷从水中去除。
此外，还可以使用一些吸附性材料，如活性炭等，将水中的磷物质吸附到材料表面，实现去除磷的目的。
脱氮过程：脱氮过程通常涉及两个主要步骤：硝化和反硝化。
在硝化过程中，氨氮被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通过微生物的作用完成。
然后，在反硝化过程中，硝酸盐被厌氧细菌还原成氮气，从而从水体中去除氮。
脱磷过程：脱磷过程通常包括化学沉淀和吸附等步骤。
在化学沉淀中，将适当的化学物质添加到水体中，与磷发生反应生成固体沉淀，从而将磷从水中去除。
而在吸附过程中，将具有较强吸附性的材料，如活性炭，放入水体中，吸附水中的磷，实现脱磷的目的。
总的来说，脱氮除磷是通过微生物的作用（硝化和反硝化）和化学物质的处理（化学沉淀和吸附）来实现的。
这些过程能有效去除水体中的氮和磷，从而净化水体。
生物脱氮除磷原理及工艺
硝化过程
反硝化过程
硝化
反硝化
生物脱氮过程是一个化反应则需要缺氧条件和较短 污泥龄的反硝化菌 在大量有机 物存在时 硝化菌对氧气和营养 物质的竞争不如好氧异养菌 不 利于硝化反应 而反硝化菌需要 有机物作为电子供体来完成脱 氮的过程 解决这些矛盾将会提 高生物脱氮工艺的高效性和稳 定性
改进的Bardenpho工艺流程图
生物脱氮的运行控制
DO的控制
温度T的控制
pH的控制
碳氮比的控制
污泥龄的控制 混合液回流比的控制 有毒有害物质的控制
DO的控制
温度T的控制
pH的控制
碳氮比的控制
污泥龄的控制
混合液回流比的控制
有毒有害物质的控制
废水生物除磷的运行控制
S K DN
S0 S K S0 S0
生物除磷的原理
生物除磷动力学
厌氧条件下，PAO对有机物降解和磷的释放：
3 4
2C2 H4O2 HPO3 H2O (C2 H4O2 ) PO 3H
好氧条件下，PAO对有机物的降解和对磷的过量摄 取：
C2 H 4O2 0.16 NH 1.2O2 0.2 PO 0.16C5 H 7 NO2 1.2CO2 0.2 HPO3 0.44OH 1.44 H 2O
UTC工艺流程图
改良型UCT工艺----MUCT
与 A2/O
工艺相比，在适当的 COD/TKN 比例下，缺 氧区的反硝化可使厌氧区回流污泥中硝酸盐含量接 近于0。 当进水 COD/TKN 较高时，缺氧区无法实现 完全的脱氮，仍有部分硝酸盐进入厌氧区，因此又 产生改进UCT 工艺（MUCT） MUCT 工艺有两个缺氧池，前一个接受二沉池回流 污泥，后一个接受好氧区硝化混合液，使污泥的脱 氮与混合液的脱氮分开，进一步减少硝酸盐进入厌 氧区的可能。
污水生物法脱氮除磷技术及应用
3.同时生物脱氮除磷典型工艺
混合液回流 Ri 出水 进水 厌氧池 好氧池 沉淀池
缺氧池
回流污泥 R 剩余污泥
图2-23 典型的 好氧池 二沉池 出水
剩余污泥 污泥回流 （a）流程1
混合液回流 进水 前置缺氧池 出水 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池
⑥有毒物质 硝化与反硝化过程都受有毒物质的影响，硝化菌 更易受到影响。对硝化菌有抑制作用的有毒物质有 Zn、Cu、Hg、Cr、Ni、Pb、CN-、HCN等。
3)生物脱氮的典型工艺
混合液回流
进水
缺氧池
好氧池
二沉池
出水
污泥回流
空气
剩余污泥
图2-20 A/O生物脱氮工艺流程
2.污水生物除磷
1)生物除磷基本原理
③ pH值 硝化菌对pH值变化十分敏感，pH值在7.0～7.8时， 亚硝酸菌的活性最好；而硝酸菌在pH值为7.7～8.1时 活性最好。反硝化最适宜的pH值在7.0～7.5。 ④碳氮比 对于硝化过程，碳氮比影响活性污泥中硝化细菌所 占的比例，过高的碳氮比将降低污泥中硝化细菌的比 例。
⑤泥龄 硝化过程的泥龄一般为硝化菌最小世代时间的2 倍以上。当冬季温度低于10℃，应适当提高泥龄。
剩余污泥 污泥回流
（b）流程2
同时生物脱氮除磷A2/O的变形工艺
4、Bardenpho同步脱氮除磷工艺
工艺特点： 各项反应都反复进行两次以上，各反应单元都有其首要功 能，同时又兼有二、三项辅助功能； 脱氮除磷的效果良好。
5、UCT工艺
—含NO3-N的污泥直接回流到厌氧池，会引起反硝化作用， 反硝化菌将争夺除磷菌的有机物而影响除磷效果，因此 提出UCT（Univercity of Cape Town）工艺。
sbr工艺脱氮除磷原理
sbr工艺脱氮除磷原理SBR工艺脱氮除磷原理SBR工艺（Sequencing Batch Reactor）是一种常用的生物处理技术，可以高效地去除废水中的氮和磷。
它是一种周期性操作的工艺，包括一系列不同的步骤，如进水、曝气、沉淀、排水和静息。
通过合理地控制这些步骤，可以实现废水中氮和磷的有效去除。
SBR工艺的脱氮除磷原理主要包括生物吸附、生物吸附-脱附和生物转化等过程。
废水中的氮和磷会通过生物吸附的方式被生物颗粒物吸附。
在SBR 反应器中，有大量的生物颗粒物存在，它们表面有丰富的微生物菌群。
当废水进入反应器时，氮和磷会被这些菌群吸附在颗粒物表面。
接下来，生物颗粒物会在曝气阶段经历生物吸附-脱附的过程。
在曝气阶段，系统向反应器中通入氧气，通过曝气作用使废水中的溶解氧浓度升高，并提供足够的氧气供给微生物呼吸代谢。
在这个过程中，生物颗粒物上的氮和磷会被微生物菌群吸附，而随着曝气的进行，部分颗粒物会从菌群表面脱附下来。
脱附下来的颗粒物会经过生物转化过程，将吸附的氮和磷转化为氮气和磷酸盐。
生物转化是一种微生物代谢过程，通过这个过程，废水中的氮和磷可以被微生物菌群转化为无害的产物。
在SBR反应器中，通过合理控制曝气和静息时间，可以使得生物转化过程达到最佳效果。
SBR工艺脱氮除磷的原理主要是通过生物吸附、生物吸附-脱附和生物转化等过程来实现。
这些过程的顺序和时间控制非常重要，可以通过合理的操作和控制，使废水中的氮和磷得到高效去除。
SBR工艺具有操作简单、投资成本低、去除效果好等优点，因此在废水处理领域得到了广泛应用。
总的来说，SBR工艺的脱氮除磷原理是基于生物吸附、生物吸附-脱附和生物转化等过程。
通过合理地控制这些过程，可以实现废水中氮和磷的高效去除。
这种技术在废水处理中具有重要的应用价值，对于保护水环境、实现可持续发展具有重要意义。
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一、 氮的吹脱去除
1、原理
（1）NH3+H2O
NH4++OH-
PH=7时，以NH4+存在
PH=11时，90%NH3存在
PH升高，去除NH3上升
T上升，去除NH3上升
（2）脱氮塔
脱氮塔技术的特点 除氮的效果稳定 操作简便，容易控制 NH3二次污染（可回 收） 使用CaO易结垢（改 用NaOH） 水温下降时，效果差
氧1.14mg
7—8.5 30℃ θ=1.1
0.21—1.08
7mg NH4+- N /(gMLSSh)
6—7.5 30℃ θ=1.1 0.28—1.44 0.02
0.04—0.13 mg SS/
0.02—0.07 mg
mg NH4+- N能量 转换率为5%—35%
a
VSS/mg N02--N能 量转换率10%—30%
1、同化作用
污水生物处理中，一部分氮备同化微生物细胞的 组分。按细胞干重计算，微生物中氮的含量约为 12.5%
a
4
2、氨化反应 与硝化反应 （1）氨化反应
RCHNH2COOH+O2氨化菌 RCOOH+CO2+NH3
3、硝化反应
（1）硝化过程
a
5
NH4++3/2O2 亚硝化菌NO2-+H2O+2H+-△（△F=278.42kj）
反硝化
异养型细菌
有机物 NO3- NO20—0.5mg/l 还原1mgNO3--N,N02--N生成3.57g
碱度 分解1mg有机物(COD)需要NO3N 0.35mg, N02-N0.58mg，以提
供化合态的氧 6—8
34—37℃ θ=1.06—1.15 好氧分解的 1/2 —1/2.5
2—8mg NO3-—N/(gMLSS·h) 16% CH3OH/gC5H7O2N8
生化反应类 型
微生物
能源 氧源(H受体)
溶解氧 碱度
氧的消耗
最适pH值 最适温度
增殖速度(d-1) 分解速度
产率
去除有机物 （好氧分解）
好氧菌和兼性菌 （异养型细菌）
有机物 O2
1—2mg/l以上 没有变化
分解1mg有机物 (BOD5)需氧2mg
6—8 15—25℃ θ=1.0—1.04 1.2—3.5 70—870mg BOD/(gMLSS·h)
a
3
（3）脱氮塔工作影响因素与设计参数 ①PH值——PH升高到10.5以上，去除率增加缓慢 ②水温——水温升高，效率升高 ③布水状态——滴状下落最好，膜状下落，效果大减 ④布水负荷率——填料6m高以上时，其值不超过180m³/m².d ⑤气液比——填料6m高以上时，2200-2300以下为好。
二、 污水生物脱氮原理 活性污泥法的传统功能——去除水中溶解性有机物
a
6
①溶解氧—— 氧是电子受体，DO不能低于1.0mg/l 硝化需氧量（NOD）——4.57g(氧)/g（N）
②碱度——7.1g碱度（以CaCO3计）/1g氨态氮（以N计）,一 般碱度不低于50mg/l ③PH——对PH变化敏感（硝化菌),最佳值8.0-8.4,效率最高
④温度——适应20-30℃，15℃时硝化速度下降，低于5℃完全停 止 ⑤有机物——BOD应低于15-20mg/l ⑥污泥龄（SRT）——微生物在反应器内的停留时间（θc）
生物脱氮除磷原理及工艺
xxx
a
1
活性污泥的脱氮除磷原理及应用
13.7.1脱氮原理与工艺技术
1、氮污染的危害
（1）富营养化——N、P引起，藻类问题（滇池，太湖）； （2） 提高制水成本——应用水，污水消毒时，增加投氯量； （3）污水回用填塞管道——NH3－N可促进设备中微生物的繁殖； （4） 农业灌溉——TN不大于1mg/l，否则对农作物有影响。
硝化菌
NO2-+1/2O2
NO3- -△F（△F=72.27kj )
NH4++2O2 NO3-+H2O+2H+-△F（△F=351kj）
硝化菌的特点
①硝化菌——亚硝酸菌和硝酸菌的统称; ②硝化菌属于——化能自养菌，革兰氏染色阴性，可生芽孢的短
杆状细菌 .
（2）环境因素对硝化反应的影响
※硝化菌对环境条件的变化极为敏感
N>(θc)Nmin，硝化菌最小的世代时间(θc)Nmin ⑦重金属机有害物质 重金属对硝化反应抑制 高浓度NH4+—N，高浓度NOx-—N
有机物、络合物阳离子
a
7
4、反硝化反应 反硝化反应——指NO3—N和NO2—N在反硝化菌的作用下，
还原气态N2的过程。
（1）反硝化菌的特点
①反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌； ②以NO3—N为电子受体，以有机碳为电子供体，不能释放更 多的ATP，合成的细胞物质较少 。
10
③溶解氧
0.5mg/l以下，厌氧、好氧交替的环境，如存在氧，会抑制 反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成，或氧成为电子受体阻碍硝 酸氮的还原，但另一方面，某些酶系统还需有氧才能合成； ④温度
最适宜的温度是20-40℃，低于15℃时代谢速率下降； ⑤冬季低温季节
（2）反应过程 （3）反硝化反应的控制指标
①碳源
污水中的碳源，BOD5/T—N>3-5时，勿需外加 外加碳源，CH3OH（反硝化速率高生成CO2+H2O），
②PH值
当BOD5/T—N<3-5时
适当的PH值（6.5-7.5） ——主要的影响因素
PH>8，或PH<6，反硝化速率下降
a
8
同化反硝化
+4H
+4H
2HNO3 -2H2O2HNO2-2H2O 2HNO
2NH2OH
2NH3
NO3-
NO2-
-H2O
N2
NO
异化反硝化
NH2OH
有机体(同化反硝 化)
NO2-
N2O
N2(异化反硝化)
反硝化过程式 上式的简化式
图7－14 反硝化反应过程（同化反硝化、异化反硝化）
a
9
表7-4生物脱氮反应过程各项生化反应特征
16% CH3OH/gC5H702
N
硝化
亚硝化
硝化
Nitrosomonas 自养型细菌
Nitrobacter 自养型细菌兼性菌
化学能
化学能
O2 2mg/l以上 氧化1mg NH4+-N 需要7.14mg的碱度
O2 2mg/l以上 没有变化
氧化1mg NH4+- N 氧化1mgNO2--N 需
需氧3.43mg
2、氮的存在形式
（1）有机氮
（2）氨态氮（NH3—N、NH4+—N） （3） NO2—N、NO3—N （4） N2
凯式氮
3、二级处理技术的局限性
※合成代谢对氮磷的去处率低，水中氮磷过剩
nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5)O2 (C5H7NaO2)n+n(x-5)CO2+n/2(y-4)H2O2