氮磷污染危害及脱氮除磷基本概念剖析
污水中的氮和磷的去除技术
03
过量的氮、磷等污染物质可能通过地表径流等方式进入土壤，
导致土壤质量下降。
对人类健康的影响
疾病传播
水体富营养化可能导致蓝藻等有害藻 类的繁殖，产生有毒物质，对人类健 康造成威胁。
健康风险增加
过量的氮、磷等污染物质可能增加某 些疾病的发生风险，如心血管疾病、 糖尿病等。
02
氮的去除技术
生物硝化反硝化法
XX湖泊富营养化治理案例
富营养化原因分析
对XX湖泊富营养化的原因进行调查，发现主要是 由于周边农业和工业污染所致。
治理措施
采取综合治理措施，包括建设污水处理厂、实施 生态修复工程、加强环境监管等。
治理效果评估
经过一段时间的治理，对湖泊水质进行检测，评 估治理效果，发现湖泊水质得到明显改善。
感谢观看
光催化氧化
利用光能将污水中的有机 氮和有机磷直接氧化成无 害物质，如氮气、二氧化 碳等。
微生物燃料电池法
原理
利用微生物在分解有机物的过程 中产生电能，同时将有机氮和有 机磷转化为硝酸盐和正磷酸盐。
优势
可回收电能，同时实现污水中的氮 磷去除。
挑战
需要优化反应器设计和微生物种群 选择以提高能量效率和去除效果。
化学沉淀法
总结词
通过向污水中投加适当的沉淀剂，使氨氮以固体形式沉淀下来，从而达到去除的目的。
详细描述
化学沉淀法是一种通过向污水中投加适当的沉淀剂（如镁盐、钡盐等），使氨氮以固体 形式沉淀下来，从而达到去除的目的。该方法适用于高浓度氨氮的污水处理，具有处理 效率高、操作简单等优点。但需要注意的是，化学沉淀法可能会产生二次污染，因此在
化学沉淀法除磷
化学沉淀法是通过向污水中投加化学药剂，使药剂与污水中的磷酸根离子 结合，生成难溶的磷酸盐沉淀物，再通过固液分离将沉淀物去除。
脱氮除磷
脱氮除磷技术前面我们学习了污水的一级和二级处理，城市污水和工业废水通过常规的二级处理后，大部分杂质和污染物得以去除，但仍有许多污染物是常规一、二级处理无法去除或去除甚少的，其中对环境影响很大且普遍存在的两类污染物是氮和磷。
我们知道，水体中的氮磷元素过多时，会消耗水中的溶解氧，造成水体富营养化，影响饮用水水源。
因此，去除污水中的氮和磷是水处理中至关重要的一步。
一、脱氮技术1.1 氮在水中的存在形态废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等4种形态存在，在二级处理水中，氮则是以氨态氮、亚硝酸氮和硝酸氮形式存在的。
如前所述，二级处理技术对氮的去除率比较低。
它仅为微生物的生理功能所用。
1.2 物理化学脱氮技术采用物理化学工艺去除城市污水中氮的常用方法主要有吹脱法、折点氯化法和选择性离子交换法。
物理化学脱氮方法不包括有机氮转化为氨氮和氨氮氧化为硝酸盐的过程，只能够去除污水中的NH3-N。
1.2.1 碱性吹脱法污水中的氨氮是以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）两种形式保持平衡状态而存在：NH3+H2O==NH4++OH−将pH值保持在11.5左右(投加一定量的碱)，让污水流过吹脱塔，使NH3逸出，以达脱氮目的。
首先投加石灰调pH值至11.5以促使NH4+—N向NH3-N转化。
在除氮塔内，空气自下向上吹入塔内，水自上而下喷淋，析出的NH3进入空气中，其去除率可达85%，水得以净化后再回流至格栅前，而除氮塔出来的空气再进入硫酸淋洗塔生成(NH4)2SO4，可作肥料或工业原料。
碱性吹脱法操作简便易控，除氨效果稳定；但也存在问题：pH值过高易生成水垢, 在吹脱塔的填料上沉积，可使塔板完全堵塞；当水温降低时,水中氨的溶解度增加,氨的吹脱率降低，环境温度低于0℃时，氨吹脱塔实际上无法工作；游离氨逸散造成二次污染；吹脱塔的投资很高等。
1.2.2 折点加氯法折点加氯法脱氮是将氯气或次氯酸钠投入污水，将污水中NH4-N氧化成N2的化学脱氮工艺。
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
21
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
以污水的脱氮、除磷与微生物学原理、影响因素
1.硝化
NH3+1.5O2→ HNO2+ H2O
0.5O2 + HNO2 → HNO3
2.反硝化
2HNO3+CH3CH2OH→N2+2CO2+2[
H]+3H2O
{反硝化脱氮}
12.15
5
厌氧氨氧化脱氮： NH3+HNO3→N2+2H2O HNO3+2NH3→1.5N2+[H]+3H2O
厌氧氨反硫化脱氮 H2SO4+2NH3→N2+S+4H2O
9
温度
❖硝化反应速度受温度的影响很大，因 为温度影响硝化细菌的增殖速度和反 应活性，大多数的硝化细菌的最适温 度为 25~30℃，反硝化段的温度通 常控制在 10~35℃之间，水体淤泥 反硝化速率随温度增高而提高, 在60 ~75℃之间反硝化速率达到最大值。
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图解
12.25
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四、微生物脱氮除磷的组合工艺
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工艺特点
❖ 第一缺氧段利用原水中的有机物为碳源和 第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液 进行反硝化反应。并有部分磷的释放。首 要功能是反硝化脱氮通过影响反硝化细菌 的活性来影响处理系统的脱氮效率的。 废水中的BOD5∶TN 即 C∶N 大于 2.86 时反硝化正常。此时，不需要 外加碳源就可以达到理想的脱氮效果， 如果 C∶N低于此值时反硝化过程出 现碳源不足，需要投加外碳源才能达 到理想的去氮效果。
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泥龄
❖ 泥龄即悬浮固体停留时间。硝化细菌的比 增长速度比生物处理中 (如活性污泥) 的 异氧型细菌的比增长速度要小得多。对于 活性污泥处理系统来说，如果泥龄短，排 放剩余污泥量大，将会使硝化细菌来不及 大量繁殖，因此，欲得到较好的硝化效果， 就需要较长的泥龄。可以采取的措施是通 过排泥控制泥龄，一般控制在 5d 以上， 泥龄要大于硝化细菌的比增长速度。否则， 泥龄过短，硝化细菌会流失，消化速率降 低。
污水处理过程中的氮磷去除技术
06
实际应用与案例分析
污水处理厂氮磷去除效果分析
01
02
03
去除效率
不同污水处理厂的氮磷去 除效率存在差异，主要受 工艺流程、处理规模、水 质条件等因素影响。
技术优缺点
针对不同污水处理厂的氮 磷去除技术进行比较，分 析各种技术的优缺点，为 后续技术选择提供依据。
处理效果评估
对污水处理厂的氮磷去除 效果进行定期监测和评估 ，确保出水水质达标，保 护水体环境。
THANKS
生物灭绝。
饮用水安全问题
过量的氮、磷可能通过饮用水源 进入人体，对人体健康造成潜在
威胁。
温室气体排放
在某些条件下，过量的氮会导致 温室气体的排放，加剧全球气候
变化。
02
氮磷去除技术概览
生物脱氮技术
1 2
3
硝化反硝化技术
通过硝化细菌将氨氮氧化为硝酸盐，然后通过反硝化细菌将 硝酸盐还原为氮气，从而达到脱氮的目的。
化学絮凝法是通过向污水中投加一些高分子物质或电解质，使污水中的悬浮物和 胶体颗粒发生凝聚，形成大颗粒的絮状物，再通过沉淀和过滤的方式将其从水中 分离出来。常用的絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。
吸附法
总结词
利用固体吸附剂的吸附作用将污水中的磷元素吸附在固体表面，再通过固液分 离将其从水中去除。
详细描述
工业废水
部分工业生产过程中产生的废水含有较高的氮 、磷浓度。
生活污水
生活污水中的洗涤剂、粪便等也是氮、磷的重 要来源。
氮磷对环境的危害
水体富营养化
过量的氮、磷进入水体，会导致 水体富营养化，引起藻类过度繁 殖，影响水质和生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系统健康。
破坏生态环境
除磷脱氮
环境与土木工程学院江南大学氮和磷的排放会加速导致水体的富营养化，其次是氨氮的好氧特性会使水体的溶解氧降低，此外，某些含氮化合物对人和其他生物有毒害作用。
因此，国内外对氮磷的排放标准越来越严格。
本章阐述生物脱氮除磷技术。
生物脱氮除磷技术是近20年发展起来的，一般来说比化学法和物理化学法去除氮磷经济，尤其是能有效地利用常规的二级生物处理工艺流程进行改造达到生物脱氮除磷的目的，是目前应用广泛和最有前途的氮磷处理方法。
除氮脱磷氮磷是引起水体富营养化和环境污染的重要污染物质，其来源较多，排放量日益增大，除大量的生活污水、动物排泄物外，大量的工业废水，如炼油废水、某些制药废水和食品工业废水、以及垃圾填埋场渗漏水等，都含有大量的氮磷．因此，研究污水除磷脱氮技术，保护水体不受富营养化的影响已成为一个亟待解决的问题．除磷脱氮也成了当今废水处理系统中的一个重要问题．近年来，生物除磷脱氮技术有了新的发展和突破，如厌氧氨氧化和同步脱氮技术，以及在除磷的同时脱氮，也是除磷脱氮研究的热点．生物脱氮原理及影响因素一、生物脱氮原理污水中氨主要以有机氮和氨氮形式存在。
在生物处理过程中，有机氮很容易通过微生物的分解和水解转化成氨氮，即氨化作用。
传统的硝化—反硝化生物脱氮的基本原理就在于通过硝化反应先将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮、亚硝态氮还原成气态氮从水中逸出，从而达到脱氮的目的。
氮在水中的存在形态与分类N无机NNO x--N(硝态氮)T K N(凯氏氮)总N(TN)NH3-NNO3-NNO2—-N有机N（尿素、氨基酸、蛋白质）氨化与硝化反应过程+++−−−→−+H O H NO 3/2O ：NH2-223亚硝化菌硝化-3-2NO 1/2O NO −−→−+硝酸菌-4232NH 2O NO H O 2H +++−−−→++硝化菌3222NH CO RCOOH O )COOH ：RCH(NH ++−−→−+氨化菌氨化硝化反应的条件-N完全硝化需氧4.57g，即（1）好氧状态：DO≥2mg/L；1gNH3硝化需氧量。
生物脱氮除磷原理
生物脱氮除磷原理生物脱氮除磷原理生物脱氮和除磷是现代污水处理过程中的两个主要步骤。
这样做可以有效地降低污染物的排放，并促进水环境的恢复和保护。
这篇文章将介绍生物脱氮和除磷的原理，并分别进行详细的说明。
一、生物脱氮氮是生命所必需的元素之一，然而，过量的氮会导致水体富营养化，甚至造成水体死亡。
因此，在污水处理过程中，生物脱氮是一个重要的步骤，目的是减少氮的含量，保护水资源。
生物脱氮的原理是通过微生物代谢来降低污水中的氮含量。
具体来说，将含有氮化合物的污水引入生物反应器中，细菌依靠缺氧状态下的代谢产生能量来去除氮，将氨氮转化为氮气和硝酸盐。
这样可以有效地减少氮的含量，并且为其他生物链提供营养素。
二、除磷磷是植物生长所必需的元素之一，但是污水中过多的磷会导致水体富营养化，破坏水生态环境。
因此，除磷也是现代污水处理过程的一个重要步骤。
除磷的方法主要有化学沉淀方法和生物除磷方法。
其中，化学沉淀法是通过添加化学药剂，使磷离子与药剂中的金属离子反应，产生一种不溶性沉淀，在沉淀的过程中去除磷。
相对而言，生物除磷方法更为可持续。
生物除磷的原理是利用一些专门的微生物，按照一定的顺序和比例，对污水中的有机质和磷进行吸收和固定。
这些微生物可以根据磷的生物循环特点，利用有机质和磷的沉积结合，通过代谢来吸收和固定磷，使磷含量得到降低。
三、总结生物脱氮和除磷在现代污水处理中是必不可少的步骤。
通过生物反应器和微生物代谢的过程，这些步骤可以有效地降低含氮和含磷物质的含量。
这些污染物不仅会污染水体，还会间接影响人类健康和生态环境。
为了保护我们的水资源和生态环境，我们需要科学的污水处理方法，以消除污染物和保护我们的水体资源。
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。
《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。
环境中磷污染的危害及常用的除磷方法研究的论文
环境中磷污染的危害及常用的除磷方法研究的论文[摘要]随着工农业生产的增长，人口的增加，含磷农药和农肥的大量使用，使水体的磷污染日益严重。
磷是地球系统中维系生命的主要元素之一，也是构成生物体并参与新陈代谢过程必不可少的元素。
但水体中如果磷含量超过20mg/l，就会导致水体富营养化，造成藻类大量繁殖，藻体死亡后分解会使水体产生霉味和臭味，影响鱼类等水生生物的生存。
[关键词]磷污染氧化物固体废弃物离子交换一、引言伴随着我国化工行业的高速发展，近二十年来，我国磷化工得到了迅速的发展，并取得了令人鼓舞的成绩。
但是，伴随着磷化工的发展而产生的环境污染状况也日趋严重。
因此，防治磷化工污染，保护生态环境，合理利用不可再生的有限资源，是我国磷化工健康发展所面临的一项迫切任务和重要课题，认识磷污染的危害和研究除磷的方法具有重大的现实意义。
二、磷化工污染的危害我国现有磷化工生产企业300家左右，从业人数十余万人，已形成固定资产约60亿元，约占全国化工固定资产总额的20%左右。
主要产品有磷矿石、硫酸、普通过磷酸钙、钙镁磷肥、重过磷酸钙、黄磷、赤磷、磷酸(包括工业级和食品级)、三聚磷酸钠、磷酸氢钙(包括饲料级和牙膏级)、三氯化磷、五硫化二磷、磷酸三钠、磷化锌、磷化铝、含磷农药、有机磷水质稳定剂、金属磷化剂等。
我国磷化工行业给社会提供了大量的物资财富，同时也伴随着产生了大量的污染物，主要是废气和粉尘、废水、固体废物(简称“三废”)。
这些污染物中含有许多有毒有害的物质进入了大气，江河湖海和陆地成为我国环境污染最主要的来源之一。
1.废气和粉尘。
磷化工在生产过程中产生的废气主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳、氟化氢、四氟化硅、磷化氢、硫化氢等，还会产生一些粉尘。
一氧化碳(co)是一种无色无味具有可燃性的有毒气体。
黄磷尾气是产生co的主要来源。
因此，防止co2气体造成的全球变暖危害到了刻不容缓的严峻时刻。
二氧化硫(so2)是一种无色而略有臭味的窒息性气体，也是污染大气的主要物质之一。
污水处理中的氮磷污染与去除技术
畜禽养殖
畜禽粪便中含有大量的氮磷，处 理不当易造成污染。
01
02
农业活动
过量使用化肥和农药，导致土壤 和水体中的氮磷含量增设施排放的污 水含有一定量的氮磷。
氮磷污染对环境的影响
01
水体富营养化
过量的氮磷导致水体中藻类过 度繁殖，水体透明度降低，水 质恶化。
02
生态失衡
结论
当前研究的不足与局限
1 技术应用范围有限
当前氮磷去除技术主要适用于大型污水处理厂，对于小 型和微型污水处理设施，技术的实施和运行存在较大难 度。
2 高成本与低效率
当前氮磷去除技术主要适用于大型污水处理厂，对于小 型和微型污水处理设施，技术的实施和运行存在较大难 度。
3 技术标准与规范不完善
当前氮磷去除技术主要适用于大型污水处理厂，对于小 型和微型污水处理设施，技术的实施和运行存在较大难 度。
破坏水生生物的生存环境，影 响水生生物的繁衍和种群结构 。
03
土壤质量下降
过量的氮磷通过地表径流和地 下渗透作用影响土壤质量，导 致土壤板结、肥力下降。
04
人类健康风险
长期接触高浓度氮磷污染的水 源可能对人体健康造成潜在危 害。
氮磷污染的控制标准与法规
法律法规
国家标准
各国根据自身情况制定相应的 氮磷排放标准，限制各类污水 排放。
4 环境影响评估不足
当前氮磷去除技术主要适用于大型污水处理厂，对于小 型和微型污水处理设施，技术的实施和运行存在较大难 度。
对未来研究的建议与展望
研发新型低成本高效率技术
完善技术标准和规范
鼓励科研机构和企业研发新型、低成本、 高效率的氮磷去除技术，以满足不同规模 污水处理设施的需求。
污水深度处理与脱氮除磷
污水深度处理与脱氮除磷污水深度处理与脱氮除磷污水处理是一项非常重要的环境保护工作，特别是在城市化进程加快的今天，城市生活污水的排放成为了一个不可忽视的问题。
为了保护水环境，我们需要对污水进行深度处理，并进行脱氮除磷等工艺，以减少对水体的污染。
污水深度处理的一种常见工艺是生物处理技术。
生物处理是利用生物体的代谢活动将有机物、氮、磷等污染物转化为稳定、无毒的物质的过程。
其中，脱氮除磷是生物处理的重要组成部分，主要是利用与污水中的氮、磷有亲和力的细菌来进行处理。
脱氮是指将污水中的氨氮转化为氮气，并释放到大气中。
常见的脱氮工艺有硝化反硝化法和膜生物反应器法。
硝化反硝化法主要是利用硝化细菌和反硝化细菌的代谢活动来完成。
首先，硝化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐，然后反硝化细菌将亚硝酸盐还原为氮气释放到大气中。
膜生物反应器法则是利用特殊的膜分离技术，将硝化细菌和反硝化细菌固定在膜上，使其能够同时进行硝化和反硝化反应，高效地实现脱氮处理。
除磷是指将污水中的磷转化为难溶的物质，以实现去除。
常用的除磷工艺有化学除磷法和生物除磷法。
化学除磷法主要是通过加入化学药剂，如聚合氯化铝、硫酸铝等，将污水中的磷转化为难溶的磷酸盐沉淀物，然后通过混凝沉淀和固液分离等工艺将其去除。
生物除磷法则是通过培养和利用具有生物磷去除能力的细菌，将污水中的磷转化为多聚磷酸盐等可沉淀物质，然后进行混凝沉淀和固液分离，最终完成除磷处理。
污水深度处理与脱氮除磷不仅可以减少对水环境的污染，还可以有效地保护水资源。
首先，通过深度处理，可以将污水中的有机物、氮、磷等污染物转化为无毒的物质，减少对水体生物的危害。
其次，脱氮除磷可以减少水体中养分的浓度，防止营养过剩导致的水体富营养化，维护水体的生态平衡。
此外，污水深度处理还可以回收利用污水中的水资源，减少对自然水源的依赖。
在进行污水深度处理与脱氮除磷过程中，我们还需要注意一些问题。
首先，需要控制处理过程的温度、pH值等，以提供最适宜的环境条件，促进细菌的正常生长和代谢。
氮磷污染危害及脱氮除磷基本概念
而现在，由于长期以来生活污水和工业废水未 经有效处理，大量排放入湖中，东湖生态环境发 生急剧变化，其植被覆盖率由过去的83%下降至 不足3%。
水生植物种类减少到58种，群落结构发生明显 变化，沉水植物比例下降，过去在全湖中占绝对 优势的黄丝草几乎绝迹，表征水质富营养状态的 蓝藻、绿藻数量上升成为优势种类。
1.3.2国内外污水氮磷去除 1.我国污水氮磷去除指标值 氮磷指标值值变化如表4所示。
表4 氮磷指标值变化 单位 (mg/L)
标准变化
NH3-N
TP
TN
二级
25
1.0
括号外数值为 GB8978-1996 一级
15
0.5
水温﹥12 ℃的 标准，括号内
一级B
8（15）
1.0
20
为水温≤12 ℃
的标准
GB18918-
澳大利亚的氮污染物排放标准也分为国家标准 和地方标准，如国家排放标准规定：
出水TN<10mg/L的概率至少保证90%； 同时出水TN<5mg/L的概率至少保证50%。
某地方排放标准规定： 出水TN<5mg/L的概率至少保证90%； 同时出水TN<3mg/L的概率至少保证50%。
欧洲的氮磷排放标准按规模分别制定。 表5 欧盟部分国家氮磷排放限值及达标率
在湖泊环境发生变化时（如入湖营养盐负荷减 少或完全截污后），沉积物中的营养盐会逐步释 放出来，补充湖水中的营养盐。
1.2 氮磷污染危害与水质富营养化
氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害， 主要表现在以下几个方面：
①氨氮会消耗水体中的溶解氧（氨化、硝化） ②含氮化合物对人和其它生物有毒害作用： a.氨氮对鱼类有毒害作用 b. NO 3-和NO 2-可被转化为亚硝胺——一种 “三致”物质 ③加速水体的“富营养化”过程
4.9 脱氮除磷
反硝化反应：在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐和亚硝酸盐氮 还原为氮气的过程。
6NO3 2CH3OH 硝酸还原菌 6NO2 2CO2 4H2O 6NO2 3CH3OH 亚硝酸还原菌3N2 3H 2O 6OH 3CO2 总反应 6NO3 5CH3OH 反硝化菌5CO2 3N2 7H 2O 6OH
氮的生物转化过程
降低曝气量25%
Nitrosomonas
第一步：NH4+ + 1.5O2 -------------------> NO2- + H2O + 2H+
Nitrobacter
第二步：NO2- + 0.5O2 -------------------> NO3-
降低碳源需求40%
第一步：6NO3- + 2CH3OH ------D-e-n-i-tr-if-ie-r-----> 6NO2- + 2CO2 + 4H2O
氨氮
氮气
硝化
同化还原
异化还原
亚硝酸盐氮/硝酸盐氮
氮的生物转化过程
常规意义下的硝化过程
第一步：NH4+ + 1.5O2 第二步：NO2- + 0.5O2
----N-i-tr-o-so-m--o-n-as------> NO2- + H2O + 2H+ ------N-it-ro-b-a-c-te-r------> NO3-
1 氮、磷的危害
The harm of nitrogen and phosphorus
城市污水传统的二级处理法，其功能是去除污水中 呈溶解性的有机物。至于氮、磷只能去除细菌细胞 由于生理上的需要而摄取的数量，一般氮的去除率 为20%-40%，而磷的去除率仅为5%-20%。
生活污水脱氮除磷概述
生活污水脱氮除磷概述摘要：介绍了生活污水脱氮除磷的必要性、污水脱氮除磷的机理及几种常用脱氮除磷工艺及其优缺点，并介绍了污水脱氮除磷新技术及相关研究。
关键词：生活污水；脱氮除磷1 前言氮和磷是生物的重要营养源。
随着人口的持续增长和人们生活水平的不断提高，生活污水人均排放量持续增加，加之洗涤剂的普遍使用，以及二级生化处理城市污水出水中氮磷含量较高，排入水体后使受纳水体中氮、磷含量增加，蓝、绿藻大量繁殖，加速水体的富营养化进程，水质恶化，严重影响水生生物和人体健康。
因此，解决氮磷污染问题对解决我国水环境污染问题具有重大意义。
2 污水脱氮除磷机理污水中氮的存在形式主要有氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，可通过物理法、化学法和生物法去除。
常用的物化方法有氨吹脱法、化学沉淀法、折点加氯法、选择性离子交换法和催化氧化法。
污水中磷的存在形态主要是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷，去除方法主要有混凝沉淀法、结晶法和生物法。
由于生物脱氮除磷被公认为是一种经济、有效和最具发展前途的方法，且生活污水的可生化性好，因此，目前污水脱氮除磷大多采用生物法。
2.1生物脱氮机理污水生物处理脱氮过程主要是氮的转化，即同化、氨化、硝化和反硝化。
（1）同化在生物处理过程中，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成分，此过程氨氮去除率为8%～20%。
（2）氨化污水中的含氮有机物（一般动物、植物和微生物残体以及其排泄物、代谢产物所含的有机氮化合物，主要包括蛋白质、核酸、尿素、尿酸、几丁酸质、卵磷脂等）在氨化菌的作用下，分解、转化并释放出氨。
（3）硝化氨氮在有氧存在的情况下经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸盐的过程称硝化过程。
好氧菌亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属及亚硝酸螺菌属、亚硝酸叶菌属和亚硝酸弧菌等将氨氮转化为亚硝酸盐，硝化杆菌属、硝化球菌属将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐[1]。
（4）反硝化在厌氧的条件下，施氏假单胞菌、脱氮假单胞菌、荧光假单胞菌、紫色杆菌、脱氮色杆菌等反硝化细菌利用有机质作为电子供体，利用硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体进行缺氧呼吸，将硝酸还原为N2。
讲义脱氮除磷
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2、硝化反应过程及反应方程式
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污水中必须有足够的碱度，否则硝化反应会导致pH 值下降，使反应速率减缓 或停滞；
3、硝化反应所需要的环境条件 两种硝化菌对环境的变化都很敏感，要求较苛刻，主要如下： ① 好氧条件(DO 不小于1mg/l)，并能保持一定的碱度以维持稳定的pH 值(适 宜的pH为8.0~8.4)； ② 进水中的有机物的浓度不宜过高，一般要求BOD5 在15~20mg/l 以下； ③ 硝化反应的适宜温度是20~30°C，15°C 以下时，硝化反应的速率下降， 小于5°C 时，完全停止； ④ 硝化菌在反应器内的停留时间即污泥龄，必须大于其最小的世代时间(一般 为3~10天)； ⑤ 高浓度的氨氮、亚硝酸盐或硝酸盐、有机物以及重金属离子等都对硝化反 应有抑制作用。
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3、温度： 在5~30°C 的范围内，都可以取得较好的除磷效果；
4、pH 值：
除磷过程的适宜的pH 值为6~8。 5、BOD5 负荷： 一般认为，较高的BOD 负荷可取得较好的除磷效果，进行生物除磷的低限是 BOD/TP =20；有机基质的不同也会对除磷有影响，一般小分子易降解的有机物 诱导磷的释放的能力更强；磷的释放越充分，磷的摄取量也越大。 6、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮
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4、生物脱氮反应过程中各项生化反应特征
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第四节 废水生物除磷原理
一、磷在废水中的存在形式 通常磷是以磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷等的形式存在于废水中；细菌一般 是从外部环境摄取一定量的磷来满足其生理需要；有一类特殊的细菌——磷 细菌，可以过量地、超出其生理需要地从外部摄取磷，并以聚合磷酸盐的形 式贮存在细胞体内，如果从系统中排出这种高磷污泥，则能达到除磷的效果。 二、生物除磷的基本过程 1、除磷菌的过量摄取磷 好氧条件下，除磷菌利用废水中的BOD5 或体内贮存的聚β-羟基丁酸的氧 化分解所释放的能量来摄取废水中的磷，一部分磷被用来合成ATP（三磷酸 腺苷 ），另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。
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厌氧
硝态氮
兼性菌、专性好 氧菌 兼性菌、专性好 氧菌 兼性菌、专性好 氧菌
CO2、N2、菌体
污水生物脱氮
好氧 厌氧
溶解氧、 硝态氮
CO2、N2、有机酸、菌体
供养不足或分布不均；同时硝化反硝化
好氧
2、碳源 氧化 3、碳源 氧化及硝 化
好氧
溶解氧
有机物降解，有 机氮氨化
CO2、菌体、NH3
污水生物处理（除磷）
1.2 氮磷污染危害与水质富营养化
氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害， 主要表现在以下几个方面： ①氨氮会消耗水体中的溶解氧（氨化、硝化） ②含氮化合物对人和其它生物有毒害作用： a.氨氮对鱼类有毒害作用 b. NO 3-和NO 2-可被转化为亚硝胺——一种 “三致”物质 ③加速水体的“富营养化”过程
1.3污水处理水质目标与国内外污水氮磷去除标准
1.3.1污水处理水质目标和水质标准 1.城市污水处理的水质对象与方法 主要对象： ＣＯＤ、ＢＯＤ５、 SS和氮磷营养物质 方法： 机械法、化学法、生化法（污水处理工艺流程核心）
2.污水处理水质目标和水质标准
城市污水和污泥经过有效处理之后，其排放、利用 和处臵的去向往往因地而异，因此必须根据当地的具 体情况，依据国家和地方的有关水质标准和接纳水体 的等级划分（水质目标），合理确定城市污水处理厂 的污水处理程度和水质指标
六湖连通：将东湖、沙湖、北湖、杨春湖、 严东湖、严西湖六个湖泊贯通，并与长江相连， 实现引江济湖、湖湖连通，从而改善武汉地区水 域环境
引江济湖工程的目的是“换”，通过“换”， 使得污染水源的各个污染指标得到稀释，从而增 强污染水体的自净能力，以达到对水质的优化。 类似有西湖调水工程、玄武湖调水工程等。
英国Biblioteka 1.4 污水脱氮除磷厌氧、缺氧、好氧基 本概念辨析
由于生物脱氮、除磷的需要，在传统活性污 泥法的基础上，将厌氧状态组合到活性污泥中， 因此在生物反应器中就产生了厌氧、缺氧、好氧 的分区状态；或者是在同一生化反应器中反复周 期地实现厌氧、缺氧、好氧状态。 污水中的厌氧、缺氧、好氧状态不仅体现在 溶解氧的变化上，也体现在参与反应的微生物、 呼吸类型、最终电子受体等方面。
1.1.3农业面源 面源性的农业污染物，包括肥料、农药和动物 粪便。 肥料和农药通过雨水冲淋、农业排水和地表径 流进入河道和水体，成为直接营养源。
畜禽养殖业废料和水中野生动物的排泄物，氮 磷含量相当高，也会大量进入水体。
1.1.4 沉积物中氮和磷的排放 沉积物是湖泊的主要污染内源，是污染物的蓄 积库。各途径的营养盐经湖泊物理、化学、生物 化学作用沉积湖底，成为湖泊营养盐的内负荷。 在湖泊环境发生变化时（如入湖营养盐负荷减 少或完全截污后），沉积物中的营养盐会逐步释 放出来，补充湖水中的营养盐。
据估算，我国人均体内排出的磷为1.8g/d左右。 生活污水中含有机氮和氨态氮，其来自于食物中 蛋白质代谢的废弃物。一般每人产生11g/d氮态废 物。新鲜生活污水中有机氮约占40%，氨氮约占 60%。
1.1.2工业污染源 食品加工企业（乳制品行业）、化肥生产企业 等工业废水中含有大量较高浓度的氮。 含磷工业主要是磷化工业，排放的污水中含有 磷酸盐、氟化物、二氧化硅等。
1.4.2 缺氧
缺氧状态下混合液中不存在溶解氧（或溶 解氧浓度极低），而存在大量的硝酸盐氮。 此时由于混合液中的溶解氧浓度极低，不 足以供给氧化还原反应的电子受体，因此该 过程中主要以硝酸盐作为电子受体，在此过 程中主要发生有机物的降解反应以及反硝化 反应。
1.4.3 好氧
好氧状态是指污水中存在溶解氧的状态（一 般指溶解氧浓度>1mg/L）。此时混合液中的电 子受体主要为溶解氧，在溶解氧不足的情况下， 混合液中的部分硝酸盐也会作为电子受休。
一级B
一级A 二级
8（15）
5（8） 25（30）
1.0
0.5 3
20
15 5
未来
1
0.1
5
2.国外污水氮磷去除指标值
美国制定了污水处理厂污染物排放的基本标准，即 “双30标准”：BOD、SS排放指标均为30mg/L。
在Lake Tahoe（太浩湖）、Great Lakes（北美五大 湖）、The Occoquan Reservoir and the Chesapeake Bay、 Northern Gulf of Mexico四个流域或地区执行非常严格 的氮磷排放标准：TN 低于3mg/L 或5mg/L，TP 低于 0.1mg/L 或0.2mg/L。
内源性负荷：内源性负荷是沉积物中氮和磷的 释放、水生动植物新陈代谢分解 等。
1.1.1生活污染源
人类生活过程中产生的的污水，是水体的主要 污染源之一。 生活污水中含大量有机物如 纤维素、淀粉、糖 类脂肪蛋白质等；常含病原菌、病毒和寄生虫卵； 含无机盐类氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐 和钠、钾、钙、镁等。
污水厌氧水解等固体停留时间较短的纯厌氧工艺， 以提高或改善有机物去除效果为目的
3、暂时 厌氧
厌氧
PHB等有 机聚合 物
兼性、专性好氧 菌
溶解性有机物酸 化，聚磷菌吸收 有机酸并释磷， PHB合成 有机物降解，反 硝化 有机物降解及同 时硝化反硝化
有机酸、CO2
污水生物除磷或厌氧选择器
缺氧
1、低溶 解氧
1. 第一类适用于海洋渔业水域，海上自然保护区和珍稀濒危海洋生物保护区。 2. 第二类适用于水产养殖区，海水浴场，人体直接接触海水的海上运动或娱 乐区，以及与人类食用直接有关的工业用水区。 3. 第三类 适用于一般工业用水区，滨海风景旅游区。 4. 第四类适用于海洋港口水域，海洋开发作业区。
（4）《城市污水再生利用 城市杂用水水质标准》 （GB/T18920-2002）。该标准是城市污水再生后 回用于生活杂用水的水质标准。 （5）《农田灌溉水质标准》（GB 5084-2005）。 当出水用于农灌时应执行的标准。 （6）《农用污泥中污染物控制标准》（GB428484）。该标准适用于城市污水处理厂污泥用于农田 时的控制标准。
1.3.2国内外污水氮磷去除 1.我国污水氮磷去除指标值 氮磷指标值值变化如表4所示。
表4 氮磷指标值变化
标准变化 二级 括号外数值为 GB8978-1996 水温﹥12 ℃的 标准，括号内 为水温≤12 ℃ GB18918的标准 2002 一级 NH3-N 25 15 单位 (mg/L) TP 1.0 0.5 TN
序号 7 8 9 参数 氨氮 总磷 总氮 I类 0.15 II类 0. 5 III类 1.0 IV类 1.5 单位（mg/L） V类 2.0
0.02（湖、 0.1（湖、 0. 2（湖、 0.3（湖、 0.3（湖、 库0.01） 库0.025） 库0.05） 库0.1） 库0.1） 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0
水体富营养化:
是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、 磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓 流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖， 水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生 物大量死亡的现象。
以武汉东湖为例，据中科院水生所、武汉大学 生物系等单位调查，在60年代初，水体尚未呈富 营养状态时，全湖的浮游生物、漂浮生物、挺水 植物、沉水植物与底栖动物构成良好的生物系统， 具有一定群落规律。其水生维管束植物多达83种 53属29科，全湖植被覆盖率达到83%。
澳大利亚的氮污染物排放标准也分为国家标准 和地方标准，如国家排放标准规定： 出水TN<10mg/L的概率至少保证90%； 同时出水TN<5mg/L的概率至少保证50%。 某地方排放标准规定： 出水TN<5mg/L的概率至少保证90%； 同时出水TN<3mg/L的概率至少保证50%。
欧洲的氮磷排放标准按规模分别制定。 表5 欧盟部分国家氮磷排放限值及达标率
（3）《海水水质标准》（GB3097-1997） 目前污水排海工程按该标准控制达标，经环境容量预测确定 污水处理厂的出水水质或排放总量。 表3 海水水质标准（GB3097-1997）（摘录）单位：mg/L
序号 12 13 14 项目名称 无机氮(以N计） 非离子氨 （以N计） 活性磷酸盐 （以P计） 0.015 第一类 0.20 第二类 0.30 0.020 0.030 0.045 第三类 0.40 第四类 0.50
溶解氧
溶解氧
专性好氧菌、兼 性菌
有机物降解，氨氮 氧化
CO2、NO3-、菌体
污水生物脱氮（硝化）
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而现在，由于长期以来生活污水和工业废水未 经有效处理，大量排放入湖中，东湖生态环境发 生急剧变化，其植被覆盖率由过去的83%下降至 不足3%。 水生植物种类减少到58种，群落结构发生明显 变化，沉水植物比例下降，过去在全湖中占绝对 优势的黄丝草几乎绝迹，表征水质富营养状态的 蓝藻、绿藻数量上升成为优势种类。
1.4.1 厌氧
厌氧一般是指混合液不存在溶解氧 （或溶解氧浓度极低），且其中也没有硝 酸盐存在的状态，主要以低分子有机物、 CO2，以及一些高能化合物为电子受体。 此时混合液中的溶解性和颗粒性有机 物将发生水解酸化反应。根据其中的溶解 氧浓度，厌氧过程又分为完全厌氧（甲烷 化）、兼性厌氧（水解酸化）和暂时厌氧。
1. I类 主要适用于源头水、国家自然保护区。 2. II类 主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、 鱼虾产卵场等。 3. III类 主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区 及游泳区。 4. IV类 主要适用于一般工业水区及人体非直接接触的娱乐用水区。 5. V类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
（1）《城镇污水处理厂污染物排放标准》 （GB18918-2002）。基本控制项目最高允许排放浓 度（日均值）如表1所示。