生物脱氮原理
三段生物脱氮工艺
三段生物脱氮工艺第一段：生物脱氮的背景和原理生物脱氮是一种通过利用微生物代谢过程将废水中的氨氮转化为无害物质的技术。
氨氮是废水中的一种常见污染物，如果直接排放到水体中会对水环境造成严重的污染。
因此，生物脱氮技术的应用具有重要的意义。
生物脱氮的原理是利用一种叫做硝化反硝化的微生物代谢过程。
首先，通过硝化作用将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐，然后再通过反硝化作用将亚硝酸盐还原为氮气释放到大气中，从而实现氨氮的去除。
第二段：生物脱氮的工艺流程生物脱氮工艺一般包括预处理、硝化和反硝化三个阶段。
在预处理阶段，主要是对废水进行初步处理，去除其中的杂质和悬浮物，以保证后续的硝化反硝化过程能够顺利进行。
硝化阶段是将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐的过程。
这一阶段一般采用曝气池或者厌氧池进行，通过提供充足的氧气供给和合适的温度条件，使得硝化菌能够快速进行氨氮的氧化反应。
反硝化阶段是将亚硝酸盐还原为氮气的过程。
这一阶段一般采用好氧条件下的反硝化反应，通过添加一定的有机物质作为电子供体，促使反硝化菌进行反硝化反应，将亚硝酸盐还原为氮气。
第三段：生物脱氮工艺的优势和应用生物脱氮工艺相比传统的化学方法具有许多优势。
首先，生物脱氮过程中不需要添加化学药剂，减少了对环境的污染。
其次，生物脱氮过程中产生的氮气可以直接释放到大气中，不会对水体造成二次污染。
此外，生物脱氮技术还可以与其他废水处理技术相结合，形成一体化的处理系统，提高废水处理的效率和降低成本。
生物脱氮技术在废水处理领域有广泛的应用。
特别是在城市污水处理厂和工业废水处理系统中，生物脱氮技术被广泛采用。
通过生物脱氮工艺，可以有效地去除废水中的氨氮，降低废水的污染物浓度，达到国家排放标准要求，保护水环境的安全和可持续发展。
通过三段生物脱氮工艺，废水中的氨氮可以被高效地转化为无害物质，实现废水的净化和资源化利用。
生物脱氮技术的应用具有重要的意义，对于改善水环境质量、保护生态环境具有重要的推动作用。
生物脱氮的原理
生物脱氮的原理生物脱氮是指通过生物体内的微生物或酶的作用，将有机氮化合物转化为氮气或氨气的过程。
在自然界中，生物脱氮是氮循环中的一个重要环节，对于维持生态系统的氮平衡具有重要意义。
生物脱氮的原理可以通过以下几个方面来解释：首先，生物脱氮的过程通常发生在缺氧或微氧的环境中。
在这种环境下，一些厌氧细菌或古细菌会利用有机氮化合物作为电子受体，从而进行还原反应，将有机氮化合物还原为氮气或氨气。
这些细菌或古细菌通常存在于土壤、水体和沉积物中。
其次，生物脱氮的过程需要特定的酶的参与。
在生物体内，一些特定的酶可以催化有机氮化合物的分解反应，将其转化为氮气或氨气。
这些酶通常具有特定的底物特异性，可以选择性地催化特定的有机氮化合物。
此外，生物脱氮的过程还受到环境因素的影响。
例如，温度、pH值、氧气浓度等环境因素都会对生物脱氮的速率和效率产生影响。
在不同的环境条件下，生物脱氮的速率和途径可能会有所不同。
总的来说，生物脱氮是一种重要的氮循环过程，通过微生物或酶的作用，将有机氮化合物转化为氮气或氨气，从而促进氮的循环和再利用。
了解生物脱氮的原理，有助于我们更好地理解氮循环的机制，为生态系统的氮平衡提供理论基础。
通过研究生物脱氮的原理，可以为环境保护和资源利用提供科学依据，促进土壤肥力的提高和水体的净化，对于生态环境的保护和改善具有重要意义。
因此，深入探究生物脱氮的原理，对于推动可持续发展具有重要的意义。
在实际应用中，可以通过调控环境因素、利用适当的微生物或酶的技术手段，促进生物脱氮的过程，从而实现有机氮化合物的高效转化和氮资源的再利用。
这对于农业生产、环境保护和资源利用具有重要的意义，值得进一步深入研究和应用。
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。
生物法脱氮除磷的原理
生物法脱氮除磷的原理1. 生物法脱氮除磷啊，说白了就是让小微生物们帮我们干活！这些小家伙可厉害了，就像一群勤劳的清洁工，专门处理水里的氮和磷。
2. 说到脱氮过程，得先让氨氮变成亚硝态氮，再变成硝态氮。
这就像小微生物在打接力赛，一棒接一棒地把氮素传递下去。
硝化菌在这个过程中可忙活了，它们在有氧环境下可卖力啦！3. 接下来是反硝化过程，这时候得把氧气关小点，让那些厌氧菌出马。
它们把硝态氮变成氮气，就像变魔术一样，嘭的一下，氮就跑到空气中去啦！4. 除磷的过程更有意思啦！磷积累菌就像是小储蓄罐，在有氧条件下疯狂吃磷，吃得肚子都鼓鼓的。
这些小家伙特别贪吃，比它们需要的还要多吃好多磷呢！5. 要让这些微生物干活卖力，温度可得控制好。
它们最喜欢二十到三十度的环境，太冷太热都会让它们懒洋洋的，干活效率直线下降。
6. 酸碱度也得合适，就像我们喝水要喝温的一样。
这些微生物最喜欢中性环境，酸碱度在六点五到八点五之间最好。
要是太酸太碱，它们就会闹脾气不干活啦！7. 溶解氧的控制可有讲究啦！硝化过程需要的氧气比较多，得保持在二到三毫克每升。
反硝化的时候就得把氧气关小点，让厌氧菌能好好发挥。
8. 整个处理过程像是一台精密的生物机器，需要不同的小区域。
好比一个工厂，有的车间要多送氧气，有的车间要少送，各个环节都得配合好。
9. 污泥龄也很重要，就是让这些微生物在系统里待多久。
待得太短，小家伙们还没开始干活就被冲走了；待得太长，又会产生太多剩余污泥。
10. 碳源的补充也不能少，这就像给微生物们加餐。
没有足够的碳源，它们就没力气干活了。
有时候还得额外加点甲醇或者醋酸盐当零食。
11. 整个系统运行起来就像个小生态圈，各种微生物你帮我、我帮你。
有的负责吃氨氮，有的专门处理硝态氮，还有的主攻磷，配合得可默契啦！12. 这种生物处理方法可环保啦！不用加化学药剂，全靠微生物的自然降解。
处理后的水质好，成本还低，简直就是污水处理界的环保卫士！。
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，
生物接触氧化法脱氮的原理
生物接触氧化法脱氮的原理生物接触氧化法是一种常用的脱氮方法，其原理是通过生物作用将废水中的氨氮转化为硝态氮，再利用硝态氮的物理、化学方法进行除氮处理。
生物接触氧化法的主要步骤包括：接触氧化池的建设、填料的选取、好氧微生物的培养与固定、好氧微生物的自然衰亡、高浓度氨氮废水生物接触氧化等。
首先，接触氧化池的建设是生物接触氧化法脱氮的基础。
接触氧化池是一个密封的容器，通常由不锈钢或塑料制成，内部设置了填料。
填料的选取至关重要，它既要有一定的表面积，便于微生物的生长附着，又要有足够的空隙，保证废水可以充分与微生物接触。
常用的填料有塑料环、聚酯棉球等。
其次，好氧微生物的培养与固定是实现脱氮的关键。
好氧微生物附着在填料表面，通过氧气和废水中的有机物进行共同代谢，产生能量供自身生长。
在这个过程中，微生物将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐，再进一步氧化为硝酸盐。
脱氮的关键步骤是将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐，这需要好氧微生物固定在填料上，形成好氧微生物膜。
然而，好氧微生物的自然衰亡也是一个不可忽视的因素。
填料表面附着的好氧微生物会随着时间的推移，由于种群竞争、环境变化等原因逐渐死亡，导致脱氮效果下降。
因此，需要定期进行好氧微生物的补充和更新，以维持良好的脱氮效果。
最后，对于高浓度氨氮废水的处理，可以采用生物接触氧化法进行处理。
由于高浓度氨氮废水中氨氮的浓度较高，一般情况下无法直接进入生物接触氧化池进行氧化处理，需要通过稀释的方式降低氨氮浓度，然后进入接触氧化池进行脱氮。
在接触氧化池中，好氧微生物将废水中的氨氮转化为硝态氮，从而达到脱氮的目的。
总之，生物接触氧化法通过好氧微生物的作用将废水中的氨氮转化为硝态氮，是一种有效的脱氮方法。
它能够广泛应用于污水处理、环境保护等领域，对氮污染的治理起到了重要的作用。
随着科学技术的不断进步，生物接触氧化法在脱氮领域的研究和应用也将得到进一步的发展。
生物脱氮的原理和应用
一、生物脱氮基本原理：1．氨化作用：含氮有机物（动、植物和微生物残体以及它们的排泄物、代谢物所含的有机氮化物）经微生物降解放出氨的过程。
(1) 蛋白质分解：环境中绝大多数异氧微生物都具有分解蛋白质、释放出氨的能力，使蛋白质水解，生成多肽与二肽，然后由肽酶进一步水解生成氨基酸。
(2)核酸的分解：核酸的生物降解在自然界中相当普遍。
76%的菌株能产生核糖核酸酶，有86%能产生脱氧核糖核酸酶。
(3)其他含氮有机物的分解：尿酸、尿素、几丁质、卵磷脂等含氮有机物都能被相应微生物分解，释放出氨。
总之，氨化作用无论在好氧还是厌氧条件下。
中性、碱性或是酸性环境中都能进行，只是作用的微生物种类不同、作用强弱不已。
但当环境中存在一定浓度的酚或木质素-蛋白质复合物时，会阻滞氨化作用的。
2．硝化和反硝化作用：硝化反应是由一类自养好氧微生物完成的，它包括两个步骤：第一步称为亚硝化过程，是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐，亚硝酸菌中有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和硝化球菌属；第二步称为硝化过程，由硝酸菌(包括硝酸杆菌属、螺菌属和球菌属)将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。
亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌，都利用无机碳化合物如CO32-、HCO3-和CO2作为碳源，从NH3、NH4+或NO2-的氧化反应中获取能量。
亚硝酸菌和硝酸菌的特性大致相似，但前者的世代期较短，生长率较快，因此较能适应冲击负荷和不利的环境条件；当硝酸菌受到抑制时，有可能出现NO2-积累的情况。
反硝化反应是由一群异养型微生物完成的，它的主要作用是将硝酸盐或亚硝酸盐还原成气态氮或N2O，反应在无分子态氧的条件下进行。
反硝化细菌在自然界很普遍，多数是兼性的，在溶解氧浓度极低的环境中可利用硝酸盐中的氧作为电子受体，有机物则作为碳源及电子供体提供能量并被氧化稳定。
当环境中缺乏有机物时，无机物如氢、Na2S等也可作为反硝化反应的电子供体，微生物还可以消耗自身的原生质进行所谓的内源反硝化。
生物脱氮PPT
生物脱氮PPT生物脱氮原理氨化作用：有机物中的氮转化为氨气。
（不挑地方、厌氧和好氧均可实现、受pH变化影响小）硝化作用：氨氮转化为亚硝酸盐、硝酸盐的过程。
（三角转换图）1、严格的好氧专性化自养菌2、增殖较缓慢，需要较长的污泥龄3、只是改变的氮的形态，没有改变水中氮的含量反硝化作用：硝态氮转化为氮气。
缺氧条件下，以有机物（碳源）为电子供体，硝酸盐为电子受体。
同化反硝化→合成菌体的组成部分异化反硝化→转化为氮气（占70%-75%）生物脱氮工艺1传统活性污泥法（三级活性污泥法）（工艺流程图）由Barth开创，以氨化、硝化和反硝化三级去除氮。
优点：各类菌种的生长条件适宜反应速度快转化彻底缺点：设备多、反硝化阶段需外加碳源一般工业应用不多传统活性污泥法的改进：两级生物脱氮系统（工艺流程图）2缺氧-好氧活性污泥脱氮工艺（A/O法）（工艺流程图）特点：反硝化反应器放于系统之首，应用广泛。
优点：流程简单、装置少、无需外加碳源，工艺建设费用和运行费用较低。
缺点：本工艺出水来自硝化反应器，出水中含有一定浓度的硝酸盐。
如果沉淀池运行不当，在沉淀池内会发生反硝化反应，使污泥上浮，处理水质变差。
工艺脱氮率很难达到90%。
3SBR工艺（序列间歇式活性污泥法Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Progress ）（工艺流程图）五个阶段：进水期、反应期、沉淀期、排水期、闲置期特点：五个阶段在同一个设有曝气或搅拌装置内完成。
省去了污泥回流设施和沉淀池。
优点：1、工艺流程简单、运转灵活、基建费用低2、处理效果好，出水可靠3、具有较好的脱氮除磷效果4、污泥沉降性能好5、对水质水量变化适应性强缺点：1、反应容积利用率低2、水头损失大3、不连续出水，要求后续构筑物容积较大4、峰值需氧量高5、设备利用率低适合小型污水处理厂，不适用大水厂（需要设多个SBR池并联运行）SBR运行时以脱氮为主要目标：LS——0.05-0.15kgBOD/(kgMLSS*d)除磷时：LS——0.4-0.7kgBOD/(kgMLSS*d)同时脱氮除磷：LS——0.1-0.2kgBOD/(kgMLSS*d)4、氧化沟工艺（Oxidation Ditch）又称连续循环曝气池可分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式生物脱氮实例。
生物脱氮机理、AO工艺脱氮解释
生物脱氮机理、AO工艺脱氮过程解释生物脱氮的基本原理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，将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮，即将NH3转化为NO2--N和NO3--N。
在缺氧条件下通过反硝化作用，以硝酸盐氮为电子受体，以有机物为电子供体进行厌氧呼吸，并有外加碳源提供能量，将硝氮转化为氮气，即，将NO2--N（经反亚硝化）和NO3--N（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。
由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件：硝化阶段：足够的溶解氧(DO)值在2mg/L以上，合适的温度，最好20℃,不低于10℃，足够长的污泥泥龄，合适的pH条件。
反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件(DO)值在0.5mg/L左右，充足的碳源(能源)，合适的pH条件。
通过上述原理，可组成缺氧与好氧池，即所谓A/O系统。
AO工艺法也叫厌氧-好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。
A/O法生物去除氨氮原理：污水中的氨氮，在充氧的条件下（O段），被硝化菌硝化为硝态氮，大量硝态氮回流至A段，在缺氧条件下，通过兼性厌氧反硝化菌作用，以污水中有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，使硝态氮波还原为无污染的氮气，逸入大气从而达到最终脱氮的自的。
硝化反应：NH4+＋2O2→NO3-＋2H++H2O反硝化反应：6NO3-＋5CH3OH（有机物）→5CO2↑＋7H2O+6OH-+3N2↑如图，A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。
在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。
生物脱氮除磷原理
生物脱氮原理（碳源）（碳源）图1 硝化和反硝化过程图2 A2/O工艺流程水体中氮的存在形态生物脱氮原理1、氨化作用在好氧或厌氧条件下，有机氮化合物在氨化细菌的作用下，分解产生氨氮的过程，常称为氨化作用。
有机氮氨氮2、硝化作用以A 2/O 工艺为例，硝化作用主要发生在好氧反应器中，污水中的氨氮NH 4+-N 在亚硝酸细菌的作用下转化为亚硝酸氮NO 2--N ，亚硝酸氮NO 2--N 在硝酸细菌的作用下进一步转化为硝酸氮NO 3--N 。
（见图1左边）亚硝酸细菌和硝酸细菌统称为硝化细菌，属于好氧自养型微生物，不需要有机物作为营养物质。
3、反硝化作用 反硝化作用主要发生在缺氧反应器中，好氧反应器中生成的硝酸氮NO 3--N 和亚硝酸氮NO 2--N 通过内循环回流到缺氧池中，在有一定碳源的条件下，由反硝化细菌先将硝酸氮NO 3--N 转化为亚硝酸氮NO 2--N ，亚硝酸氮再进一步转化为氮气N 2，水体中的氮从化合物转化为氮气进入到空气中，才能最终将污水中TN 降低。
（见图1右边）反硝化细菌是异养兼性缺氧型微生物，其反应需要在缺氧环境中才能进行。
生物除磷原理磷在自然界以2 种状态存在：可溶态（正磷酸盐PO 43-）或颗粒态（多聚磷酸盐）。
氨化菌所谓除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离。
厌氧释磷污水在生物处理中，在厌氧条件下，聚磷菌的生长受到抑制，为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐，同时产生自身生长所需的所需的能量，称该过程为磷的释放。
好氧吸磷进入好氧环境后，聚磷菌活力得到充分恢复，在充分利用基质的同时，从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐，从而完成聚磷的过程。
富含磷的污泥通过剩余污泥外排的方式最终使磷得到去除。
生物脱氮原理
生物脱氮原理
生物脱氮指的是利用生物体内的微生物或酶的作用，将废水中的氮污染物转化为不容易引起环境问题的形式，从而达到减少氮污染的目的。
生物脱氮的原理主要有两种：硝化和反硝化。
硝化是指将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程。
这一过程通常由硝化细菌来完成，这些细菌可以氧化废水中的氨氮为亚硝酸盐，然后进一步氧化为硝酸盐。
硝化细菌需要适宜的温度、pH值和氧气供应才能正常生长和繁殖。
反硝化是指将废水中的硝酸盐还原为氮气的过程。
这一过程主要由反硝化细菌完成。
当废水中硝酸盐的浓度较高，并且缺乏氧气供应时，反硝化细菌利用硝酸盐作为电子外接体，还原为氮气释放到大气中。
在实际应用中，常常将硝化和反硝化结合起来，构建生物脱氮系统。
首先，利用硝化细菌将废水中的氨氮转化为硝酸盐，然后利用反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气。
这种生物脱氮系统能够有效地降低废水中的氮含量，达到环境保护的目的。
生物脱氮的原理
生物脱氮的原理
生物脱氮是指通过微生物的作用，将有机废水中的氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等形式的氮转化成氮气的过程。
生物脱氮技术是目前处理高浓度氨氮废水的一种有效方法，其原理主要包括硝化和反硝化两个过程。
硝化是指氨氮通过硝化细菌氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程。
硝化细菌主要包括亚硝化细菌和硝化细菌两类。
亚硝化细菌能够将氨氮氧化成亚硝酸盐氮，而硝化细菌则能将亚硝酸盐氮进一步氧化成硝酸盐氮。
在生物脱氮过程中，硝化细菌起到了将氨氮氧化成硝酸盐氮的作用，为后续的反硝化过程提供了必要的底物。
反硝化是指硝酸盐氮通过反硝化细菌还原成氮气的过程。
反硝化细菌能够在缺氧或微氧的条件下，利用硝酸盐氮作为电子受体，将有机物还原成氮气。
在生物脱氮过程中，反硝化细菌起到了将硝酸盐氮还原成氮气的作用，从而实现了氮的去除。
生物脱氮技术的原理简单清晰，通过硝化和反硝化两个过程，将有机废水中的氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮转化成氮气，达到了去除氮污染物的目的。
相比传统的化学方法，生物脱氮技术具有能
耗低、操作简便、运行成本低等优点，因此在废水处理领域具有广阔的应用前景。
总的来说，生物脱氮技术是一种环保、高效的废水处理方法，其原理清晰，操作简便，具有较高的经济效益和社会效益。
随着环保意识的提高和技术的不断进步，相信生物脱氮技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
生物 除氮原理
生物脱氮基本原理1、氨化作用在好氧或厌氧条件下，通过微生物胞外酶的水解作用使含氮有机物转化为氨基酸，之后进入胞内由脱氨基产生氨的过程称为氨化作用，参与氨化反应的细菌称为氨化细菌，它们的种类很多，主要有好氧性的大肠杆菌、荧光假单胞菌等，厌氧性的腐败梭菌和变形杆菌等，以下为氨基酸在有氧条件下的反应式【3】：RCHNH2COOH + 02 = RCOOH + C02 + NH3除了蛋白质外，核酸、尿素、几丁质、卵磷脂等含氮有机物，它们都能被相应的微生物分解，释放出氨。
氨化作用不论是在有氧还是在无氧条件下，还是在任何的酸碱性环境中都可以进行，但当环境中存在一定浓度的酚，或木质素-蛋白质复合物时，会阻碍氨化作用的进行。
2、硝化作用硝化作用是指硝化菌将氨氮氧化成硝酸盐氮的过程，因为硝化菌为自养型好氧菌，所以硝化过程必须在好氧条件下进行。
它们以二氧化碳、碳酸盐或者碳酸氢盐作为碳源，通过氧化氨氮获得能量。
硝化过程可分为两个阶段，分别由亚硝酸菌和硝酸菌完成。
第一步是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐，亚硝酸菌包括亚硝酸盐单胞菌属和亚硝酸盐球菌属。
第二步是由硝酸菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐，硝酸菌包括硝酸盐杆菌属、螺旋菌属和球菌属。
这类菌利用无机碳化合物为碳源，从亚硝酸盐的氧化中获得能量。
硝化作用的两步反应均需在有氧条件下进行，反应式可表示为：NH4++1.382O2+1.982HC03-→0.982NO2-+1.036H20+1.891H2CO3+0.018C5H702NNO2-+0.48802+0.001H2CO3+0.003HCO3-+0.003NH4+→NO3-+O.008H2O+0.003C5H7O2N总反应式为：NH4++1.86O2+1.982HC03-→0.982NO3-+1.044H20+1.881H2C03+0.021C5H7O2N硝化反应受一系列环境因素影响，其中主要包括：温度、溶解氧、pH值和碱度、污泥龄、有机负荷等。
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1.生物脱氮废水中存在着有机氮、NH3-N、NxO--N等形式的氮，而其中以NH3-N和有机氮为主要形式。
生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体的过程。
进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。
由于氨化反应速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
1.1. 氨化作用氨化作用是指将有机氮化合物转化为NH3-N的过程，也称为矿化作用。
参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。
在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氨。
另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应在厌氧或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。
RCH（NH2）COOH→RCH2COOH+NH1CH3CH（NH2）COOH→CH3CH（OH）COOH+NH3CH2（OH）CH（NH2）COOH→CH3COCOOH+NH31.2. 硝化作用硝化作用是指将NH3-N氧化为NxO--N的生物化学反应，这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成，包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。
亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌。
发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3-N和N2O--N 的过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO2-3、HCO-、CO2等。
硝化过程的三个重要特征：⑴NH3的生物氧化需要大量的氧，大约每去除1g的NH3-N需要4.2gO2；⑵硝化过程细胞产率非常低，难以维持较高物质浓度，特别是在低温的冬季；⑶硝化过程中产生大量的质子（H+），为了使反应能顺利进行，需要大量的碱中和，理论上大约为每氧化需要碱度5.57g(以NaCO3计)。
1.3. 反硝化作用反硝化作用是指在厌氧或缺氧（DO<0.3-0.5mg/L）条件下，NOx－-N及其它氮氧化物被用作电子受体被还原为氮气或氮的其它气态氧化物的生物学反应，这个过程由反硝化菌完成[3--4]。
生物脱氮除磷原理
生物脱氮除磷原理反硝化则是指将硝酸盐氮还原为氮气的过程，它是通过反硝化细菌来进行的。
这些细菌在缺氧条件下存在，并且利用硝酸盐氮作为氧供体，将其还原为一氧化氮、亚氮酸盐氮和氮气。
这些氮化物气体在气泡颗粒中固态还原为氮气，然后就从水体中逸出。
生物脱氮一般在一个处理单元中完成，这个单元称之为”生物脱氮反应器“。
氨氮转化为硝酸盐氮的硝化过程在反应器的上层进行，而硝酸盐氮还原为氮气的反硝化过程则在反应器的下层进行。
这是因为硝化细菌对氨氮的转化较快，而反硝化细菌对硝酸盐氮的还原较快。
生物除磷是指利用生物菌群来将水体中的磷转化成固态物质沉淀下来的过程。
在生物除磷的过程中，主要利用的是一种被称为“绿藻”的微生物。
绿藻具有吸附磷的能力，它们能够将水中的磷吸附到细胞壁上，进而沉积到底层或者被其他生物食用。
生物脱氮除磷技术的主要优势是可以实现高效去除水体中的氮和磷，同时减少化学药剂的使用。
此外，生物脱氮除磷技术还可以通过改变水体的生态环境，促进水体中有益微生物菌群的生长和繁殖，提高水质。
因此，生物脱氮除磷技术被广泛应用于环境保护和水体修复领域。
然而，生物脱氮除磷技术也存在一些限制和挑战。
首先，这种技术对环境条件要求较高，比如温度、氧气、营养物质等。
如果环境条件不适宜，微生物菌群无法正常活动，从而影响脱氮除磷效果。
其次，生物脱氮除磷技术需要较长的时间来达到理想的效果，这限制了其在一些应急情况下的应用。
此外，生物修复技术还需要合理的工程设计和运营管理，否则会造成水体的二次污染。
综上所述，生物脱氮除磷技术通过利用微生物菌群来去除水体中的氮和磷，实现水体的净化和修复。
该技术具有操作简单、效果可靠的特点，能够在环境友好的同时提高水质。
然而，其应用仍面临一些挑战，需要与其他处理技术结合，以提高水体的治理效果。
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。
污废水深度处置脱氮的微生物学原理
污废水深度处置脱氮的微生物学原理
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2、生物脱氮工艺
（1）三段生物脱氮工艺
空气
空气
污废水深度处置脱氮的微生物学原理
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1）流程说明
有机物氧化、硝化及反硝化独立， 都有自己沉淀池和污泥回流系统
“一级”曝气池：去除 COD、BOD，BOD<15-20mg/l
有机氮转化为 NH3 、NH4+ ； “二级”硝化曝气池，NH3 、NH4+生成NO-3—N，碱度下降； “三级”反硝化池——NO-3—N转化为氮气。
（10-15）d。θC与温度相关，温度低θC高。
（f）水力停留时间（HRT）：3.5~6h
污废水深度处置脱氮的微生物学原理
第4页
+4H
+4H
2HNO3
2HNO2
-2H2O
-2H2O
2HNO
2NH2OH
-H2O NO
NO2-
反硝化过
NO3-
程简化式
NO2-
NH2OH N2O
2NH3 同化反硝化
N2 异化反硝化 有机体(同化反硝化) N2(异化反硝化)
• 缺点
脱氮效率不高，普通ηN=（70～80）%
好氧池出水含有一定浓度硝酸盐，如二沉池运行不妥，
则会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶
化。 污废水深度处置脱氮的微生物学原理
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3）A1/O工艺影响原因
1. 水力停留时间t
t反硝化≤2h，t硝化≥6h，t硝化：t反硝化 =3：1，ηN到达（70-80）%，不然ηN↓
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硝化过程影响原因
（a）好氧环境：硝化菌氧化NH3和NO2-取得能量，溶解氧含量高
0795.生物脱氮基本原理及影响因素
生物脱氮基本原理及影响因素废水中存在着有机氮、氨氮、硝态氮等形式的氮，而其中以氨氮和有机氮为主要形式。
在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成氨氮，而后经硝化过程转化变为NO3-N和NO2-N，最后通过反硝化作用使硝态氮转化成氮气，而逸入大气。
由此可见，进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。
由于氨化反应速度很快。
在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
1氨化作用1.1概念氨化作用是指将有机氮化合物转化为氨态氮的过程，也称为矿化作用。
1.2细菌参与氨化作用的细菌成为氨化细菌。
在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌，兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。
1.3降解方式（分好氧和厌氧）在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氨。
另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应。
在厌氧条件或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。
2硝化作用2.1概念硝化作用是指将氨氮氧化为亚硝酸氮和硝态氮的生物化学反应，2.2细菌这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成。
亚硝化菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。
硝酸菌有硝化杆菌属、硝化球菌属。
亚硝酸菌和硝化菌统称为硝化菌。
2.3反应过程包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。
发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3和NO2-的过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO32－、HCO－、CO2等。
2.4特点硝化过程的三个重要特点：⑴NH3的生物氧化需要大量的氧，大约每去除1g的NH3-N需要4.2gO2；⑵硝化过程细胞产率非常低，且难以维持较高胜物浓度，特别是在低温的冬季；⑶硝化过程中产生大量的的质子（H—），为了使反应能顺利进行，需要大量的碱中和，其理论上大约为每氧化1g的NH3-N需要碱度5.57g(以NaCO3计)。
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(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。
6．抑制物质 对硝化反应有抑制作用的物质有：过高浓度氨氮、重金属、有毒物
质以及有机物。一般来说，同样毒物对亚硝酸菌的影响比对硝酸菌大。 反硝化菌对有毒物质的敏感性比硝化菌低很多，与一般好氧异养菌相同。 在应用一般好氧异养菌文献数据时，应该考虑驯化的影响。
生物脱氮工艺包括含碳有机物的氧化、氨氮的硝化、硝态氮的反硝 化等生物过程，即碳化-硝化-反硝化过程。从完成这些过程的反应器来 分，脱氮工艺可分为活性污泥脱氮系统和生物膜脱氮系统，其分别采用 活性污泥法反应器与生物膜反应器作为好氧/缺氧反应器，实现硝化/反 硝化以达到脱氮的目的。从完成这些过程的时段和空间不同，活性污泥 脱氮系统的碳化、硝化、反硝化可在多池中进行，也可在单池中进行。
环境微生物学
（三）影响硝化-反硝化的因素
5、污泥龄 为使硝化菌能在连续流的反应系统中存活并维持一定数量，微生
物在反应器的停留时间即污泥龄应大于硝化菌的最小世代期。一般 应取系统的污泥龄为硝化最小世代期的两倍以上。较长的污泥龄可 增强硝化反应的能力，并可减轻有毒物质的抑制作用。
环境微生物学
（三）影响硝化-反硝化的因素
反硝化反应的最佳温度范围为35～45℃，温度对硝化菌的影响比反 硝化菌大。
环境微生物学
（三）影响硝化-反硝化的因素
2．溶解氧 硝化反应必须在好氧条件下进行，一般应维持混合液的溶解氧浓度
为2～3mg/L，溶解氧浓度0.5～0.7 mg/L，是硝化菌可以忍受的极限。 硝化可在高溶解氧状态下进行，高达60mg/L的溶解氧浓度也不会抑 制硝化的进行，为了维持较高的硝化速率，污泥龄降低时要相应地提 高溶解氧浓度。溶解氧对反硝化反应有很大影响，主要由于氧会同硝 酸盐竞争电子供体。同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其 活性，
环境微生物学
（三）影响硝化-反硝化的因素
4．C/N比 C/N比值是影响硝化速率和过程的重要因素。硝化菌是自养菌，
硝化菌产率或比增长速率比活性污泥异养菌低得多，若废水中 BOD5值太高，将有助于异养菌迅速增殖，从而使微生物中的硝化 菌的比例下降，一般认为，只有BOD5低于20mg/L时，硝化反应 才能完成。反硝化过程需要充足的碳源，理论上lgNO2还原为N2 需要碳源有机物2.86g。一般认为，当废水的BOD5/TKN值大于 4～6时，可认为碳源充足，不需另外投加碳源，反之则要投加甲 醇或其他易降解的有机物作碳源。
第三节 氮磷污水的生物处理
为什么要脱氮除磷？ 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。
环境微生物学
污、废水脱氮的具体指标
一级标准氨氮
环境微生物学
≤15mg／L
第三节 氮磷污水的生物处理
环境微生物学
（三）影响硝化-反硝化的因素
2.影响反硝化作用的因素 – 营养物质：需足够有机碳源（ BOD5/T-N >3） – DO:活性污泥<0.5mg/L，生物膜<1.5mg/L – 温度：最适：40 ℃ – pH ：活性（6-8，最适：7.0-7.5），产物种类
环境微生物学
（三）影响硝化-反硝化的因素
1.影响硝化作用的因素 – 硝化菌（关键）及泥龄：数量满足；增加泥龄 – DO：活性污泥>2mg/L，生物膜>3mg/L – 温度：30℃ – pH：7.0-8.0，最适：7.7 – 营养物质：BOD5/T-N应小，氨氮<100-200mg/L – 毒物：敏感
（广义）。狭义的反硝化作用仅指由亚硝酸还原成N2的过程。
反硝化途径：NO3-→NO2- → NO → N2O → N2
以甲醇为碳源时： NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7CO2+0.47N2↑+1.68H2O + HCO3NO2环境微生+物- 0学.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7CO2+0.48N2↑+1.23H2O+HCO
第三节 氮磷污水的生物处理
（二）硝化-反硝化菌的培养
– 硝化菌： »培养基不含有机物；通气；补充NH4+-N； 调节pH
– 反硝化菌的因素
1．温度 硝化反应的适宜温度范围是30～35℃，温度不但影响硝化茵的比增
长速率，而且影响硝化菌的活性，在5～35℃的范围内，硝化反应速 率随温度的升高而加快，仅超过30℃时增加幅度减少，当温度低于 5℃时，硝化细菌的生命活动几乎停止。对于同时去除有机物和进行 硝化反应的系统，温度低于15℃即发现硝化速率迅速降低，低温对硝 酸菌的抑制作用更为强烈，因此在低温12～14℃时常出现亚硝酸盐的 积累。在30～35℃较高温度下，亚硝酸菌的最小倍增时间要小于硝酸 菌，因此，通过控制温度和污泥龄，也可控制反应器中亚硝酸菌的绝 对优势。
环境微生物学
第三节 氮磷污水的生物处理
一、生物脱氮技术 （一）生物脱氮的基本原理 – 硝化作用：氨态氮经微生物的氧化而成为硝酸态氮的
过程。
环境微生物学
NH4 2O2 硝化 菌NO3- H2O 2H
第三节 氮磷污水的生物处理
一、生物脱氮技术 （一）生物脱氮的基本原理 – 反硝化作用：由硝酸盐还原成NO2–并进一步还原成N2的过程
环境微生物学
（三）影响硝化-反硝化的因素
3．pH值 硝化反应的最佳pH值范围为7.5～8.5,硝化菌对pH值变化十分敏
感，当pH值低于7时，硝化速率明显降低．低于6和高于9.6时，硝 化反应将停止进行。反硝化过程的最佳pH值范围为6.5～7.5，不适 宜的PH值会影响反硝化菌的生长速率和反硝化酶的活性。当pH值低 于6.0或高于8.0时，反硝化反应将受到强烈抑制。