三种生物脱氮工艺研究现状
脱氮微生物及脱氮工艺研究进展
脱氮微生物及脱氮工艺研究进展脱氮微生物及脱氮工艺研究进展摘要：氮是地球上最丰富的元素之一，但在过量排放的情况下，会对环境产生负面影响。
氮污染是当前环境问题中的一项重要内容，其中氨氮和硝态氮是主要的污染物。
因此，脱氮技术的研究和应用具有重要的环境意义。
本文首先介绍了氮污染的成因和对环境的危害。
随后，重点介绍了脱氮微生物及其在脱氮工艺中的应用，包括硝化微生物和反硝化微生物。
同时，介绍了常用的脱氮工艺，如增氧硝化-硝化工艺、硝化-反硝化工艺等。
最后，对脱氮微生物和脱氮工艺的研究进展进行了总结和展望。
关键词：氮污染，脱氮微生物，硝化微生物，反硝化微生物，脱氮工艺1. 引言氮是构成地球大气和生物体中重要化学元素之一，是构成蛋白质、核酸等生物分子的重要组成部分。
然而，过量的氮排放会引发严重的环境问题，影响空气、水体和土壤质量。
氨氮和硝态氮是氮污染中的两个主要形式，它们在人类活动和自然过程中产生并积累，如农业灌溉、动植物排泄物的分解等。
氮污染不仅直接影响人类健康，还造成水体富营养化、水质恶化、生态系统紊乱等问题。
因此，研究脱氮技术是解决氮污染问题的关键。
2. 脱氮微生物及其应用脱氮微生物是自然界中存在的一类微生物，它们具有氧化氨氮和还原硝态氮的能力，是脱氮工艺中的关键因素。
硝化微生物是一类主要利用氨氧化到亚硝酸盐的微生物，主要分为亚硝化菌和硝化菌。
反硝化微生物是一类具有还原硝酸盐为氮气的能力的微生物。
脱氮微生物通过氨氮的氧化和硝态氮的还原，将有害的氮污染物转化为氮气释放到大气中，从而起到降低氮污染的作用。
脱氮微生物的应用在脱氮工艺中起到至关重要的作用。
常用的脱氮工艺包括增氧硝化-硝化工艺和硝化-反硝化工艺。
增氧硝化-硝化工艺通过在废水处理系统中加入增氧设备，提高废水中硝化微生物的活性，加速硝化作用。
硝化-反硝化工艺利用硝化微生物将废水中的氨氮氧化为硝酸氮，然后利用反硝化微生物将硝酸氮还原为氮气。
3. 脱氮工艺研究进展脱氮工艺是解决氮污染问题的关键。
《SBR工艺生物脱氮及外加碳源效果研究》范文
《SBR工艺生物脱氮及外加碳源效果研究》篇一一、引言随着工业和城市化的快速发展，水体富营养化问题日益严重，其中氮污染成为水环境治理的重要难题。
SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式活性污泥法）工艺作为一种高效的污水处理技术，具有操作灵活、适应性强等优点，广泛应用于污水处理领域。
生物脱氮作为SBR工艺的重要环节，其效果直接影响到出水水质。
同时，外加碳源作为一种强化生物脱氮的手段，也被广泛研究。
本文旨在研究SBR工艺生物脱氮及外加碳源的效果，为实际工程应用提供理论依据。
二、SBR工艺生物脱氮原理及研究现状SBR工艺是一种按间歇方式运行的处理工艺，通过周期性改变反应条件，实现污水的高效处理。
生物脱氮是SBR工艺的核心环节，主要通过硝化与反硝化作用实现。
硝化作用由自养型好氧菌完成，将氨氮氧化为硝酸盐；反硝化作用由异养型厌氧菌完成，将硝酸盐还原为氮气。
两者结合，实现生物脱氮的目的。
近年来，SBR工艺生物脱氮的研究主要集中在优化运行参数、提高脱氮效率等方面。
然而，在实际应用中，由于进水氮负荷、水温、pH值等因素的影响，SBR工艺的生物脱氮效果往往难以达到预期。
因此，有必要研究外加碳源对SBR工艺生物脱氮的影响。
三、外加碳源对SBR工艺生物脱氮的影响外加碳源是指向污水处理系统中投加有机碳源，以提高反硝化过程的电子供体浓度，从而促进反硝化速率。
常见的外加碳源包括甲醇、乙酸钠、葡萄糖等。
研究表明，外加碳源可以显著提高SBR工艺的生物脱氮效果。
一方面，外加碳源为异养型厌氧菌提供了充足的电子供体，加速了反硝化速率；另一方面，外加碳源可以改善污泥的活性，提高污泥对氮的去除能力。
此外，外加碳源还可以调节系统的pH值，有利于硝化与反硝化过程的进行。
四、实验方法与结果分析1. 实验方法本实验采用SBR工艺，分别设置外加碳源组（甲醇）和对照组（无外加碳源），在相同条件下运行一定周期。
通过监测进出水的氨氮、硝酸盐氮等指标，分析SBR工艺的生物脱氮效果及外加碳源的影响。
污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展
污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展随着人口的增加和经济的发展，城市污水处理成为一项重要的任务。
污水中的氮和磷是主要污染物之一，它们的过度排放会引起水体富营养化，破坏生态平衡。
为了解决这个问题，科学家们提出了一种被称为“污水生物脱氮除磷工艺”的方法。
污水生物脱氮除磷工艺是利用微生物的代谢活性来实现污水中氮和磷的去除。
这一工艺主要包括两个步骤：脱氮和除磷。
在脱氮过程中，通过控制水体中氧含量和碳氮比，使得一部分氮物质以氨氮的形式被氧化为氮气释放到大气中；在除磷过程中，通过微生物对磷的吸附和沉淀，使得污水中的磷被去除。
当前，污水生物脱氮除磷工艺已经得到广泛应用，并取得了显著的效果。
其中最常用的工艺是BPR工艺（Biological Phosphorus Removal）。
这种工艺中，通过建立好氮磷比例控制系统和合理的生物反应器结构，使得微生物在有氧和无氧的环境中相互转换，从而实现氮和磷的去除。
该工艺具有操作简单、出水质量稳定等优点，已经在很多城市污水处理厂得到应用。
但是，污水生物脱氮除磷工艺还存在一些问题和挑战。
首先，虽然BPR工艺已经得到了大规模应用，但是其操作仍然需要较高的技术要求，需要专业人员进行维护和调节。
其次，BPR工艺只适用于一些中小型城市的污水处理厂，对于大型城市的处理规模仍然不够。
此外，BPR工艺在高温和低温环境下的效果也存在一定差异，需要持续的研究来优化工艺。
针对以上问题和挑战，科学家们正在不断进行研究和探索，为污水生物脱氮除磷工艺的发展提供技术支持。
例如，一些研究人员通过引入新的微生物菌种和添加剂，改进了传统的生物脱氮除磷工艺，提高了去除效率和稳定性。
另外，一些创新型的工艺也被提出，如利用电解气泡浮选技术、生物脱氮除磷和纳米材料协同作用等。
在未来，污水生物脱氮除磷工艺还有很大的发展空间。
一方面，科学家们可以进一步完善和改进现有的工艺，提高其处理能力和适用性。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》范文
《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业化的快速发展，水环境污染问题日益严重，尤其是氮、磷等营养物质的超标排放已成为水体富营养化的主要来源。
污水处理是控制水体污染的重要手段之一，而生物脱氮除磷工艺是当前污水处理中最为重要的技术之一。
本文旨在分析当前污水生物脱氮除磷工艺的现状，并探讨其未来的发展方向。
二、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 传统生物脱氮除磷工艺传统的生物脱氮除磷工艺主要包括活性污泥法、生物膜法等。
这些工艺通过微生物的作用，将污水中的氮、磷等营养物质转化为无害的物质，从而达到净化水质的目的。
然而，这些工艺存在处理效率低、能耗高、污泥产量大等问题，难以满足日益严格的排放标准。
2. 新型生物脱氮除磷工艺随着科技的不断进步，新型的生物脱氮除磷工艺逐渐得到应用。
如A2/O工艺、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等工艺，这些工艺具有处理效率高、能耗低、污泥产量少等优点。
其中，A2/O 工艺是目前应用最广泛的生物脱氮除磷工艺之一，它通过单个反应器实现同时脱氮除磷，具有操作简便、投资成本低等优点。
三、污水生物脱氮除磷工艺的发展方向1. 强化生物脱氮除磷效率为了提高生物脱氮除磷效率，研究人员正在探索各种新型的生物反应器和工艺。
例如，采用高效的微生物固定化技术，提高微生物的活性和稳定性；开发新型的生物催化剂，促进氮、磷等营养物质的转化和去除等。
这些技术将有助于提高生物脱氮除磷的效率，降低处理成本。
2. 资源化利用与节能减排未来的生物脱氮除磷工艺将更加注重资源化利用和节能减排。
通过回收利用处理后的水、污泥等资源，实现废物的减量化、资源化和无害化处理。
同时，通过优化工艺参数、改进设备结构等方式，降低能耗和药耗，实现污水处理过程的绿色化发展。
3. 智能化与自动化控制随着人工智能技术的发展，未来的生物脱氮除磷工艺将更加注重智能化与自动化控制。
通过建立污水处理过程的数学模型，实现工艺参数的自动调控和优化；通过智能监测系统实时监测污水处理过程，及时发现和处理问题；通过大数据分析和云计算技术，实现污水处理过程的远程监控和管理等。
新型生物脱氮工艺的研究现状及发展
随着生产的发展和生活水平 的提高 ，日见 频繁 的水体富营养化已对污水处理技术提出了 除氮 的要求 。在污水处理技术 中，最常用的除 氮技术为生物脱氮 。近年来 ，传统生物脱氮技 术 已发展 的比较成熟 ，但其弊端也 日 益显 现 ， 而新的生物脱氮技术成为当前研究的热点。 污水中含有 的氮多为有机氮和氨态氮 ，对 其处理的生物脱氮工艺就是来源于这一转化过 程 ：先通过氨化作用将有机氮转化成氨氮 ，这 过程很容易实现 ，在常规 的废水处理反应器 中即可实现 ；然后是 在亚硝 化菌 的作用下 将 Ｎ Ｎ氧化成 亚硝态 氮 ，这 一过程 需要氧 的 风一 参与 ；接着是在硝化菌的作用下将亚硝态氮氧 化成硝态 氮 ， 仍需氧的参与 ；最后是在反硝化 菌 的作用下将亚 硝态氮 和硝态 氮转化成氮气 ， 这一过程需在厌氧环境中实 现，且需有机碳源 的投加。 传统硝化一反硝化为基础的生物脱 氮工艺 需设置多个反应器 ，以满足不同微生物对生境 的需求 ， 且按功能的不同，分别需有氧 气、有 机碳源的投入 。这就必然带来工艺基建 、运行 费用高 ， 理效率低等一 系列缺点 。新型生物 处 脱氮工艺正是 以此为切人点 ，探索寻找更便捷 的生物脱氮途径 ，从而克服传统工艺的不足之
科
曲 春先
科技论 坛 Ｉｌ ｌ
张 晓宁
新 型生物脱 氮工艺 的研究 现状及发展
（ 瓦房店市规划设计院， 宁 大连 １６ ０ ） 辽 １３ ０
摘 要： 针对传统 生物脱氮工艺存在的不足之 处 ， 绍了新型生物脱氮工 艺的类型 ， 介 并分别叙 述了其原理、 特点及应 用情况。 关键词 ： 生物脱 氮； 好氧反硝４ ；Ｎ ；ＨＡ Ｏ Ａ Ａ ￣Ｓ ＤＳ Ｒ Ｎ；Ｎ ＭＭＯ Ｃ Ｏ Ｘ；ＡＮ Ｎ Ｓ Ｒ Ｎ Ａ Ａ Ｍ Ｘ组 合 工艺是 指含 氨 Ａ Ｈ Ｏ —Ｎ Ｍ Ｏ 若干报道。谢曙光等人对地表水处理 中的好氧 反硝化现象进行 了研究 ，发现在水力负荷较高 废 水先流经 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应 器 ，进行部 分亚硝 的情 况下 ，脱氮率可达 ２％～Ｏ Ｏ ３％，且 在处理 酸化 ，控制出水 中 Ｎ４ 与 Ｎ ｒ 比例为 １ ， Ｉ ： Ｏ的 ：１ 过程 中不需 添加有机碳 ， 成本较低 ，相 比于传 然 后进入 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应器 ，进行 厌氧氨 氧 ＮＭ Ｏ 统的脱氮方 式，好氧反硝化具有更高的应用价 化反应 ，生成氮气 ， 达到生物脱氮的 目的。这 值 。当然 ，好氧反硝化工艺存在着二次污染等 样 ，在 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反 应器 中只有一半 的氨 被氧 问题 ，仍需深入的研究来解决 。 化为 Ｎ Ｏ ，从而大大减 少 了 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应器 １ 同时硝化一反硝化 （Ｎ ）工艺 ． ２ ＳＤ 的需氧量 ，从而降低运行费用 ；另一方 面 ， 将 传统的生物脱氮原理认 为硝化反应是好氧 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应器 的 出水 作为 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应 ＮＭ Ｏ 的 ，反硝化反应是厌氧的 ， 故二者不可能在同 的基质 ，为 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应 创造 了条件 ，同 ＮＭ Ｏ 条件下发生。而 同时硝化一反硝化机理则突 时还克服 了单独 的 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应 器出水 Ｃ Ｄ Ｏ 破这一观念 ， 分别从宏观和微观上解释 了同时 浓度高的缺点。 硝化一反硝化反应存在的合理性 。 Ｓ Ａ Ｏ —Ｎ Ｍ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ Ａ Ａ Ｍ Ｘ组合 工艺可 以说是 这种工艺在 同一反应器 中实现硝化和反硝 对 Ａ Ａ Ｍ Ｘ工艺 的优化 ，与传 统硝化 一反 ＮＭ Ｏ 化 ，甚至还有除碳 的功 能，可通过生物转 盘 、 硝化工艺相 比，它具有氧消耗量小、无 需外加 ＳＲ Ｂ 、氧化 沟、Ｃ Ｓ 等反 应器实 现 ，分 为单 碳源 、节约 中和试剂 、Ｃ ＡＴ Ｏ 排放量少 、剩余污 级生物脱氮 工艺 、生物膜单级 生物脱氮工 艺 、 泥量少 、运行费用低等诸多优点 ，其工艺的可 固定化微生物单级生物脱氮工艺等类型。 目前 持续性和显著的经济效益将为其带来广 阔的应 国 内的研究 多局限于纯种微生物培养及实验室 用前景 。 理论研究 ， 很少有实际工程应用 ，国外则 已有 ２ Ａ Ｏ ． Ｃ Ｎ Ｎ工艺 ２ 同步 硝化一反硝化脱 氮工艺 的污 水处 理在 运 Ｃ Ｎ Ｎ一体化 自养氨氧化生物脱氮工艺 ， ＡＯ 行 ，但也有不足之处 ， 以这一新型的污水处 是指在单个的反应器或者生物膜 内通过控制反 所 理工艺还有待于进一步的研究和优化。 应所需环境条件，实现氨的亚硝酸化和厌 氧氨 １ 短程硝化一 反硝化工艺 ． ３ 氧化 ，从而达到生物脱氮的 目的。 在传统硝化一反硝化过程 中可以看出 ，氨 可 以认 为 Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 是 Ｓ Ａ Ｏ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ— 处。 被氧化为亚硝酸盐后可以继续被氧化为硝酸盐 Ａ Ａ Ｍ ｘ组合工 艺在 同一反 应器 中 的一种 Ｎ Ｍ Ｏ 新型生物脱氮技术按其生化反应原 理可分 然后进行反硝化 ，也可以直接在亚硝态 就进行 实现方式。在微氧条件下 ，氨被亚硝酸菌部分 为两类基本技术 ，一类是基于硝化一反硝化生 反硝化 ， 由亚硝态氮进行反硝化则可减少系 氧化为 Ｎ ｒ Ｏ －剩余部分的 Ｎ ４ 若 Ｏ ，Ｎ ； ￣ Ｈ＋ 进行厌氧 化过程的新型生物脱氮工艺 ，另一类为基 于厌 统对氧 的消耗 ，缩短反应 时问 ，降低 运行 费 氨 氧 化 反 应 ， 生 成 氮 气 ，反 应 的 实 质 与 氧氨氧化反应的新型生物脱氮工艺。 用 ，这即为短程硝化—反硝化生物 脱氮的基本 Ｓ Ａ Ｏ — Ｎ ＭＭ Ｘ组合 工艺 相同 ，反 应式 Ｈ ＲＮＡＡ Ｏ １基 于硝化～反硝化生化过程的新 型生物 原理。 为 １ Ｈ Ｏ ５ ２＋ ． ５ ２Ｏ１Ｎ ３ ． Ｈ＋ Ｎ ４ ． ０ — ｏ ３Ｎ ＋ ． Ｏ １ ＋ ８ ４ ３ ４ 脱氮 工艺 短程硝化～反硝化工艺 ， 其基本原理是在 １３ ０。 ．Ｈ２ 基于硝化一反硝化原理的新 型生物脱氮工 较 高温度 下 ， 在一个反应器内通过对 Ｄ Ｏ的控 由于 反 应是 在一 个 反 应 器 内进 行 ， 艺研究较多 ，比较有代表性的有好 氧反硝化工 制 ，先将 氨氧化为 Ｎ Ｏ一 ，再 以有 机物 为 电子 Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 除 了 具 有 Ｓ ＡＲ Ｎ－ Ａ ＡＯ Ｈ Ｏ ＡＮ ＭＭＯ Ｘ 艺、同时硝化一反硝化工艺 、 短程硝化一反硝 供 体 ，对 Ｎ ２ 行反硝化 ，生成 氮气 ，从而 组合 工艺需氧量少 、无需外加碳源 、 Ｏ－ 进 运行 费用 化工艺等 。 达 到生 物脱 氮 的 目的 ，整 个 反 应 过程 中无 低等优点外 ，还具有 占地面积少 、基建费用低 １１ ．好氧反硝化工艺 ＮＯ 的生成 和还原 ，反应进程较传统 硝化—反 等优点 ，具有更好 的经济效益 。Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 ｒ ＡＯ 传统生物脱氮理论认为反硝化是一个严格 硝 化进程 短 。经 研究 ，Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ工 艺具 有工 实现 的关键是很好地控制供氧量 ，创造出适宜 的厌氧过程 ，大多数反硝化菌为兼性 厌氧菌 ， 艺流程简单、节省 中和试剂、水力停 留时 间短 好 氧亚硝化 菌和厌 氧氨 氧化菌 生长 的 良好生 能够利用氧、硝酸盐或亚硝酸盐为 电子受体 。 等 特点 ，且耗 氧量减 少 了 ２ ％左 右 ，大 大节 境 ， 亚硝化菌能够将适量 的氨 氧化 为 Ｎ ： ５ 使 Ｏ一 ， 当氧 和硝酸盐或亚硝酸盐共存时，反硝化菌优 省 了 动 力 消 耗 。 目前 ， 已 有 生 产 规 模 的 而后与剩余部分的氨恰好反应 ，生成氮气 。 先使用氧呼吸 ， 只有当氧浓度低时硝酸盐或 Ｓ Ｒ Ｎ工艺投入运行。 故 ＨＡ Ｏ 结束语
《2024年污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》范文
《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业的迅猛发展，大量生活污水和工业废水被排放到水环境中，造成了严重的环境问题。
为了有效减少污水对环境的危害，人们研发了多种污水处理技术。
其中，污水生物脱氮除磷工艺因具有较好的处理效果和较低的运行成本，得到了广泛的应用。
本文将就污水生物脱氮除磷工艺的现状及其发展进行详细探讨。
二、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 工艺概述污水生物脱氮除磷工艺是一种基于微生物作用，利用活性污泥法等生物处理技术，将污水中的氮、磷等营养元素去除的工艺。
该工艺主要利用微生物的代谢作用，将污水中的氮、磷转化为无害物质，从而达到净化水质的目的。
2. 国内外应用现状目前，国内外广泛应用的污水生物脱氮除磷工艺主要包括A/O法、A2/O法、氧化沟法等。
这些工艺在我国污水处理领域得到了广泛应用，特别是在城市污水处理厂和工业废水处理中。
此外，一些新型的生物脱氮除磷技术，如MBR（膜生物反应器）技术、超声波强化生物脱氮除磷技术等也在逐步推广应用。
三、工艺运行机制与原理污水生物脱氮除磷工艺主要依靠活性污泥中的微生物完成。
在反应过程中，微生物通过吸附、吸收、代谢等作用，将污水中的氮、磷等营养元素转化为无害物质。
具体来说，脱氮过程主要通过氨化、硝化和反硝化等步骤实现；除磷过程则主要通过聚磷菌的过量摄磷和释磷实现。
四、工艺发展及挑战1. 技术发展随着科技的不断进步，污水生物脱氮除磷工艺也在不断发展和完善。
新型的生物反应器、高效的微生物菌剂、智能化的控制系统等技术手段的应用，使得污水处理效率得到了显著提高。
同时，一些新型的污水处理理念和技术，如低碳、低能耗、资源化等也得到了广泛关注。
2. 面临的挑战尽管污水生物脱氮除磷工艺取得了显著的成果，但仍面临一些挑战。
如：如何进一步提高处理效率、降低运行成本；如何解决污泥处理与处置问题；如何应对复杂多变的水质等。
此外，一些新兴污染物（如微塑料、新型有机污染物等）也对传统污水处理技术提出了新的挑战。
生物脱氮新技术研究进展
生物脱氮新技术研究进展随着环境保护意识的不断提高，生物脱氮技术作为一种环保节能的新型污水处理技术，越来越受到人们的。
本文将介绍生物脱氮新技术的研究背景和意义、研究进展、优缺点和发展前景，以期为相关领域的研究提供参考。
生物脱氮是指利用微生物或植物等生物手段，通过硝化和反硝化作用将废水中的氨氮和硝酸盐等含氮化合物转化为无害的氮气，从而达到废水治理和资源化的目的。
生物脱氮技术主要包括活性污泥法、生物膜法、反硝化菌法等。
这些技术均利用微生物菌群进行硝化和反硝化作用，将废水中的氨氮转化为氮气。
近年来，随着生物技术的不断发展，生物脱氮新技术也层出不穷。
下面介绍几种生物脱氮新技术的研究进展。
短程硝化反硝化技术是指在同一个反应器内，通过控制反应条件，使硝化作用和反硝化作用相继进行。
该技术可以大幅度减少反应器体积，提高反应效率，同时还可以降低能耗。
研究结果表明，短程硝化反硝化技术对氨氮和总氮的去除率均高于传统的活性污泥法。
厌氧氨氧化技术是指利用厌氧微生物将氨氮和亚硝酸盐转化为氮气的过程。
该技术的反应条件温和，无需曝气供氧，具有较高的氮去除率和能源利用率。
研究结果表明，厌氧氨氧化技术对高浓度氨氮废水的处理效果较好，但在低浓度氨氮废水处理中可能受到抑制。
悬浮生长植物脱氮技术是指利用水生植物如荷花、水葫芦等吸收废水中的氨氮，并通过植物体内的转化作用将其转化为氮气。
该技术具有投资少、操作简单、无需外加能源等优点，在低浓度氨氮废水中具有较好的处理效果。
研究结果表明，悬浮生长植物脱氮技术可以降低废水中的氨氮浓度，同时还可以改善水体生态环境。
生物脱氮新技术在氨氮和总氮的去除率、反应效率、能源利用率等方面均优于传统活性污泥法等生物脱氮技术。
但是，这些新技术尚存在一些缺点，如短程硝化反硝化技术需要控制精确的反应条件，厌氧氨氧化技术对废水的预处理要求较高，悬浮生长植物脱氮技术仅适用于低浓度氨氮废水的处理。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择适合的生物脱氮技术。
废水的生物除磷脱氮技术及其在国内外的应用和研究现状
1、对系统环境条件的研究
系统中硝化菌与聚磷菌间的矛盾主要在于泥龄。由于硝化菌世代周期较长，而聚磷菌多 为短世代微生物，在泥龄上存在着矛盾。针对此矛盾，在污水处理工艺的系统设计及运行 中，一般将泥龄控制在较窄的范围内，以兼顾除磷与脱氮的需要。另外为了能够充分发挥 脱氮菌与聚磷菌的各自优势，有的研究者提出了改良的工艺流程以使两种菌的泥龄矛盾得 以解决。近几年有很多研究提出将活性污泥法与生物膜法相结合以缓解这一矛盾，这时系 统中就存在两种菌群：短泥龄悬浮态活性污泥菌群和长泥龄的生物膜上附着的菌群，这样 就很好地解决了硝化菌与聚磷菌间的泥龄矛盾。 由于快速生物降解COD理论的发展，人们逐渐认识到反硝化菌与聚磷菌间的矛盾主 要是由基质竞争引起的，因而现今有很大一部分研究者将工作的重点转移到了对碳源需求 的研究上。
同化作用
1、氨化反应
微生物分解有机化合物产生氨的过程称为氨化反应，很多细菌、真菌和放线菌都能分解 蛋白质及其含氮衍生物，其中氮化微生物的作用下，有机氮化合物可以在好氧或厌氧条件 下分解、转化为氨态氮，以氨基酸为例。加氧脱氨基反应式为： RCHNH2COOH+O2 水解脱氨基反应式： RCOOH+CO2+NH3
4、同化作用
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分成分， 并以剩余活性污泥的形式得以从污水中去除的过程，称为同化作用。当进水氨氮浓度较低 时，同化作用可能成为脱氮的组要途径。
二、生物除磷
生物除磷最基本的原理是在厌氧-好氧或厌氧-缺氧交替运行的系统中，利用聚磷微生物具 有厌氧释磷及好氧（或缺氧）超量吸磷低，最终通过排放含有大量富磷污泥而达到从污水中除磷的目的。
2、解决碳源需求的研究
脱氮和除磷过程中的反硝化菌和聚磷菌间的矛盾主要是由基质竞争引起的。传统生物除 磷机理认为：在厌氧环境下，聚磷菌只能利用污水中的易生物降解物质，其他都要经水解/ 发酵后转化为乙酸等VFA后才能被聚磷菌利用。而在缺氧环境下，反硝化菌先于聚磷菌利 用这类有机物进行脱氮，导致PAO释磷程度降低，细胞内PHB“库存量”减少。同时厌氧 条件下磷释放的充分程度和合成的PHB量是随后好氧条件下过量摄磷的充分条件和决定性 因素。因此系统的除磷效率取决于污水中易生物降解的溶解性有机物(RBCOD)的多少，一 般进水溶解性BOD/TP≥15时才能保证出水磷含量＜1mg/L，而实际上污水中这类有机物有 限，这部分碳源相对不足导致整个系统脱氮除磷效率不佳。为此，国外自20世纪80年代以 来进行了大量的研究，提出了向污水中投加甲醇(称外加有机碳源)，并应用于工程实践。 然而，虽然外加有机碳源使反硝化速率加快，脱氮效率提高，但运行成本也相应大幅度增 加，因而这种方法很少采用。基于以上原因，研究者们进行了大量的工艺改进。
脱氮微生物及脱氮工艺研究进展
脱氮微生物及脱氮工艺研究进展脱氮微生物及脱氮工艺研究进展近年来，氮污染成为世界范围内关注的环境问题之一。
氮污染主要来源于农业、工业、城市污水处理等方面，其中氨氮和硝酸盐氮是主要的污染物。
氨氮和硝酸盐氮的排放不仅对水体造成严重的污染，还会引起水生生物的富营养化和水体富营养化的进一步加剧。
因此，研究脱氮微生物和脱氮工艺，具有重要的理论和实践意义。
脱氮微生物是一类具有氨氧化和硝化作用的微生物，主要包括氨氧化细菌(AOB)和硝化细菌(NO3―-N)。
氨氧化细菌可以将氨氮氧化为亚硝酸盐氮，硝化细菌可以将亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐氮。
氨氧化和硝化过程是氮的生物转化过程的关键环节，也是脱氮的基础。
因此，研究脱氮微生物对于治理氮污染具有重要的意义。
在脱氮工艺方面，传统的工艺主要包括生物法和化学法。
生物法主要利用脱氮微生物进行氮的转化和去除，化学法则通过添加化学试剂进行氮的去除。
近年来，随着生物技术的不断发展和创新，脱氮工艺也取得了新的突破。
一种新的脱氮工艺是厌氧氨氧化反应(Anammox)。
厌氧氨氧化是一种新型的脱氮过程，它将氨氮直接转化为氮气，节约了能源和化学试剂，具有较高的效率和低的运行成本，对于解决氨氮污染具有重要的潜力。
厌氧氨氧化反应依赖于一种特殊的细菌，即厌氧氨氧化细菌。
这种细菌能够在缺氧环境下利用亚硝酸盐氮和氨氮进行脱氮，生成氮气。
目前，厌氧氨氧化工艺已经在一些工业和城市污水处理厂得到了广泛应用，并取得了良好的效果。
此外，还有一种新型的脱氮工艺是脱氮反硝化厌氧氨氧化(ANFNR)工艺。
这种工艺结合了厌氧氨氧化和反硝化过程，能够同时去除氨氮和硝酸盐氮。
在ANFNR工艺中，厌氧氨氧化细菌和反硝化细菌共同存在并协同作用。
厌氧氨氧化将氨氮转化为亚硝酸盐氮，而反硝化将亚硝酸盐氮转化为氮气。
ANFNR工艺在氮的去除效率和能源利用率方面优于传统的脱氮工艺，被认为是一种非常有潜力的脱氮工艺。
总的来说，脱氮微生物和脱氮工艺的研究对于处理氮污染具有重要的意义。
生物脱氮技术及研究进展
硝化处理污水 20 30 1.5 7 37
氮需氧量对总需氧量的贡献率 /%
有机需氧量去除率/% 总需氧量去除率/%
23.5
-
71.3
90 73.7
18.9
92 92.5
氮素污染的其他危害（2）
氨对水生生物产生毒害：氨是水生植物和藻类的营养物质，同 时也是鱼类和其他水生动物的毒性物质。在水中，氨以离子（ NH4+)和分子（NH3)的形态存在,引起毒害作用的主要是NH3。 由于pH和温度可影响NH3的分配[NH3/(NH3+NH4+)]，升高pH或 温度，可明显增强氨氮的毒性。夏天，在一些富营养化程度高 的水体中，光合作用很强，CO2消耗很大，pH上升很快，极易 诱发水生生物的氨中毒。以鲑鱼和非鲑鱼所作的急性毒性试验 证明，鱼类出现急性中毒的NH3浓度为0.1-10mg/l。
硝化工艺与反硝化工艺的联合
硝化工艺虽能把氨转化为硝酸盐，消除氨的不良影响。 反之，反硝化工艺虽能根除氮素对环境的污染，但不能 直接去除氨氮。因此在环境工程上，硝化工艺与反硝化 工艺常常联合应用。三种常用的生物脱氮工艺流程为
除碳
硝化
反硝化
①分级除碳、硝化、反硝化
除碳和硝化 反硝化
②组合除碳和硝化，分级反硝化工艺
主要内容
氮素污染的危害 氮素污染的控制 生物脱氮理论及其进展 生物脱氮新工艺
氮素污染的最大危害
刺激地表水中植物和藻类的过度生长：植物和藻类 的生长离不开营养物质。在自然水体中，它们的生 长通常受氮和磷的限制。由于水生植物所需的N/P为 4-10（质量比），而寡营养型湖泊的N/P大于10，因 此磷的限制作用更大。但如果城市生活污水排入水 体中，由于污水的N/P为3[氮磷含量分别为30mg/l （以氮计）和10mg/l(以磷计）]，湖泊的N/P降低， 氮和磷的限制作用发生逆转。
生物脱氮除磷工艺现状及研究发展前景
生物脱氮除磷工艺现状及研究发展前景孙建升，孙力平（2008）（天津城市建设学院市政与环境工程系，天津 300384）摘要：本文介绍了生物脱氮除磷的机理，分析了当前生物脱氮除磷工艺，并在此基础上对生物脱氮、除磷技术的发展进行展望。
关键词：城市污水；脱氮除磷；A2/O；DPB1 前言随着工业化及人口增长的继续，水体富营养化所带来的问题愈发严重，从而加速了水体的污染和老化。
而这一切都是因为排入水体的污水中含有氮、磷等营养物质。
于是人们在去除BOD的基础上开始探求高效、节能的生物脱氮除磷污水处理系统，80年代以来，大多数的研究均致力于此[1]。
2 生物脱氮除磷基本原理[2]2.1 生物脱氮的基本原理污水中氮的去除通常分为三步：氨化、硝化和反硝化，并分别由不同的细菌来完成。
① 氨化作用含氮有机物经微生物降解释放出氨的过程，称为氨化作用。
这里的含氮有机物一般指动物、植物和微生物残体及其排泄物、代谢物所含的有机氮化合物，主要包括蛋白质、核酸、尿素、尿酸、几丁质、磷酸脂等含氮有机物，它们都能被相应的微生物分解并释放出氨氮。
无论是在好氧还是在厌氧条件下，氨化作用在中性、酸性或碱性条件下均能进行，只是作用的微生物种类不同、作用的强弱不一。
只有当环境中存在一定浓度的酚或木质素—蛋白质复合物时，才会阻滞氨化作用的进行。
② 硝化作用硝化作用是指将NH3氧化成NO2-，然后再氧化成NO3-的过程。
硝化作用由两类细菌参与，亚硝化菌将NH3氧化成NO2-，硝化杆菌将NO2-氧化成NO3-。
由于它们均为自养菌，故能利用氧化过程释放的能量，将CO2合成为细胞有机物质。
硝化作用的程度往往是生物脱氮的关键所在。
硝化菌的生长计量式（基于质量）如下：NH4+＋3.3 O2＋6.708 HCO3-→0.129 C5H7O2N＋3.373 NO3-＋1.041 H2O＋6.463 H2CO3 由上式可以看出，氨氧化为硝酸盐的过程消耗了大量的碱度：6.708 mgHCO3-/mgNH4+，相当于8.62 mgHCO3-/mgNH4+-N。
《2024年城市污水生物脱氮除磷技术的研究进展》范文
《城市污水生物脱氮除磷技术的研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市污水问题日益突出，特别是含氮、含磷污水的排放对水环境的污染越来越受到关注。
传统的物理、化学处理技术虽可实现一定的污水处理效果，但成本高、处理过程复杂，且可能产生二次污染。
因此，发展绿色、高效的生物脱氮除磷技术成为当前研究的热点。
本文将就城市污水生物脱氮除磷技术的研究进展进行详细阐述。
二、城市污水生物脱氮技术研究1. 传统生物脱氮技术传统生物脱氮技术主要依靠硝化与反硝化过程，通过在反应器中培养特定菌群，利用这些菌群的代谢活动完成氮的去除。
然而，传统技术往往存在处理效率低、能耗大等问题。
2. 新型生物脱氮技术（1）短程硝化反硝化技术：该技术通过控制反应条件，使硝化过程停留在亚硝酸盐阶段，减少了反应步骤，提高了脱氮效率。
（2）同步硝化反硝化技术：该技术通过优化反应器设计，使硝化与反硝化过程在同一反应器中同时进行，提高了空间利用率和脱氮效率。
三、城市污水生物除磷技术研究1. 传统生物除磷技术传统生物除磷技术主要依靠聚磷菌的过量摄磷行为实现除磷。
然而，该技术受水质、水温等因素影响较大，除磷效果不稳定。
2. 新型生物除磷技术（1）强化生物除磷技术：通过向反应器中投加特定物质或调节pH值等手段，强化聚磷菌的摄磷能力，提高除磷效率。
（2）组合生物除磷技术：将生物除磷技术与物理、化学方法相结合，形成组合式处理工艺，提高除磷效果和稳定性。
四、城市污水生物脱氮除磷技术的发展趋势1. 集成化技术：将多种生物处理技术进行集成，形成集成化处理系统，提高处理效率和稳定性。
2. 智能化控制：利用现代信息技术和自动化控制技术，实现污水处理过程的智能化控制，提高处理效果和降低能耗。
3. 绿色环保材料的应用：开发绿色、环保的生物载体和填料，提高生物反应器的性能和稳定性。
4. 强化技术研究：针对不同地区、不同类型污水的特点，开展强化技术研究，提高脱氮除磷效果和适应性。
废水生物脱氮技术的发展现状及展望
废水生物脱氮技术的发展现状及展望氮循环是生物地球化学循环的重要组成部分，在人类工业化活动之前，地球上的氮收支基本上是平衡的，随着人类的生产活动，全球每年新增的“活性”氮导致全球氮循环严重失衡，并引起一系列环境问题。
其中水体中的氮元素失衡就是其中最典型的问题之一。
目前对于废水的脱氮处理是废水处理的难点之一，而生物脱氮技术作为最经济、彻底的脱氮技术，受到业界的广泛关注，文中将对废水生物脱氮技术发展的现状和未来的展望进行分析和研究。
标签：废水;生物脱氮技术;现状;展望1 水体中氮元素的危害在自然水体中，植物和藻类的生长经常会受到氮元素和磷元素的限制。
当过量的氮元素随着污水的排入而不断进入水体，就会引起水体的富营养，导致水生植物以及藻类过度繁殖，因此产生一系列的不良后果。
（1）一方面，某些藻类自身带的腥味就能使水质变恶劣并使水体腥臭难闻;另一方面，某些藻类本身含有的蛋白质毒素就会在水生物体内积累，并经过食物链危害人类的健康，更甚导致人中毒。
（2）水生植物以及藻类大量的繁殖，覆盖水体，从而极大的影响江河湖泊的观赏价值。
（3）如果以富营养化的水体作为水源，藻类就会堵塞住自来水厂的滤池影响生产;其含有的毒素和气味物质会使饮用水的质量受到影响。
2 废水生物脱氮技术2.1硝化反硝化脱氮工艺硝化反硝化技术是目前最常见的生物脱氮技术，在国内外得到了广泛的应用。
在实际应用中，通常采用反硝化-硝化的工艺组合（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有机物，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，在缺氧段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N2，从而实现脱氮的目的。
通常认为该脱氮过程包含氨化、亚硝化、硝化、反硝化几个过程，根据实际工艺设计和控制的不同，可能存在一定的差异。
这项技术对于废水的适用性较好，参与处理的微生物菌群丰富，对于环境的适应性好，工艺控制较为成熟。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展
厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展【摘要】厌氧氨氧化是一种新兴的生物脱氮技术，在污水处理领域具有重要应用前景。
本文从厌氧氨氧化生物脱氮工艺的概述出发，探讨了影响该工艺的因素，并对最新研究进展进行了总结。
还分析了工艺的优势和应用前景，指出了面临的挑战以及未来研究方向。
结论部分总结了目前的研究成果，并展望了未来的发展方向。
通过本文的研究，可以更深入地了解厌氧氨氧化生物脱氮工艺及其在环境保护中的重要性，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
【关键词】厌氧氨氧化、生物脱氮、工艺、研究、进展、因素、优势、应用、挑战、未来、发展、展望、结语。
1. 引言1.1 研究背景厌氧氨氧化生物脱氮是一种新型的生物脱氮技术，可以有效地将废水中的氨氮转化为氮气排放，具有节能环保的优势。
在当前环境污染日益严重的背景下，研究和发展这种生物脱氮技术具有十分重要的意义。
传统的氨氮去除技术往往存在能耗高、操作复杂等问题，而厌氧氨氧化生物脱氮技术则可以在较低的能耗下实现高效处理废水中的氨氮，因此备受研究者和环保领域的关注。
在过去的研究中发现，厌氧氨氧化生物脱氮技术在实际应用中存在着一些问题和挑战，如微生物群体的构建、氮氧化过程的影响因素等。
有必要对厌氧氨氧化生物脱氮工艺进行深入研究，以解决当前存在的问题并提高其应用效率。
本文旨在系统梳理厌氧氨氧化生物脱氮技术的研究现状和进展，为其在废水处理领域的应用提供参考和借鉴。
1.2 研究意义厌氧氨氧化生物脱氮工艺是一种重要的废水处理技术，具有重要的研究意义。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺可以有效去除废水中的氮负荷，减缓废水对水体的污染，保护水环境。
通过研究该工艺，可以提高氮的回收利用率，实现污水资源化利用，达到节能减排的目的。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺还可以促进废水处理领域的技术创新，推动废水处理工艺的进步和完善。
深入研究厌氧氨氧化生物脱氮工艺具有重要的理论价值和实际应用意义，有助于提高废水处理效率，改善水环境质量，促进可持续发展。
生物脱氮技术研究
1 绪论1.1 污水脱氮处理的研究背景随着社会的不断发展和人们生活水平的不断提高，水环境日益恶化，水中的氮含量不断增加造成水质严重恶化。
近几十年的发展使得农村、城市的地面水、地下水都存在三氮（氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮）的污染。
氨态氮是水相环境中氮的主要存在形态。
当含氨废水排入江河湖泊，尤其是水资源不十分充足的小河、鱼塘中时，可引起受纳水体亏氧，滋生有害水生物，导致鱼类中毒。
城市生活废水、各种饲养场的排放水、化粪池浸滤液，其氨氮含量在100～500mg/L之间。
随着有色金属湿法冶金的发展，这些生产厂常排放出高浓度的含氨或铵废水，其氨氮含量在10g/L以上，有的甚至高达100g/L左右。
2000年度监测数据表明，黄河在宁夏入境断面(中卫下河沿)氨氮浓度不超过国家《地面水环境质量标准》(GZHG1-1999)规定中的要求，但到达控制断面(银古公路桥)和出境断面(宁钢浮桥)均超标严重，其中银古桥公路桥断面超标率为66.7%，超标2.16倍，宁钢浮桥断面超标率达100.0%，超标3.20倍。
氨氮污染沿程加重趋势十分明显。
近几年，黄河水质控制断面(银古公路桥)氨氮污染呈逐年明显上升趋势。
氨氮已成为影响黄河水质的首要污染。
目前,黄河水质类别以Ⅴ类或超Ⅴ类水质为主[1]。
硝酸盐氮污染最近40年来已成为一个世界性的环境问题。
例如美国Texas州Runnels 县地下水中NO3-含量达233mg/L；英国在1970年NO3--N间歇超过113 mg/L，1980年约为90 mg/L，1987年达142 mg/L；中国北京地下水中硝酸盐最高值为314mg/L，石家庄市地下水中NO3-含量达20～40mg/L，最高值为96mg/L。
此外还有丹麦、法国、加拿大、德国、荷兰、印度、埃及等国家的饮用地下水也受到不同程度的污染。
英国和美国的一些研究结果显示，饮用地下水的硝酸盐含量与胃癌、食道癌的发病率及死亡率成正比。
在河南省林州、安阳县做的饮用水的NO3-含量调查，取水样43个，居民饮用的地下水中NO3-含量大大超过世界卫生组织(WHO)颁布的饮用水质标准45mg/L(或NO3-中的N为10mg/L)。
《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文
《城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市污水处理问题日益突出。
其中，氮、磷等营养物质的排放对水环境造成了严重污染。
因此，研究并发展新型的生物脱氮除磷技术，对于保护水环境、实现水资源的可持续利用具有重要意义。
本文将就城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展进行详细阐述。
二、城市污水处理现状及挑战城市污水处理主要包括物理、化学和生物处理等多种方法。
其中，生物处理法因其处理效率高、成本低等优点被广泛应用。
然而，传统的生物脱氮除磷技术面临着诸多挑战，如处理效率不高、能耗大、易产生二次污染等问题。
因此，研究新型的生物脱氮除磷技术成为当前的重要课题。
三、新型生物脱氮技术研究进展（一）A2/O工艺改进A2/O（厌氧-缺氧-好氧）工艺是目前应用最广泛的生物脱氮技术。
针对其处理效率及能耗等问题，研究者们通过优化运行参数、改进工艺流程等方式，提高了A2/O工艺的脱氮效果。
（二）短程硝化反硝化技术短程硝化反硝化技术通过控制硝化过程，使氨氮直接转化为氮气，避免了传统硝化过程中产生的中间产物，提高了脱氮效率。
近年来，该技术在城市污水处理中得到了广泛应用。
（三）新型微生物脱氮技术新型微生物脱氮技术主要利用特定的微生物或酶，通过生物强化、生物膜等技术，提高脱氮效率。
例如，利用反硝化细菌的代谢过程，实现高效脱氮。
四、新型生物除磷技术研究进展（一）厌氧-好氧交替运行技术厌氧-好氧交替运行技术通过控制污水在厌氧和好氧条件下的交替运行，使聚磷菌在好氧条件下大量摄取磷，实现除磷效果。
该技术具有操作简单、成本低等优点。
（二）生物膜法除磷技术生物膜法除磷技术利用生物膜的吸附、截留和生物降解作用，将污水中的磷去除。
该技术具有处理效果好、污泥产量少等优点。
（三）新型微生物除磷技术新型微生物除磷技术主要利用特定的微生物或酶，通过生物强化、基因工程等技术，提高除磷效率。
该技术为未来城市污水处理提供了新的思路和方法。
三段生物脱氮工艺
三段生物脱氮工艺第一段：介绍生物脱氮工艺的意义和背景生物脱氮工艺是一种利用微生物代谢能力将废水中的氮污染物转化为氮气释放到大气中的处理技术。
氮污染是当前水环境中的重要问题之一，主要来源于农业、工业和城市生活污水等。
氮污染物对水体生态系统和人类健康都有着重要影响。
因此，研发高效的生物脱氮工艺对于解决氮污染问题具有重要意义。
生物脱氮工艺采用微生物代谢能力，将氨氮和硝态氮转化为氮气，实现了废水中氮污染物的去除和资源化利用。
第二段：介绍生物脱氮工艺的原理和步骤生物脱氮工艺主要包括硝化和反硝化两个过程。
硝化是指将废水中的氨氮逐步氧化为硝态氮的过程，反硝化则是将硝态氮还原为氮气的过程。
硝化过程通常由硝化细菌完成，它们能够将氨氮氧化为亚硝酸盐，再将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。
而反硝化过程则由反硝化细菌完成，它们能够利用硝酸盐作为电子受体，将硝酸盐还原为氮气。
细菌在这两个过程中的代谢活动，实现了废水中氮污染物的转化和去除。
生物脱氮工艺一般分为两个步骤：硝化和反硝化。
硝化步骤中，废水中的氨氮通过硝化细菌的作用，逐步氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。
反硝化步骤中，反硝化细菌利用硝酸盐作为电子受体，将硝酸盐还原为氮气。
这两个步骤相互配合，实现了废水中氮污染物的去除和资源化利用。
在实际应用中，还需要根据不同的废水特性和处理需求，选择合适的微生物菌种和操作条件，以提高生物脱氮工艺的效果和稳定性。
第三段：展望生物脱氮工艺的发展前景和挑战生物脱氮工艺作为一种环保、高效的废水处理技术，在氮污染治理领域具有广阔的应用前景。
与传统的化学脱氮方法相比，生物脱氮工艺具有操作简单、成本低廉、副产物少等优势。
随着科技的不断进步，生物脱氮工艺不断得到了改进和优化，在提高脱氮效率和稳定性方面取得了显著进展。
然而，生物脱氮工艺仍然面临一些挑战。
首先，废水中的氮污染物种类繁多，不同的废水特性对生物脱氮工艺的适应性和效果有着不同的要求，需要针对性地进行研究和改进。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展
厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展近年来，厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究备受关注，其在污水处理和环境保护领域具有巨大潜力。
本文将对厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究的进展进行综述，从工艺原理、影响因素、优化方法等方面进行深入探讨，旨在为相关领域的研究人员提供参考。
一、厌氧氨氧化生物脱氮工艺原理厌氧氨氧化生物脱氮是一种新型的深度废水处理技术，其原理是利用厌氧细菌将废水中的氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，然后利用厌氧细菌将硝酸盐还原成氮气，从而实现氨氮的脱除。
该工艺与传统的好氧脱氮工艺相比，具有较高的氮气产率、低的能耗和较强的抗负荷冲击能力，因此备受研究者的重视。
1. 废水中氨氮浓度废水中氨氮浓度是影响厌氧氨氧化生物脱氮效果的重要因素之一。
研究表明，当废水中氨氮浓度过高时，容易引起厌氧氨氧化细菌的抑制，进而影响脱氮效果。
合理控制废水中氨氮浓度，是提高厌氧氨氧化生物脱氮效率的关键。
2. 温度和pH值厌氧氨氧化生物脱氮过程对温度和pH值的要求较为苛刻，一般在35-40摄氏度和pH值为7左右时，其活性最佳。
对于工业废水处理而言，需要合理控制废水的温度和pH值，以保证脱氮工艺的高效运行。
3. 有机物浓度废水中的有机物浓度对厌氧氨氧化生物脱氮效果也有较大影响。
有机物过多会导致细菌活性的降低，从而影响脱氮效果。
需要合理控制废水中的有机物浓度，保证脱氮生物的正常活性。
1. 生物载体的选择生物载体是厌氧氨氧化生物脱氮工艺中的关键因素之一，选择合适的生物载体对于提高工艺效率至关重要。
研究表明，聚合物材料、多孔材料和膜担载体等都可以作为厌氧氨氧化生物脱氮的载体，通过优化载体的性质和结构，可以有效提高脱氮效率。
2. 氧化还原电位的调控在厌氧氨氧化生物脱氮工艺中，调控反应体系的氧化还原电位可以有效提高脱氮效率。
研究表明，通过改变废水中的氨氮浓度、控制反应体系中的气相氧气浓度等手段，可以有效调控氧化还原电位，提高脱氮效率。
3. 利用外源碳源在实际废水处理中，往往存在氮磷比例失衡的问题，这时可以利用外源碳源进行补充，来提高废水中的碳氮比例，从而促进厌氧氨氧化生物脱氮的进行。
污水生物脱氮技术研究现状
污水生物脱氮技术研究现状摘要：概述了传统生物脱氮技术原理及传统的生物脱氮技术，分析了传统生物脱氮工艺的不足，并介绍了同时硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等几种生物脱氮新技术的机理、特点和研究现状。
最后对生物脱氮技术的今后的发展趋势进行了展望及建议，指出高效、低能耗的可持续脱氮工艺是污水处理的发展方向。
关键词：生物处理；生物脱氮；短程硝化反硝化；同步硝化反硝化；厌氧氨氧化Research Status of Biological Removal of Nitrogenfrom WastewaterAbstract：Summarizes the conventional biodenitrification technology principle and conventional biological removal of nitrogen technology, analyzes the deficiencies of conventional biological removal of nitrogen, and introduces nitration denitrification, shortcut nitrification and denitrification anaerobic ammonium oxidation ,and the features, the mechanism and the current research status of the several biological new technologies,. Finally have a outlook and Suggestions of the new technologies , points out that high efficiency, low energy consumption is the development direction of removal of nitrogen in sewage treatment.Keywords：biological disposal；nitrogen removal；shortcut nitrification；Simultaneous nitrification and denitrifieation；anaerobic ammonium近年来，随着工业化和城市化程度的不断提高，合成洗涤剂、化肥和农药被广泛使用。
废水生物脱氮新技术及研究进展
废水生物脱氮新技术及研究进展摘要：随着氨氮被纳入“十二五”期间总量控制指标体系，废水生物脱氮已经成为水污染控制的一个重要研究方向。
传统的生物脱氮采用的是硝化、反硝化工艺，但存在着许多问题。
介绍了短程硝化一反硝化，厌氧氨氧化、同步硝化反硝化、全自养脱氮工艺等生物脱氮新工艺的机理、特点和研究现状，同时指出了新技术存在的问题和今后研究的发展趋势。
关键词：生物脱氮短程硝化一反硝化生物电极脱氮工艺好氧脱氨工艺1 引言近些年来，随着科学技术的发展，生物脱氮在技术和工艺上取得了长足进步，发展出了：(1)同步硝化反硝化；(2)短程硝化反硝化；(3)厌氧氨氧化工艺；(4)全程自养脱氮工艺；(5)其它生物脱氮新工艺（好氧脱氨工艺和sharon-anammox联合工艺）等新技术和工艺。
本文主要系统介绍上述新技术和工艺的机理及发展进度，并对其可能存在的问题进行了分析。
2 生物脱氮传统工艺及存在的问题废水生物脱氮传统工艺原理是硝化和反硝化反应，硝化反应是指在好氧硝化菌的作用下把氨氮转化为硝态氮，反硝化反应是指反硝化菌在缺氧条件下将硝态氮转化为氮气，通过硝化和反硝化反应将氨氮转化为氮气从而从废水中去除。
具体工艺例如：a／o、a2／o、uct、jbh、aaa等，都是典型的传统硝化反硝化工艺。
这些工艺在废水脱氮的实际应用中发挥了一定的作用，但仍存在以下问题：(1)硝化过程需要曝气；(2)由于曝气使废水中的cod 大部分被去除，而反硝化程需要一定的碳源，因此往往需要另外加入碳源；(3)在低温条件下硝化菌群的增殖速度慢，而且难以维持较高生物浓度。
因而必须延长总水力停留时间(hrt)，造成了基础建设投资的增加；(4)高浓度的氨氮和亚硝酸盐废水会抑制硝化菌的生长；(5)为了中和硝化过程产生的酸度，需要加碱中和；(6)为了获得良好的脱氮效果及维持较高生物浓度，必须同时进行污泥和硝化液的回流，增加了动力消耗。
3 新型生物脱氮工艺3.1 同步硝化反硝化同步硝化-反硝化工艺是利用了：(1)硝化过程的产物是反硝化的反应物；(2)反硝化过程产生硝化所需的碱。
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2016 年春季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目:专业新技术学生所在院:市政环境工程学院（系）学生所在学科:学生姓名:左左学号:学生类别:工学硕士考核结果阅卷人三种生物脱氮工艺研究现状一、前沿氮是造成水体富营养化的一种主要污染物质，尤其是当水体有机性污染物降低到一定标准之后。
为了维护生态环境，保障人体健康，国家的污水排放标准逐步严格，对氮的去除也有了更高的要求。
因此，研究具有高效脱氮功能的工艺越来越重要。
传统的生物脱氮理论[1]包括硝化和反硝化两个过程，分别由自养型硝化菌和异氧型反硝化菌完成。
其生物脱氮原理为:氨化反应是在氨化菌作用下，有机氮被分解转化为氨态氮，这一过程称为氨化过程，氨化过程很容易进行;硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状态下，亚硝化菌利用无机碳为碳源将NH4+氧化成NO2-，然后硝化菌再将NO2-氧化成NO3-的过程。
反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮 (N2 )的过程。
反硝化菌为异养型微生物，多属于兼性细菌，在缺氧状态时，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物 (污水中的 BOD 成分)作为电子供体，提供能量并被氧化稳定。
具体流程图如下：传统生物脱氮途径近十多年来，许多国家加强了对生物脱氮的研究，并在理论和技术上都取得了重大突破。
其中主要包括短程硝化反硝化，厌氧氨氧化和同步硝化反硝化等，以及它们的组合工艺[2]。
这些新的理论研究表明: ①硝化反应不仅由自养菌完成，某些异养菌也可以进行硝化作用; ②反硝化不只在厌氧条件下进行，某些细菌可在好氧或缺氧条件下完成反硝化; ③许多好氧反硝化菌同时也是异养硝化菌，并能把NH4+氧化成NO2-后，直接进行反硝化反应。
二、研究现状1、短程硝化反硝化短程硝化反硝化[3]是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，然后进行反硝化，省去了传统生物脱氮中将亚硝酸盐氧化成硝酸盐，再还原成亚硝酸盐两个环节。
因此，该技术具有很多优点: 可节省约25%氧供应量，降低能耗; 可节省反硝化所需的碳源，在C/N 一定的情况下，提高TN的去除率; 缩短反应历程，并使相应反应器的容积减小; 可使污泥生成量减少50%左右。
尤其适合处理碳氮比低的高氨氮废水。
短程硝化反硝化过程中N 的变化过程为:NH4+→NO2－→N2在短程硝化反硝化途径中，关键是如何将氨氧化反应控制在亚硝态氮阶段，使其不再进一步氧化成硝态氮。
一方面，可筛选培养出高效亚硝化菌和硝化菌，研究其特性并用来去除氨氮; 另一方面，通过对运行参数的控制来实现。
短程硝化反硝化的影响因素主要有pH 值、游离氨、泥龄、DO、温度和有毒物质。
周戈等[4]采用SBBR在溶解氧1.0 mg /L 条件下考察了不同温度对实际炼油催化剂废水脱氮系统效能的影响。
33、30 及28℃条件下，反应器亚硝积累率均可稳定保持在90% 以上。
不同温度下短程硝化反硝化pH 值及ORP 变化趋势基本一致，结合在线监控pH 值及ORP 变化规律调控反应时间，最大限度保证短程硝化的稳定性。
2、同步硝化反硝化一些研究人员发现在氧气存在的条件下发生了反硝化现象，即存在有氧情况下的反硝化反应、低氧情况下的硝化反应。
在这些处理系统中，硝化和反硝化往往发生在相同的条件下或同一处理空间内，这种现象被称作同步硝化反硝化[2]。
同步硝化反硝化过程中N 的变化过程为: NH4+→NO2－→NO3--NO3--→NO2－→N2综合近年来相关的研究成果，同步硝化反硝化的反应机理有两种解释: 微环境理论解释和生物学解释。
( 1) 微环境理论解释在活性污泥的絮体中，从絮体表面至其内核的不同层次上，由于氧传递的限制原因，氧的浓度分布是不均匀的，微生物絮体外表面氧的浓度较高，内层浓度较低。
在生物絮体颗粒尺寸足够大的情况下，可以在菌胶团内部形成缺氧区，在这种情况下，絮体外层好氧硝化菌占优势，主要进行硝化反应，内层为异样反硝化菌占优势，主要进行反硝化反应。
除了活性污泥絮凝体外，一定厚度的生物膜中同样可存在溶氧梯度，使得生物膜内层形成缺氧微环境。
( 2) 生物学解释20 世纪80 年代以来，生物科学家研究发现微生物如荧光假单胞菌、粪产碱菌、铜绿假单胞菌、致金色假单胞菌等都可以对有机物或无机氮化合物进行异养硝化。
与自养型硝化菌相比较，异养型硝化菌的生长速度快、细胞产量高，要求的溶解氧浓度低，能忍受更酸性的生长环境。
Robertson在反硝化和除硫系统出水中首次分离出好氧反硝化菌。
许多反硝化细菌也是异养硝化菌，在好氧的条件下能进行反硝化，又能直接把NH4+转化为最终气态产物逸出。
影响同步硝化反硝化的因素主要有: DO、微生物絮体结构、氧化还原电位( ORP) 、C/N、水力停留时间( HRT) 、污泥龄( SRT) 、pH 等。
随着对生物电化学的进一步研究，人们发现生物膜电极反应器（BER）可以很好的实现同步硝化反硝化。
因此越来越多的研究将微生物燃料电池MEC和同步硝化反硝化耦合。
Zhan[5]等人研究了单室MEC在低电压下氨氮的去除。
由于低C/N比的废水反硝化过程受到抑制，需要投加外加碳源，不仅造成能源浪费还可能引起二次污染。
为解决这一难题，可以利用氢气或者无机硫化物代替有机物作电子供体的自养反硝化细菌备受关注。
因此，利用MEC电解水后阴极产生的氢气可以作为反硝化细菌的电子供体，而阳极产生的氧气可以作为硝化细菌的电子受体，实现了同步硝化反硝化。
在研究中，将外加电压从0.2变到0.4V，氨氮去除率从70.3%上升到92.6%，最大电流也从4.4变到14mA，对应的库伦效率也从82%上升到94.4%，表明增加电压可以使氨氮更快失电子。
研究还发现，溶解氧是影响氨氮去除的重要因素。
Sakineh[6]等人发现，用MEC对氯化铵和尿液中的氨氮有良好的去除效果。
生活废水中氨氮的主要来源是人畜排泄物，将尿液从从源头上与废水分开处置是解决水中氨氮超标的关键所在。
在利用MEC处理尿液废水时，硝酸盐在生物阴极，作为最终电子受体，被还原成亚硝酸呀和氮气。
阳极处于厌氧状态，因为氧气会抑制阳极细菌对污水中有机物的分解产能过程，但是氧气不足也抑制了硝化细菌的活动。
理论上生物阴极不能完成硝化或者反硝化，然而，空气阴极向阳极泄露的氧气对阳极硝化过程有帮助。
除此之外，阳极有机物被微生物分解也会产生质子和电子。
电子通过外电路传递到阴极，质子通过电解质溶液扩散到阴极，然而一些其他带负电离子也会扩散到阴极打破电中性平衡，因此需要在阳极室和阴极室之间用阴离子交换膜，阻断其他离子的扩散。
在富含尿液废水的阳极，在闭合电路和开路下，最大的氨氮去除率分别在34.3-40.6mg/L和10.5-14.9mg/L范围内变化。
贾璐维[7]等研究了微生物燃料电池( MFC) 阴极可实现同步短程硝化反硝化，通过阴极室中氧气得电子获得高pH，可以强化同步短程硝化反硝化工艺。
亚硝化率达到95%以上，阴极电极自养反硝化去除率达到50%以上，COD 去除率达到85%以上，完成生物脱氮的同时回收电能，并具有减少外加碱度的优势。
3、厌氧氨氧化厌氧氨氧化[8]是在厌氧条件下微生物直接以NH4+为电子供体，NO2-为电子受体的氧化还原反应，产物为N2。
与传统硝化反硝化工艺相比，它具有很大的优越性: 不再需要外加有机物作为电子供体; 氧得到有效利用，供氧能耗下降; 产碱量为零，减少中和所需的化学试剂，降低运行费用，同时还能减轻二次污染; 污泥量低。
厌氧氨氧化过程中N 的变化过程为:NH4++NO2－→N2厌氧氨氧化菌为自养型微生物，生长速率缓慢，副产物亚硝酸盐会累积，氮去除率会降低。
因此人们致力于研究更高效的反应器，例如膨胀颗粒污泥床[9]，升流式厌氧污泥反应器[10]，序批式活性污泥[11]，这些都可以在一定程度上弥补厌氧氨氧化菌生长速度慢的缺点。
反硝化细菌能抑制厌氧氨氧化细菌的生长，COD浓度偏高也会抑制厌氧氨氧化细菌的生长。
生物阴极反硝化MFC能利用生物阴极电子做电子供体，实现了自养反硝化[12]。
并且MFC生物电化学反硝化过程也受有机添加物的限制。
因此将MFC反硝化过程同厌氧氨氧化耦合，可以排出有机物的不良影响，提高氨氮的去除率。
Chao Li[13]等人将MFC同厌氧氨氧化过程耦合，研究了脱氮过程中稳态下氨态氮：亚硝态氮：硝态氮比例为1：1.37：0.03，通过微生物群落分析，Candidatus Brocadia sinica 是主要的厌氧氨氧化细菌，Rhodopseudomonas palustris 主要富集在生物膜上，并能够进行电化学反硝化过程。
nirK 和amx基因是微生物脱氮效果良好的主要原因。
三、结论传统生物脱氮工艺主要由好氧自养型硝化菌和厌氧异养型反硝化菌实现。
然而人们陆续发现了异养型硝化菌、好氧缺氧型反硝化菌、厌氧氨氧化菌，促使了短程硝化反硝化、同步硝化反硝化和厌氧氨氧化工艺的产生，为今后污水处理降低成本、简化脱氮过程提供了可能，具有很好的发展空间。
但是，由于实际运行条件的限制，以及相应细菌生存条件比较苛刻，在实际应用中还存在一定的局限性。
可以将以上工艺与微生物燃料电池、微生物电解池、微生物电极反应器相耦合。
微生物电解池与同步硝化反硝化耦合，电解水时，阳极产生氧气作为硝化反应电子受体，阴极产生氢气作为反硝化反应的电子受体；调整外部电压达到较低电压，没有电解水时，阳极微生物分解有机物和氨氮，产生电子和质子，电子通过外电路到达阴极，作为阴极反硝化反应电子供体。
微生物燃料电池与同步硝化反硝化耦合时，通过阴极室中氧气得电子获得高pH，可以强化同步短程硝化反硝化工艺。
微生物燃料电池反硝化过程与厌氧氨氧化相耦合时，阴极反硝化细菌能利用生物阴极电子做电子供体，实现了自养反硝化，阳极微生物降解水中有机物，可以减少有机物对厌氧氨氧化细菌的抑制影响，提高氨氮的去除率。
同时，调整反应过程中的温度、电压、pH、游离氨、污泥龄、底物以及底物浓度、溶解氧、菌种等参数，以达到最大的氨氮去除效果。
四、参考文献[1] 徐小惠，苗宇. 浅谈生物脱氮常见工艺[J]. 河南科技. 2013(21): 15.[2] 马浩亮,徐洪斌.新型生物脱氮工艺研究进展[J].生命科学与农业科学.2013(14):187-189.[3] 李娜,李国德,武士威,牟嘉,孙兵.短程硝化反硝化生物脱氮影响因素研究[J]. 山东化工.2015,44:146-147[4] 周戈,赵小晶,梁红,高大文.不同温度对SBB Ｒ同步短程硝化反硝化处理炼油催化剂废水的影响[J].环境工程学报.2015,9:2869-2874[5] Zhan G, Zhang L, Li D, et al. Autotrophic nitrogen removal from ammonium at low applied voltage in a single-compartment microbial electrolysis cell[J]. Bioresource Technology. 2012, 116: 271-277. [6] Sakineh Haddadi, GholamReza Nabi-Bidhendi, Nasser Mehrdadi. Nitrogen removal from wastewater through microbial electrolysis cells and cation exchange membrane[J]. Journal of Environmental Health Science & Engineering 2014, 12:48-56[7] 贾璐维，赵剑强，胡博，等. MFC强化同步短程硝化反硝化工艺的启动[J]. 环境工程学报. 2015(04): 1831-1836.[8] 张正哲，金仁村，程雅菲，等. 厌氧氨氧化工艺的应用进展[J]. 化工进展. 2015(05): 1444-1452.[9] Wang Jianlong, Kang Jing .The characteristics of anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) by granular sludge from an EGSB reactor. Process Biochemistry[J]. 2005,40 :1973–1978[10] Tang C, Zheng P, Wang C, et al. Performance of high-loaded ANAMMOX UASB reactors containing granular sludge[J]. Water Research. 2011, 45(1): 135-144.[11] M. Ruscalleda, H. Lo´ pez, R. Ganigue´ , S. Puig, M. D. Balaguer , J. Colprim. Heterotrophic denitrification on granular ANAMMOX SBR treating urban landfill leachate[J]. Water Science & Technology—WST .2008,48:1749-1755[12] Peterclauwaetr, Korneelrabaey etc. Biological denitrification inmicrobial fuel cells[J]. Environment Science and Technology. 2007, 41:3354-3360[13] Li C, Ren H, Xu M, et al. Study on anaerobic ammonium oxidation process coupled with denitrification microbial fuel cells (MFCs) and its microbial community analysis[J]. Bioresource Technology. 2015, 175: 545-552.。