废水脱氮除磷

生物脱氮除磷

厌氧——缺氧——好氧活性污泥法脱氮除磷工艺特点：

a．厌氧、缺氧、好氧三种不同环境条件及不同功能的微生物菌群的有机配合协作；

b．具有同时去除有机物、脱氮、除磷的功能；

c．该工艺首先满足厌氧释磷的碳源要求；

d．要求较大的回流比（混合液回流和污泥回流之和）。

（倒置A/AO）缺氧——厌氧——好氧活性污泥法脱氮除磷工艺特点：

a．只有一个污泥回流系统，工艺流程简单；

b．回流比大大降低，总回流比为1.0~2.0；

c．取消或缩短初沉池时间（0.5~1.0h），改善了污泥沉降性能，提高了污泥浓度，降低了污泥负荷，创造了良好的硝化条件；d．由于活性污泥浓度提高，活性污泥絮体大，为好氧条件下的同步硝化、反硝化创造了条件，而且优先满足反硝化碳源要

求，提高了系统脱氮能力；

e．系统中所有回流污泥全部经历了厌氧释磷、好氧吸磷的过程，同时厌氧释磷产生的好氧吸磷动力得到了充分利用，故

提高了处理系统的除磷能力；

f．该工艺总水力停留时间与常规曝气池相差不大。适于传统活性污泥法处理系统的改造。

1、厌氧和好氧技术联合运用生物脱氮的机理是什么？

生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程。硝化是废水中的氨态氮在好氧的亚硝酸菌和硝酸菌的作用下，被氧化成亚硝酸盐（NO2-）和硝酸盐（NO3-）的反应过程。首先，由亚硝酸菌将氨态氮转化为亚硝酸盐，反应式如下：

2NH4+＋3O2 2NO2-＋4H+＋2H2O

然后，再由硝酸菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐：

2NO2-＋O2 2NO3-

反硝化即脱氮，是在缺氧条件下，通过脱氮菌的作用，将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氮气，该反应过程中，反硝化菌需要有机碳源（如甲醇）作电子供体，利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸，反应过程可表示如下：6NO3-＋2CH3OH 6NO2-＋2CO2＋4H2O

6NO3-＋2CH3OH 3N2＋3CO2＋3H2O＋6OH-

生物脱氮主要是通过硝化菌（自养菌）的硝化作用将氨氮转化为亚硝态氮（NO2-）、硝态氮（NO3-），在通过反硝化菌（异养菌）的反硝化作用将亚硝态氮、硝态氮转化为氨气，从而到达从废水中脱氮的目的：

2、硝化菌对环境的变化很敏感，为了使硝化反应进行正常，必须

保持硝化菌所需要的哪些环境条件？

（1）好氧条件，满足“硝化需氧量”的要求，并保持一定的碱度。

在硝化过程中，1mol原子氮氧化成硝酸氮，需2mol分子氧，即1g氮完成硝化反应，需氧4.57g，这个需氧量称为“硝化需氧量”（NOD）。在硝化反应时，将释放出H+离子，致使混合液中H+离子浓度增加，从而使pH下降。硝化菌对pH的变化十分敏感，为了保持适宜的pH，废水应当保持足够的碱度，以保证在反应过程中对pH的变化能起到调节和缓冲的作用。一般来说，1g氨态氮（以N计）完全硝化，需碱度（以CaCO3计）7.1g。（2）混合液中有机底物含量不应过高。硝化菌是自养型细菌，有机底物浓度并不是它的生长限制因素，故在硝化反应过程中，混合液中的含碳有机底物浓度不应过高，一般BOD值应在20mg/L 以下。若BOD浓度过高，会使增殖速率较大的异氧细菌迅速增殖，从而使自养型的硝化菌受到排挤，难以形成优势菌种，从而使硝化反应无法进行。

此外，在进行硝化反应时还应对下列指标进行控制。

（1）溶解氧。氧是硝化反应过程中的电子受体，反应器内溶解氧的高低，必将影响硝化反应过程，在进行硝化反应的曝气池

内，据试验结果证实，溶解氧含量不能低于1mg/L。

（2）温度。硝化反应的适宜温度是20℃～30℃，15℃以下时，硝化速率下降，5℃时完全停止。同样硝化反应在50℃～60

℃也完全停止。

（3）P H。硝化菌对pH的变化非常敏感，最佳pH是8.0～8.4。

在这一最佳pH范围内，硝化速率、硝化菌的比增殖速率可

达最大值。

（4）生物固体平衡停留时间（污泥龄）。为了使硝化菌种群能在连续流反应器系统中存活，微生物在反应器内的停留时间必

须大于自养型硝化菌最小的世代时间，否则硝化菌的流失率

将大于净增长率，将使硝化菌从系统中流失殆尽。一般对微

生物在反应器内的停留时间的取值，至少应为硝化菌最小世

代时间的2倍以上，即安全系数应＞2。微生物在反应器内

的停留时间值与温度有关，温度低，对其取值应明显提高。（5）重金属及有害物质。除重金属如汞、镉、铬、铜等外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有：高浓度的NH4+—N、高浓

度NO3—N、有机底物以及络合阳离子等。

3、在反硝化过程中，硝酸氮通过反硝化菌的代谢活动，可能有哪

些转化途径？

在反硝化过程中，硝酸氮通过反硝化菌的代谢活动，可能有两种转化途径：即一种为同化反硝化（合成），最终形成有机氮化合物，成为菌体的组成部分；另一种为异化反硝化（分解），最终产物是气态氮。

4、影响反硝化反应的环境因素有哪些？

影响反硝化反应的环境因素如下：

（2）碳源。能为反硝化菌所利用的碳源是多种多样的，但从废水生物脱氮工艺来考虑，可分为几类：

○1废水中所含碳源，这是比较理想和经济的，优于外加碳源。一般认为，当废水中BOD5/TN的值＞3时，即可认为碳源充足，勿需外加碳源。

○2外加碳源，当废水中碳/氮值过低，如BOD5/TN的值＜3，即需另投加有机碳源。现多采用甲醇（CH3OH）,因为它被分解后的产物为CO2和H2O,不留任何难降解的中间产物，而且反硝化速率高。

（3）p H。是反硝化反应的重要影响因素，对于反硝化菌，最适宜的pH是6.5～7.5，在该pH范围内，反硝化速率最高；pH高于8或低于6，反硝化速率将大为下降。

（4）溶解氧。反硝化菌是异养型兼性厌氧菌，只有在五分子氧且同时存在硝酸和亚硝酸离子的条件下，它们才能利用这些离子中