微生物脱氮原理共20页文档
《环境工程微生物学》生物脱氮
工业废水常需要 额外补充氮磷源
有关污废水中的毒物种类及浓度限制可参阅课本127、128表6-11、表6-12内容。
第四节 生物脱氮和生物除磷
一、污、废水脱氮、除磷的具体指标
一级标准
废水磷含量在≤0．5mg/L
氨氮
≤15mg／L
二、微生物脱氮工艺、原理及其微生物
(一)微生物脱氮工艺
活性污泥法典型工艺——A/O工艺（缺氧、好氧工艺）
？
缺
废 水
氧 反
沉淀池1
硝
化
好好 氧氧 脱硝 碳化
回流
沉淀池 出水
缺氧活性污泥回流
提问：硝化脱氮时有时需要补碱（Na2CO3或NaOH)? 硝化作用消耗碱（NH4+、CO3-），水pH下降；补充碳
源、升高pH 提问：硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被
洗掉，如何解决？
挂生物膜或投加悬浮填料
定期投菌
甲醇
利用进水
进水
中的BOD
好氧 脱碳 硝化 滤池
厌氧 反硝
化 滤池
乙酸 聚P
厌氧区
水中P
部分回流 做种
好氧区
水中P
P PHB
PHB
大部分 （P）去除
聚聚P聚P聚PP
聚P
聚磷菌
聚磷菌
O2
聚磷菌
聚磷菌
2．工艺简介
常见的脱磷工艺如下图所示
进
出
水
水
部分污泥回流接种
厌氧 放磷
好氧 聚磷
沉淀 脱磷
剩余污 泥处理
四、用生物法处理废水对水质的要求
由于生物法中的各种微生物生长与水质关系密切，因而必须控制适宜的 水质指标以保证微生物能够正常的生长和工作。
生物脱氮除磷原理.doc
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。
氨化菌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PO43-）或颗粒态（多聚磷酸盐）。
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。
简述微生物脱氮的基本原理
简述微生物脱氮的基本原理
微生物脱氮是指利用微生物的代谢特性，在氨氮或硝酸盐的形式下，将氮元素从有机和无机物质中去除的过程。
其基本原理是通过微生物的代谢功能来将氮元素转化成为气态氮气，从而达到去除氮的目的。
微生物脱氮的主要方式有六种：
1. 氨氧化：通过氨氧化细菌，将氨转化为硝酸盐，再由硝化细菌将硝酸盐转化为亚硝酸盐，最终由亚硝酸盐中和微生物还原成为氮气。
2. 反硝化：通过反硝化微生物，将硝酸盐还原成为氮气和二氧化碳。
3. 无机颗粒剥离：通过细菌对无机颗粒表面附着的有机物的降解和氧化，使得颗粒离体，再通过滤过分离等方法去除。
4. 出水硝化机制：通过流化床污泥颗粒在水中移动，在水中无规律的碰撞，从而使颗粒之间的氨（及二硝酸盐）与氧体系接触面积增大，提高氨氧化速率。
5. 生石灰脱氮：通过在处理前向生石灰池中加入生石灰，形成的碱性环境加速污水中的氨与碳酸根的反应，使其转化为固体沉淀物后去除。
6. 厌氧溶解–酸生反硝化：在污泥中加入足量的COD和NO3-负载，让Lotskea
微生物在有机物和硝酸盐的良好共生环境下，以氢气作为电子体得到必要的能量，最终达到反硝化的作用，将硝酸盐还原为氮气。
以上的微生物脱氮的基本原理，既体现了细菌对氮的转化机理，又体现了微生物代谢对C/N反应的调节作用，通过合理的设计和运营，就可以有效地实现去除有机物和氮的效果。
02-6.5 污水微生物脱氮除磷原理 课件
赤潮
水体中氮的危害
水体富 营养化
1.氮在水体中的存在形态
➢ 有机氮 总氮 (TN)
➢ 无机氮
蛋白质 (C, O, N, H, N=15~18%)
多肽
H
氨基酸
R C COOC
尿素[CO(NH2)2]
NH2
硝基、胺及铵类化合物
氨氮(NH3-N, NH4+-N) 亚硝态氮(NO2- -N)
硝态氮(NO3--N)
NO2--N
(碳源)
N2
短程硝化反硝化 (Shortcut Nitrification-Denitrification)
实现短程硝化反硝化的关键在于促进氨氧化的同时 将NH4+的氧化控制在NO2−阶段。 NH4++1.5O2 →NO2-+H2O+2H+ NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+ 6NO2－+3CH3OH → 3N2+6OH－+3H2O+ 3CO2 6NO3－+5CH3OH → 3N2 + 6OH－+ 7H2O +5CO2
有机基质
厌氧区
产酸菌
部分回流 做种
好氧区
水中P
大部分 （P）去除
乙酸 P
聚释 P 聚/释磷菌
PHB 释磷菌
PHB O2 聚磷菌
聚聚P聚PP
聚P
聚磷菌
➢ 厌氧区是聚磷菌的生物选择器，聚磷菌能在短暂性的厌氧条件
下，优先于非聚磷菌吸收发酵产物，并快速同化和贮存，厌氧
区为聚磷菌提供竞争优势。
➢ 生物除磷过程
4.2 厌氧氨氧化(ANAMMOX) (ANaerobic AMMonium OXidation)
生物脱氮PPT(精品)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------生物脱氮PPT（精品）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：1 / 3两级生物脱氮系统（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---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 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：LS0. 05-0. 15kgBOD/(kgMLSS*d) 除磷时：LS0. 4-0. 7kgBOD/(kgMLSS*d) 同时脱氮除磷：LS0. 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3 / 3。
脱氮除磷与微生物学原理
❖ 此外，朱怀兰等通过对间歇式活性污泥法除磷处理工艺中积 磷菌的研究，分离出上述几种积磷菌以外，还有棒状菌群和 肠杆菌等。Brodixch（伯乐的克次）等人通过研究认为，不 动杆菌仅是总积磷菌的1%～10%，而假单胞杆菌和气单胞 杆菌可占15%～20%。此外，他们还发现诺卡氏菌 （Nocardia）体内具有聚磷颗粒。目前，有关积磷菌中哪 些或哪几种菌群占主要地位的问题，尚需进一步研究。
❖ 为此，对于水体中氮、磷的去除已越来越受到重视，许多国 家对废水氮、磷都制订了严格的排放标准。常规的活性污泥 主要去除废水中含碳化合物，而对氮、磷去除率很低。鉴于 此情况，废水的脱氮除磷技术近年来得到迅速发展。微生物 脱氮除磷技术由于具有处理效果好，处理过程稳定可靠、处 理成本低，操作管理方便等优点而得到广泛运用，为水体中 氮、磷的去除提供了有效手段。
❖ 采用“捷径反硝化”即硝化作用产生HNO2后就转入反硝 化阶段，可缩短曝气时间，节省运行费用。
❖ 废水中的C：N大于2.86时反硝化正常。低于这比值，反硝 化出现碳源不足，要投加外碳源。
❖ 四、微生物除磷原理、工艺及其微生物
❖ 在普通废水生化处理过程中，微生物除磷的同时吸收元素用 以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19%左右 的磷。残留在出水中的磷还相当高。故需用除磷工艺处理。
❖ ①泥龄（即悬浮固体停留时间θSRT）是重要控制指标，可 通过排泥控制泥龄，一般控制在五天以上，泥龄要大于硝化 细菌的比生长速度。否则，泥龄过短硝化细菌会流失，硝化 速率低。用生物接触氧化法有利于硝化作用。
❖ ②要供给足够氧，处理生活污水时，溶解氧一般控制在 1.2～2.0mg/L为宜.工艺废水则要看废水的有机物浓度(COD 和BOD)和NH3含量的高低,适当提高溶解氧。
微生物脱氮原理
微生物脱氮原理微生物脱氮呀，就像是一场超级神奇的魔法表演呢。
咱先来说说氮在环境里的情况。
氮这个元素呀，在自然界里到处晃悠。
有一些氮是以氮气的形式存在于空气中的，氮气就像个超级淡定的家伙，不怎么爱和别的物质打交道。
但是呢，在水体或者土壤里，氮就变得活跃起来了，它会以各种形式存在，像氨氮呀、硝态氮之类的。
如果氮太多了，那可就麻烦了，就好比一场聚会来了太多不请自来的客人，会把环境这个派对搞砸的。
比如说在水里，氮太多会让水变得富营养化，水藻就会疯长，然后水就变得脏兮兮的，鱼呀虾呀都不开心了。
这时候呢，微生物就闪亮登场啦。
微生物可是小小的大英雄哦。
有一种微生物叫硝化细菌，它可厉害了呢。
硝化细菌里又分成两类，一类叫氨氧化细菌，就像氮的小管家一样。
氨氧化细菌看到氨氮的时候，就像看到了自己要改造的小目标。
它会把氨氮变成亚硝态氮，这个过程就像是把一块粗糙的石头初步打磨成一个有点形状的小物件。
然后呢，另一种硝化细菌，叫亚硝酸盐氧化细菌，它就接手了这个亚硝态氮，再把它变成硝态氮。
这就好比是把那个初步打磨的小物件进一步精雕细琢成一个精致的工艺品。
但是呀，这还没完呢。
还有一群微生物叫反硝化细菌。
反硝化细菌就像是一群小魔法师，它们专门和硝态氮过不去。
反硝化细菌在缺氧的环境里可活跃了，它们会把硝态氮一点点变成氮气。
这个过程就像是把那些已经加工好的工艺品又重新打散，变回最原始的材料，然后把这个氮气送回空气中，就像把不想要的东西打包送回原处一样。
微生物脱氮的过程其实也很依赖环境的。
就像微生物们住在一个小社区里，环境就是它们的房子和生活设施。
如果这个环境里氧气太多了，那反硝化细菌就会不开心，它们的魔法就施展不出来了。
而如果没有足够的碳源呢，就像微生物们没有足够的食物，它们也没办法很好地进行脱氮工作。
所以呀，我们要是想让微生物好好地进行脱氮，就得给它们创造一个舒适的小环境，就像给小宠物准备一个温暖舒适的小窝一样。
微生物脱氮在污水处理厂可是超级明星呢。
微生物在污水处理中的应用—废水的生物脱氮除磷技术
废水脱氮
1.微生物脱氮原理 2.生物脱氮的影响 因素 3.生物脱氮工艺及 应用
废水除磷
1.微生物除磷原理 2.典型的除磷工艺
同步脱 氮除磷
1.同步脱氮除磷典 型工艺 2.废水同步脱氮除 磷技术的工程应用
53
1.生物脱氮除磷的原理
在生物脱氮除磷工艺中，厌氧池的主要功能是释放磷， 使污水中的磷浓度升高，溶解性的有机物被微生物细胞吸收 而是无水肿的BOD下降，另外，氨氮因细胞的合成而被去除 一部分，是水中氨氮浓度下降，但硝态氮含量没有变化。
无机氮 N.H,N.O
NH3 铵盐（NH4+） 硝酸盐
7
1.3废水中氮的来源、状态
状态
污染物
有机氮 复杂蛋白质、尿 素、核酸等
无机氮 NH3、铵盐等 硝酸盐等
污染来源
生活污水、农业固体废物 （养殖粪便）和食品加工 等工业废水
农田灌溉、化肥厂等工业 废水
8
1.4水中氮磷的危害
（1）过量氮、磷容易导致水体富营养化； （2）增加水处理成本、降低消毒、脱色等处理效率， （3）增加药剂药剂用量； （4）氨氮消耗水中溶解氧； （5）含氮化合物对人、生物有毒害作用。
小结
废水生物除磷原理 废水生物除磷影响因素 废水生物除磷工艺及应用
废水同步生物脱氮除磷 原理及工艺
主要内容
生物同步脱氮除磷的原理 生物同步脱氮除磷工艺及应用
随着经济的发展，大量含氮、磷物质排入环境，导致水 体污染日益加剧，给水体生态系统和人群健康造成极大的危 害，当磷大与0.01mg/l,氮大于0.1 mg/l,水体开始发生富营 养化。因此，需对废水脱氮除磷，以保护水生生态系统。
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2.生物除磷原理
因此，在好氧厌氧交替条件下，活性污泥中的聚磷 菌以“厌氧释磷”和“好氧聚磷” 的机制，将磷最终以 剩余污泥的形式排出，彻底去除水中的磷。
污废水深度处置脱氮的微生物学原理
2）优缺点
去除效果好 各类菌类环境条件好 设备多，造价高，能耗大
（2）二段生物脱氮工艺（后置反硝化） 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
（3）缺氧—好氧生物脱氮工艺（A1O工艺，前置反硝化）
N2
原污水
内循环（硝化液循环） 碱
反硝化反应器 （缺氧）
BOD去除,硝 化反应反应器 （好氧）
适宜的pH，污水中应有足够碱度以调节pH的变化，lg氨氮完全 硝化需碱度（CaCO3计）7.14g。硝化菌适宜的pH为8.0~8.4。 （c）混合液有机物含量不应过高：硝化菌是自养菌，若BOD过
高，将使异养型细菌迅速增殖，使硝化菌不能成为优势种属。
BOD最好低于15-20mg/l。C/N高，微生物对氨氮的降解以同
2） A /O工艺的优缺点 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1
• 优点
流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合 液回流系统，节省基建费用。
反硝化缺氧池不需外加有机碳源，降低了运行费用。 因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得 到进一步去除，提高了出水水质。 缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其 它好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱 度可弥补好氧池中硝化需要碱度的一半。
硝化反应
硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件 变化较为敏感。温度、溶解氧、污泥龄、pH、有机 负荷等都会对它产生影响。
反硝化反应
约96％的NO3-N经异化过程还原，4％经同化过程合 成微生物。
硝化过程中氮的转化 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
–Ⅲ
氨离子NH4+
–Ⅱ
氮
–Ⅰ
微生物脱氮——精选推荐
微生物脱氮一、发展历程1930年Wuhrmann首先发现，在生物滤池的深处，氮的浓度减小，他还通过试验证明，在生物滤池和曝气池中均可存在硝化作用和反硝化作用，并提出以微生物细胞内物质作为脱氮菌还原硝酸盐的供氢体的微生物脱氮法。
1960年前后，Bringmann提出，利用城市污水的有机物作为反硝化细菌代谢反应所需的有机碳源。
在这两种微生物脱氮方法的基础上，1960年以后，微生物脱氮方面的研究进展很快。
1970年以后便出现了三种用以去除BOD和氮的生物脱氮系统:即去碳、硝化、反硝化各自分开的三级生物脱氮系统;去碳、硝化同时进行，沉淀后再进行反硝化的二级生物脱氮系统以及去碳、硝化、反硝化相结合的单级生物脱氮系统。
这三种系统都需要在硝化阶段投加碱，在反硝化阶段投加有机物，这使生物脱氮系统的运行费用较高。
为改进这些缺点，20世纪80年代前后，又产生了将反硝化设备放置在处理系统最前面的前置反硝化微生物脱氮法，又称缺氧、好氧生物脱氮法，是目前最广泛采用的脱氮工艺。
二、基本原理生物脱氮主要是通过硝化作用和反硝化作用来完成的。
1.硝化作用硝化作用是指NH3氧化成NO2-，然后再氧化成NO3-的过程。
硝化作用两阶段及其有关微生物和它们的特性见第四章第三节二之(三)。
硝化细菌虽然几乎存在于所有的污水生物处理系统中，但是一般情况下，其含量很少。
除温度、酸碱度等对硝化细菌的生长有影响外，另有两个主要原因:(1)硝化细菌的比增长速度比生物处理中(如活性污泥)的异养型细菌的比增长速度要小一个数量级(见表8-1)。
对于活性污泥系统来说，如果泥龄较短，排放剩余污泥量大，将使硝化细菌来不及大量繁殖。
欲得到好的硝化效果，就需有较长的泥龄。
(2)BOD5与总氮(TKN)的比例也影响活性污泥中硝化细菌所占的比例。
由表8-2可以看到，对于处理城市污水的活性污泥系统，硝化细菌所占的比例很低，多数是在0.086以下。
所以，在微生物脱氮系统中硝化作用的稳定和硝化速度的提高是影响整个系统脱氮效率的一个关键。
微生物脱氮原理
引言：微生物脱氮是一种重要的脱氮技术，通过利用微生物的代谢过程来去除废水中的氮。
在前文中我们已经介绍了微生物脱氮的基本原理，本文将继续探讨微生物脱氮的进一步原理和应用。
概述：微生物脱氮是指利用特定的微生物菌株，通过其代谢作用将废水中的氨氮转化为氮气进行去除的技术。
其原理包括厌氧氨氧化和好氧硝化反应。
本文将从微生物的厌氧氨氧化过程、好氧硝化过程、微生物菌株的选择、工艺参数的优化和微生物脱氮的应用等五个大点进行详细阐述。
1.微生物的厌氧氨氧化过程1.1概述厌氧氨氧化反应的意义和背景1.2厌氧氨氧化反应的基本原理1.3厌氧氨氧化反应的微生物参与者1.4厌氧氨氧化反应条件的优化1.5厌氧氨氧化的限制因素及对策2.好氧硝化反应的微生物参与者2.1好氧硝化反应的基本原理2.2好氧硝化反应的微生物菌株2.3好氧硝化反应条件的优化2.4好氧硝化的限制因素及对策2.5好氧硝化与厌氧氨氧化的协同作用3.微生物菌株的选择3.1微生物菌株的筛选和培养技术3.2厌氧氨氧化反应菌株的选择因素3.3好氧硝化反应菌株的选择因素3.4工程微生物菌株的改造和优化3.5不同微生物菌株的配比及协同工作4.工艺参数的优化4.1pH值控制和调节4.2温度控制和调节4.3进水C/N比的调控4.4溶解氧浓度的控制4.5水力停留时间的优化5.微生物脱氮的应用5.1微生物脱氮技术在废水处理中的应用5.2微生物脱氮技术在农业领域的应用5.3微生物脱氮技术在环境修复中的应用5.4微生物脱氮技术在资源回收利用中的应用5.5微生物脱氮技术发展现状及未来展望总结：微生物脱氮作为一种高效、环保的脱氮技术，在废水处理、农业领域、环境修复及资源回收利用等方面具有广泛应用前景。
通过深入了解微生物的厌氧氨氧化和好氧硝化过程，针对不同的废水特性选择适宜的微生物菌株，并优化工艺参数，可以实现更高效的脱氮效果。
未来的研究应注重微生物菌株的改良和优化，提高微生物脱氮技术的稳定性和适用性，为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。
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。
微生物脱氮原理
硝化过程的顺利进行，必须保持严格的缺氧状态。微生物从有氧呼吸转变为无氧呼吸的关 键是合成无氧呼吸的酶，而分子态氧的存在会抑制这类酶的合成及其活性。由于这两方面 的原因，溶解氧化对反硝化过程有很大的抑制作用。一般认为，系统中溶解氧保持在
0.5mg/L 以下时，反硝化反应才能正常进行。但在附着生长系统中，由于生物膜对氧传递 的阻力较大，可以容许较高的溶解氧浓度。
•
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• 2、 硝化作用
• （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）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。
第七页，共17页。
而不能成为优占种属，严重影响硝化反应的进行。
• （2）温度
•
在生物硝化系统中，硝化细菌对温度的变化非常敏感，在5～45℃的范围
内，硝化菌能进行正常的生理代谢活动，且随着温度的升高，硝化反应的速率
பைடு நூலகம்也增加。当废水温度低于15℃时或大于35℃，硝化速率会明显下降，当温度
低于10℃时已启动的硝化系统可以勉强维持，硝化速率只有30℃时的硝化硝
成酮酸和氨：
•
•
丙氨酸
亚氨基丙酸
丙酮酸
•
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。例如尿素能被许多细菌
水解产生氨，分解尿素的细菌有尿八联球菌和尿素芽孢杆菌等，它们式好氧菌，其反应式
如下：
•
• 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。
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
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+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
微生物脱氮机理
微生物脱氮机理嘿，朋友们！今天咱们来聊聊微生物脱氮这个超酷的事儿。
微生物脱氮就像是一场微观世界里的超级大作战。
氮啊，就像是一群调皮捣蛋的小怪兽，在水里或者土壤里到处乱窜。
而微生物呢，它们就是一群超级小英雄。
氨化作用是这场大战的开场戏，那些含有氮的有机物就像一个个装满宝藏的宝箱，微生物们拿着它们的“小钥匙”，也就是酶，把宝箱打开，把里面的氮元素变成氨，就像把宝藏变成了小弹珠一样。
接下来，硝化作用登场啦。
这就好比是一场接力赛，有两种微生物像是接力选手。
氨氧化菌先跑起来，它们把氨这个小弹珠变成亚硝酸盐，这个过程就像是把蓝色的弹珠涂成了绿色，神奇得很呢。
然后亚硝酸盐氧化菌接过“接力棒”，把亚硝酸盐变成硝酸盐，就像是把绿色弹珠又染成了黄色。
而反硝化作用就像是一场神秘的魔法表演。
硝酸盐就像被施了魔法的小精灵，在反硝化微生物的作用下，又被变了回去。
这些微生物就像一个个小魔法师，它们在缺氧的环境里挥动着魔法棒，把硝酸盐变成氮气。
氮气就像一个个小气球，飘飘悠悠地就跑到空气里去了，从水体或者土壤这个小舞台上消失得无影无踪。
微生物们脱氮的本事啊，就像一个超级精密的小工厂。
每个微生物都像是工厂里的小工人，各司其职。
它们在小小的环境里，忙忙碌碌地进行着氨化、硝化和反硝化，就像在组装一个超级复杂的小机器。
如果把水体或者土壤比作一个小社区，微生物就是这个社区里的环保小卫士。
它们默默地清理着氮元素这个“污染物小坏蛋”，让这个小社区保持干净整洁。
你看，微生物脱氮的过程就像一场充满惊喜的魔术秀。
氨化是第一个魔术，硝化是连续的魔术转换，反硝化就是最后的神奇消失术。
微生物们在这个过程中，小小的身体里蕴含着大大的能量。
它们就像微观世界里的勇士，面对氮这个敌人毫不畏惧，凭借着自己独特的技能，把氮从一种形式变成另一种形式，最后赶出自己的领地。
整个微生物脱氮的过程就像一首和谐的交响曲。
氨化、硝化、反硝化这几个乐章依次奏响，最后奏响一个完美的结局，让氮元素乖乖听话。
第十章_微生物脱氮除磷
反硝化在15－35℃温度范围内均能有效进行， 在此范围内提高温度有利于提高反硝化脱氮速率；
• pH范围：
最佳的反硝化pH在7.0－8.0，中性微偏碱；产 生N2释放。
影响反硝化的因素
• 溶解氧浓度： O2的存在抑制硝酸盐还原过程（异化性硝 酸盐还原），不利于反硝化进行。
对游离细菌： DO=0mg/L时，反硝化速率最大； DO=1.0mg/L时，反硝化停止进行； 活性污泥（直径大于0.5mm）：外界溶解氧1.5mg/L，中 心区域的溶解氧浓度接近0mg/L;
生物乳化剂不能显著降低两相表 (界)面张力，但对油——水 界面有很强的亲和力，能够吸附在分散的油滴表面，防止油滴 凝聚，从而使乳状液得以稳定。 生物表面活性剂和生物乳化剂一般都能生物降解，可将其 分六类。
生物表面活性剂和生物乳化剂的分类
分类 产物类型 生产菌
1.糖脂
海藻糖脂 鼠李糖 槐糖脂 甘油酸，脂肪酸， 脂肪醇，蜡 脂蛋白、脂肽、 脂 氨 基 酸 （ Surfactin, Polymi-xin B ） 磷脂酰乙醇胺 脂杂多糖（Emusan） 脂多糖复合物, 蛋白质－多糖复合物 生物破乳剂 肽脂
6.细胞表面本身
诺卡氏菌属（Nocardia）、 红球菌属（Rodococcus） 不动杆菌属（Acinetobacter）
微生物脱氮技术
• 微生物脱氮的基本原理： 在污水的生物处理过程中，在好氧阶段， 有机态氮被异养微生物分解转化为氨，再由 自养型硝化细菌将NH4-氧化为NO3-。在厌氧阶 段，由反硝化细菌通过反硝化作用，将N转化 为N2而释放。 • 有机态氮 NH4+ NO2NO3N2
微生物脱氮过程中的主要环节
生物脱氮过程包括硝化过程和反硝化过程，这两者中 硝化过程属于限制性环节； ２ＮＨ４+＋３Ｏ２ ２ＮＯ２-＋Ｏ２ ＮＨ４+＋２Ｏ２ 2NO2-＋4H+＋2H2O 2NO３－ NO３－＋２H+＋H2O
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16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
微生物脱氮原理
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比