废水的深度处理
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（e）除有毒有害物质及重金属外，对硝化反应产生抑制 作用的物质还有高浓度的NH4-N、高浓度的NOx-N、高浓度 的有机基质、部分有机物以及络合阳离子等。
精品课件
反硝化反应：
反硝化反应是指在无氧的条件下，反硝化菌将硝 酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程。
63 N 2 C 3 O H 硝 H 酸 6 N 还 2 2 原 O C 2 菌 4 O H 2 O
24 N 3H H N 2 O 5 H C 3 C 3 l2 O H l
通过适当的控制，可完全去除水中的氨氮。
为减少氯的投加量，常与生物硝化联用，先硝 化再除微量的残留氨氮。精品课件
精品课件
(3) 离子交换法:
常用天然的离子交换剂，如沸石等。
与合成树脂相比，天然离子交换剂价格便宜且 可用石灰再生。
第十章 废水的深度处理
第一节 氮、磷的去除 第二节 城市污水的三级处理
精品课件
城市污水经传统的二级处理以后，虽然 绝大部分悬浮固体和有机物被去除了，但还残 留微量的悬浮固体和溶解的有害物，如氮和磷 等的化合物。氮、磷为植物营养物质，能助长 藻类和水生生物，引起水体的富营养化，影响 饮用水水源。
精品课件
太湖的富营养化
精品课件
第一节 氮、磷的去除
精品课件
一、氮的去除
废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮 四种形式存在。 1. 化学法除氮
(1) 吹脱法:
废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：
N3H H 2O N 4H OH
这一平衡受pH的影响，pH为10.5~11.5时，因废水 中的氮呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。
总反应式为：
N 4 2 H O 2 硝 化 N 细 3 2 O H 菌 H 2 O
N 4 2 N e H 2 O 羟 H 2 H N e硝 胺 酰 O 2 N e 2 酰 2 H N e O 3
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
（c）硝化反应的适宜温度是20~30℃，15℃以下时，硝 化反应速度下降，5℃时完全停止。
精品课件
硝化过程的影响因素：
（d）硝化菌在反应器内的停留时间，即生物固体平均停留 时间（污泥龄）SRTn，必须大于其最小的世代时间，否则将 使硝化菌从系统中流失殆尽，一般认为硝化菌最小世代时间在 适宜的温度条件下为3d。SRTn值与温度密切相关，温度低， SRTn取值应相应明显提高。
2. 生物法脱氮
(1) 生物脱氮机理
同化作用去除的氮依运行条件和水质而定，如果 微生物细胞中氮含量以12.5%计算，同化氮去除占原 污水BOD的2%~5%，氮去除率在8%~20%。
生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态 氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反 硝化两个反应过程。 精品课件
吹脱过程包括将废水的pH提高至10.5~11.5，然后曝 气，这一过程在吹Βιβλιοθήκη Baidu塔中进精品行课件 。
精品课件
(2) 折点加氯法: 含氨氮的水加氯时，有下列反应：
C 2 lH 2 O HO H C C ll N 4 H H O N 2 C C H H l lH 2 O
N 4 2 H H N O 2 H C H 2 C l2 O H l N 4 H 3H N O 3 C H 3 l 2 O H
有机碳
硝态氮
反硝化
（NO3-）
有机碳 精品课件
有机氮
（净增长）
氮气
（N2）
硝化反应： 硝化反应是在好氧条件下，将NH4+转化为 NO2-和NO3-的过程。
24 N 32 H O 亚 硝 2酸 2 N 4 菌 O H 22 O H
2N 2O 2O 2 硝 酸 2 菌 N3 O
62 N 3 C 3 O O H 亚 H 硝 3 N 酸 2 3 C 还 2 3 原 O H 2 O 菌 6- O
总反应式为：
63 N 5 C 3 O O H 反 H 硝 3 N 2 化 5 C 菌 2 7 O H 2 O 6- OH
反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在有氧存在时，它 会以O2为电子进行呼吸；在无氧而有NO3-或NO2-存 在时，则以NO3-或NO2-为精品电课件 子受体，以有机碳为电 子供体和营养源进行反硝化反应。
在硝化反应过程中，释放H+，使pH下降，硝化菌对pH 的变化十分敏感，为保持适宜的pH，应当在污水中保持足够的 碱度，以调节pH的变化，lg氨态氮（以N计）完全硝化，需碱 度（以CaCO3计）7.14g。对硝化菌的适宜的pH为8.0~8.4。
精品课件
硝化过程的影响因素：
（b）混合液中有机物含量不应过高：硝化菌是自养菌，有 机基质浓度并不是它的增殖限制因素，若BOD值过高，将使 增殖速度较快的异养型细菌迅速增殖，从而使硝化菌不能成为 优势种属。
RCH 2CN O H O H 2O H RCOH N C3H OOH
RC2 C HO N O O 2H 精品课R 件HCO C C 2 O N O3H OH
有机氮
（蛋白质、尿素）
细菌分解和水解
氨氮 同化
有机氮
（NH3-N）
（细菌细胞）
O2 硝化
自溶和自身氧化
亚硝态氮
反硝化
（NO2-）
O2 硝化
氨化反应：
新鲜污水中，含氮化合物主要是以有机氮，如蛋白 质、尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式 存在的，此外也含有少数的氨态氮如NH3及NH4+等。
微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作 用，很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮 衍生物，其中分解能力强并释放出氨的微生物称为氨化 微生物，在氨化微生物的作用下，有机氮化合物分解、 转化为氨态氮，以氨基酸为例：
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机负荷等都会对它产生影响。
硝化过程的影响因素：
（a）好氧环境条件，并保持一定的碱度：硝化菌为了获得 足够的能量用于生长，必须氧化大量的NH3和NO2-，氧是硝化 反应的电子受体，反应器内溶解氧含量的高低，必将影响硝化 反应的进程，在硝化反应的曝气池内，溶解氧含量不得低于 1mg/L，多数学者建议溶解氧应保持在1.2~2.0mg/L。
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反硝化反应：
反硝化反应是指在无氧的条件下，反硝化菌将硝 酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程。
63 N 2 C 3 O H 硝 H 酸 6 N 还 2 2 原 O C 2 菌 4 O H 2 O
24 N 3H H N 2 O 5 H C 3 C 3 l2 O H l
通过适当的控制，可完全去除水中的氨氮。
为减少氯的投加量，常与生物硝化联用，先硝 化再除微量的残留氨氮。精品课件
精品课件
(3) 离子交换法:
常用天然的离子交换剂，如沸石等。
与合成树脂相比，天然离子交换剂价格便宜且 可用石灰再生。
第十章 废水的深度处理
第一节 氮、磷的去除 第二节 城市污水的三级处理
精品课件
城市污水经传统的二级处理以后，虽然 绝大部分悬浮固体和有机物被去除了，但还残 留微量的悬浮固体和溶解的有害物，如氮和磷 等的化合物。氮、磷为植物营养物质，能助长 藻类和水生生物，引起水体的富营养化，影响 饮用水水源。
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太湖的富营养化
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第一节 氮、磷的去除
精品课件
一、氮的去除
废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮 四种形式存在。 1. 化学法除氮
(1) 吹脱法:
废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：
N3H H 2O N 4H OH
这一平衡受pH的影响，pH为10.5~11.5时，因废水 中的氮呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。
总反应式为：
N 4 2 H O 2 硝 化 N 细 3 2 O H 菌 H 2 O
N 4 2 N e H 2 O 羟 H 2 H N e硝 胺 酰 O 2 N e 2 酰 2 H N e O 3
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
（c）硝化反应的适宜温度是20~30℃，15℃以下时，硝 化反应速度下降，5℃时完全停止。
精品课件
硝化过程的影响因素：
（d）硝化菌在反应器内的停留时间，即生物固体平均停留 时间（污泥龄）SRTn，必须大于其最小的世代时间，否则将 使硝化菌从系统中流失殆尽，一般认为硝化菌最小世代时间在 适宜的温度条件下为3d。SRTn值与温度密切相关，温度低， SRTn取值应相应明显提高。
2. 生物法脱氮
(1) 生物脱氮机理
同化作用去除的氮依运行条件和水质而定，如果 微生物细胞中氮含量以12.5%计算，同化氮去除占原 污水BOD的2%~5%，氮去除率在8%~20%。
生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态 氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反 硝化两个反应过程。 精品课件
吹脱过程包括将废水的pH提高至10.5~11.5，然后曝 气，这一过程在吹Βιβλιοθήκη Baidu塔中进精品行课件 。
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(2) 折点加氯法: 含氨氮的水加氯时，有下列反应：
C 2 lH 2 O HO H C C ll N 4 H H O N 2 C C H H l lH 2 O
N 4 2 H H N O 2 H C H 2 C l2 O H l N 4 H 3H N O 3 C H 3 l 2 O H
有机碳
硝态氮
反硝化
（NO3-）
有机碳 精品课件
有机氮
（净增长）
氮气
（N2）
硝化反应： 硝化反应是在好氧条件下，将NH4+转化为 NO2-和NO3-的过程。
24 N 32 H O 亚 硝 2酸 2 N 4 菌 O H 22 O H
2N 2O 2O 2 硝 酸 2 菌 N3 O
62 N 3 C 3 O O H 亚 H 硝 3 N 酸 2 3 C 还 2 3 原 O H 2 O 菌 6- O
总反应式为：
63 N 5 C 3 O O H 反 H 硝 3 N 2 化 5 C 菌 2 7 O H 2 O 6- OH
反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在有氧存在时，它 会以O2为电子进行呼吸；在无氧而有NO3-或NO2-存 在时，则以NO3-或NO2-为精品电课件 子受体，以有机碳为电 子供体和营养源进行反硝化反应。
在硝化反应过程中，释放H+，使pH下降，硝化菌对pH 的变化十分敏感，为保持适宜的pH，应当在污水中保持足够的 碱度，以调节pH的变化，lg氨态氮（以N计）完全硝化，需碱 度（以CaCO3计）7.14g。对硝化菌的适宜的pH为8.0~8.4。
精品课件
硝化过程的影响因素：
（b）混合液中有机物含量不应过高：硝化菌是自养菌，有 机基质浓度并不是它的增殖限制因素，若BOD值过高，将使 增殖速度较快的异养型细菌迅速增殖，从而使硝化菌不能成为 优势种属。
RCH 2CN O H O H 2O H RCOH N C3H OOH
RC2 C HO N O O 2H 精品课R 件HCO C C 2 O N O3H OH
有机氮
（蛋白质、尿素）
细菌分解和水解
氨氮 同化
有机氮
（NH3-N）
（细菌细胞）
O2 硝化
自溶和自身氧化
亚硝态氮
反硝化
（NO2-）
O2 硝化
氨化反应：
新鲜污水中，含氮化合物主要是以有机氮，如蛋白 质、尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式 存在的，此外也含有少数的氨态氮如NH3及NH4+等。
微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作 用，很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮 衍生物，其中分解能力强并释放出氨的微生物称为氨化 微生物，在氨化微生物的作用下，有机氮化合物分解、 转化为氨态氮，以氨基酸为例：
精品课件
机负荷等都会对它产生影响。
硝化过程的影响因素：
（a）好氧环境条件，并保持一定的碱度：硝化菌为了获得 足够的能量用于生长，必须氧化大量的NH3和NO2-，氧是硝化 反应的电子受体，反应器内溶解氧含量的高低，必将影响硝化 反应的进程，在硝化反应的曝气池内，溶解氧含量不得低于 1mg/L，多数学者建议溶解氧应保持在1.2~2.0mg/L。