氮磷的去除
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（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。
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。
总反应式为：
NH4 2O2 硝化细菌NO3 2H H2O
NH
4
2e
NH 2OH
羟胺
2e NOH
硝酰酰
2e
NO
2
2e
NO
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、有机 负荷等都会对它产生影响。
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。
太湖的富营养化
氮、磷的去除
பைடு நூலகம்
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
5H7O2N
0.47 N2
0.76CO
2
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。
(1) 吹脱法:
废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：
NH 3
H2O
NH
4
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。
吹脱过程包括将废水的pH提高至10.5~11.5，然后曝 气，这一过程在吹脱塔中进行。
(2) 折点加氯法: 含氨氮的水加氯时，有下列反应：
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。
(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。
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%。
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。
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。
RCHNH 2COOH H2O RCOHCOOH NH 3
RCHNH 2COOH O2 RCOCOOH CO 2 NH3
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。
2NH
4
3O 2
亚硝酸菌 2NO
2
4H
2H
2O
2NO2 2O2 硝酸菌2NO3
Cl 2 H2O HOCl H Cl
NH
4
HOCl
NH 2Cl
H
H2O
NH
4
2HOCl
NHCl 2 H
2H 2O
NH
4
3HOCl
NCl 3 H 3H 2O
2NH
4
3HOCl
N2
5H
3Cl 3H 2O
（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。
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。
6NO3 2CH3OH 硝酸还原菌6NO2 2CO2 4H2O
有机氮
（净增长）
氮气
（N2）
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：
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。
2、生物脱氮
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
有机碳
硝态氮
反硝化
（NO3-）
有机碳
在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌 的生长繁殖，即菌体合成过程，反应如下：
3NO
3
14CH 3OH
CO
2
3H
3C5H7O2N
19H
2O
式中：C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。 反硝化还原和微生物合成的总反应式为：
NO
3
1.08CH 3OH
H
0.065C
6NO2 3CH3OH 亚硝酸还原菌3N2 3CO2 3H2O 6OH-
总反应式为：
6NO3 5CH3OH 反硝 化菌3N2 5CO2 7H2O 6OH-
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-为电子受体，以有机碳为电子供 体和营养源进行反硝化反应。
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。
总反应式为：
NH4 2O2 硝化细菌NO3 2H H2O
NH
4
2e
NH 2OH
羟胺
2e NOH
硝酰酰
2e
NO
2
2e
NO
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、有机 负荷等都会对它产生影响。
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。
太湖的富营养化
氮、磷的去除
பைடு நூலகம்
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
5H7O2N
0.47 N2
0.76CO
2
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。
(1) 吹脱法:
废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：
NH 3
H2O
NH
4
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。
吹脱过程包括将废水的pH提高至10.5~11.5，然后曝 气，这一过程在吹脱塔中进行。
(2) 折点加氯法: 含氨氮的水加氯时，有下列反应：
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。
(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。
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%。
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。
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。
RCHNH 2COOH H2O RCOHCOOH NH 3
RCHNH 2COOH O2 RCOCOOH CO 2 NH3
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。
2NH
4
3O 2
亚硝酸菌 2NO
2
4H
2H
2O
2NO2 2O2 硝酸菌2NO3
Cl 2 H2O HOCl H Cl
NH
4
HOCl
NH 2Cl
H
H2O
NH
4
2HOCl
NHCl 2 H
2H 2O
NH
4
3HOCl
NCl 3 H 3H 2O
2NH
4
3HOCl
N2
5H
3Cl 3H 2O
（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。
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。
6NO3 2CH3OH 硝酸还原菌6NO2 2CO2 4H2O
有机氮
（净增长）
氮气
（N2）
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：
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。
2、生物脱氮
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
有机碳
硝态氮
反硝化
（NO3-）
有机碳
在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌 的生长繁殖，即菌体合成过程，反应如下：
3NO
3
14CH 3OH
CO
2
3H
3C5H7O2N
19H
2O
式中：C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。 反硝化还原和微生物合成的总反应式为：
NO
3
1.08CH 3OH
H
0.065C
6NO2 3CH3OH 亚硝酸还原菌3N2 3CO2 3H2O 6OH-
总反应式为：
6NO3 5CH3OH 反硝 化菌3N2 5CO2 7H2O 6OH-
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-为电子受体，以有机碳为电子供 体和营养源进行反硝化反应。