水处理生物脱氮工艺的四种原理

发布网友发布时间：2024-10-21 20:05

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热心网友时间：2024-10-22 02:05

水处理生物脱氮工艺的四种原理，旨在减少自然水体的富营养化问题，通过去除氮磷元素，生物法脱氮展现出显著优势。相较于物理化学法，生物法脱氮投资成本低、效率高、污泥产量少，因此广泛应用于实际污水厂。

生物脱氮的过程主要分为硝化和反硝化两大部分。硝化细菌在好氧条件下将氨氮氧化为*氮，而反硝化细菌在缺氧环境中将硝态氮还原为氮气，从而实现脱氮的目的。这一过程关键在于硝化和反硝化步骤。

生物脱氮通常包含氨化、硝化、反硝化三个阶段。氨化过程将有机氮化合物转化为氨氮（NH3-N），是通过氨化细菌实现的。氨化细菌种类多样，包括好氧性的荧光假单胞菌、灵杆菌、兼性的变形杆菌和厌氧的*梭菌等。在好氧条件下，氨化反应主要通过氧化酶催化下的氧化脱氨或水解酶催化下的水解脱氨作用实现。在厌氧或缺氧条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物通过还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨等途径进行氨化反应。

硝化作用将氨氮氧化为*盐氮（NOx-N）。这个过程由亚*菌和*菌共同完成，包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。硝化过程中的重要特征包括：消耗大量氧气、产率低、产生大量质子，需要大量碱中和。

反硝化作用在厌氧或缺氧条件下进行，将*盐氮还原为氮气或氮的其他气态氧化物。这个过程由反硝化菌完成，可利用有机物、硫化物、H+等作为电子受体。反硝化菌种类丰富，包括变形杆菌属、微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属等兼性细菌。这些细菌在自然界中广泛存在。

在生物脱氮过程中，一部分氮（NH3-N或有机氮）被同化为微生物细胞的组成部分。微生物细胞采用C60H87O23N12P表示，细胞中氮含量约为12.5%。尽管微生物内源呼吸和溶胞作用会使一部分细胞氮重新以有机氮和NH3-N形式回到废水中，但这些氮仍然存在于微生物细胞及内源呼吸残留物中，可在二沉池中从废水中去除。