水處理中脫氮原理及工藝(編輯修改稿)
2025-07-14 18:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 所排泄的尿中含有尿素，尿素在尿素酶的作用下迅速水解生成碳酸銨。因此生活污水中的氨氮主要來源于尿素的分解。 ③ 硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)是由一類自養(yǎng)耗氧微生物完成的，包括兩個步驟：第一步為亞硝化過程，是由亞硝酸菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，亞硝酸菌中有亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸螺桿菌屬和硝化球菌屬；第二步稱為硝化過程，由硝酸菌將亞硝酸鹽進一步氧化為硝酸鹽，亞硝酸菌和硝酸菌統(tǒng)稱為硝化菌，都利用無機碳化合物如CO3HCO3和CO2作為碳源，從NHNH4+或NO2的氧化反應(yīng)中獲取能量。 亞硝酸菌和硝酸菌的特性大致相似，但前者的世代期較短，生長率較快，因此較能適應(yīng)沖擊負荷和不利的環(huán)境條件，當(dāng)硝酸菌受到抑制時，有可能出現(xiàn)NO2積累的情況。 ④ 反硝化反應(yīng)：反硝化反應(yīng)是由一群異養(yǎng)型微生物完成的，它的主要作用是利用硝酸鹽或亞硝酸鹽氧化有機物提供給細菌能量，同時將硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成氣態(tài)氮或N2O，反應(yīng)在無分子氧的條件下進行。反硝化細菌在自然界很普遍，多數(shù)是兼性的，在溶解氧濃度極低的環(huán)境中可利用硝酸鹽中的氧作為電子受體，有機物則作為碳源及電子供體提供能量并被氧化穩(wěn)定。 由于從反硝化獲得的能量低于利用氧氣所獲得的能量，所以反硝化被認為近似在缺氧條件下發(fā)生。從NH4+至NO2的轉(zhuǎn)化，經(jīng)歷了三個步驟，六個電子的轉(zhuǎn)移，可見亞硝酸鹽的酶系統(tǒng)十分復(fù)雜，而硝化過程則相對簡單些，只經(jīng)歷了一步反應(yīng)，2個電子的轉(zhuǎn)移。反硝化反應(yīng)一般以有機物為碳源和電子供體。當(dāng)環(huán)境中缺乏有機物時，無機鹽如Na2S等也可作為反硝化反應(yīng)的電子供體，微生物還可以消耗自身的原生質(zhì)，進行所謂的內(nèi)源反硝化。 可見內(nèi)源反硝化的結(jié)果是細胞原生質(zhì)的減少，并會有NH3的生成，因此廢水處理中均不希望此種反應(yīng)占主導(dǎo)地位，而應(yīng)提供必要的碳源。 硝化和反硝化反應(yīng)的進行是受到一定制約的。一方面，自養(yǎng)硝化菌在大量有機物存在的條件下，對氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的競爭不如好氧異養(yǎng)菌，從而導(dǎo)致異養(yǎng)菌占優(yōu)勢；另一方面，反硝化需要提供適當(dāng)?shù)碾娮庸w，通常為有機物。上述硝化菌和反硝化菌的不同要求導(dǎo)致了生物脫氮反應(yīng)器的不同工藝形式其工藝根據(jù)污水處理系統(tǒng)分類的不同可將生物脫氮系統(tǒng)分為活性污泥脫氮系統(tǒng)和生物膜脫氮系統(tǒng)，其分別采用活性污泥反應(yīng)器和生物膜反應(yīng)器作為好氧/缺氧反應(yīng)器，以達到脫氮的目的?；钚晕勰嗝摰到y(tǒng)按含碳有機物的氧化、硝化、反硝化完成的時段和空間不同，將工藝劃分為多極（段）活性污泥脫氮系統(tǒng)、單級（段）活性污泥脫氮系統(tǒng)。前者微生物能在不同的環(huán)境中各白發(fā)揮，脫氮效率高。但系統(tǒng)復(fù)雜，且需外加碳源。增加了運行費用。因此，很少應(yīng)用到實際中去。后者流程簡單，占地少，不需外加碳源，但脫氮效率不高。抗有毒物質(zhì)沖擊負荷能力不強。目前，應(yīng)用較多的污水處理工藝屬于單級活性污泥脫氮系統(tǒng)的有A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝工藝、SBR工藝等。生物膜法脫氮系統(tǒng)目前大多處于實驗階段，生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床等常用的生物膜法處理構(gòu)筑物均可設(shè)計使其具有去除有機物和硝化/反硝化功能。隨著新的脫氮機理和新的微生物種類的不斷發(fā)現(xiàn)，無論是物化
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