第二篇 污、废水深度处理--脱氮除磷与微生物学原理
污废水深处理中的微生物学原理
0.5mg/l 厌氧：既无分子态氧，又无化合态氧，DO
<0.2mg/l
A/O法：缺氧－好氧活性污泥法
A2/O法：厌氧－缺氧－好氧法
第二节 生物除磷与微生物学原理
1. 微生物除磷原理 微生物除磷，是利用聚磷菌（菌体含
磷量10%）一类微生物，能够过量地， 在数量上超过其生理需要，从外部环境中 摄取磷，并将磷以聚合的形态储藏在菌体 内，形成高磷污泥，排除系统外，达到从 污水中除磷的效果。
（２）好氧吸磷过程
在好氧条件下，聚磷菌营有氧呼吸，不断 地从外部摄取有机物，加以氧化分解，并产生 能量，能量为ADP所获得，并结合H3PO4合 成ATP（三磷酸腺苷），即：
ADP + H3PO4 → ATP + H2O + 能
2. 除磷工艺流程
（１）厌氧－好氧除磷工艺A/O（Ahaerobic-Oxic)
5CH3OH+6NO3- → 3N2+7H2O+5CO2+6OHc. 内源呼吸碳源：以机体内的有机物作碳源。
C5H7NO2+4.6NO3- →2.8N2+1.2H2O+5CO2+4.6OH（细胞）
② pH值
最适pH为7~8，在这个pH值的条件下，反硝化 速率最高，当pH高于8或低于6时，反硝化速率将大 为下降。
硝化过程
反硝化过程
好氧或兼性
好氧
缺氧
（１）氨化反应
有机氮化合物，在氨化菌的脱氨基作用下， 分解、转化为氨态氮，这一过程称之为“氨化 反应”，以氨基酸为例，其反应式为：
氨化菌
RCHNH2COOH + O2
废水深度处理和微污染水源预处理中的微生物学原理
第二节 微污染水源水预处理 中的微生物原理
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一、微污染水源预处理的目的意义 微污染水源水的危害：影响公众健康、增加投入，
提高水价
二、水源水污染源和污染物 污染源： 有机污染物： 天然有机物：腐殖质、藻类有机物、非溶解性有机
物（颗粒态） 人工合成有机物：有毒有机污染物，难于降解在环
境中有一定残留水平，具有生物富集性，三致和毒性 。石油污染物是典型污染物。
好氧 硝化
NO3-
N2
2
（一） 硝化、脱氮微生物 1、硝化作用微生物：包括亚硝化微生物、硝化微
生物，好氧，G-，无机化能营养，个别有机化能营养 （1）亚硝化细菌（氧化氨的细菌）：化能无机营
养 ， 专 性 好 氧 ， 最 适 温 度 25-30℃ （ 5-30℃ ） ， 最 适 pH7.5-8.0（5.8-8.5），常见菌：亚硝化单胞菌、亚硝 化螺菌、亚硝化球菌、亚硝化叶状菌。
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2、水源水预处理的运行条件 （1）微生物：贫营养菌，如土壤杆菌、嗜水气单胞 菌、黄杆菌、纤毛菌等，对可利用基质有较大的亲 和力，且呼吸速率低，因此可以充分利用水中的有 机物 （2）供氢体：若要去除有机物和氨氮，需外加供氢 体 （3）溶解氧：水流量大时，溶解氧需4mg/L以上 （4）水温和pH
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当细菌生活在营养丰富环境里开始大量繁殖即将
进入对数生长期时，从外界吸收大量可溶性磷酸盐，
在体内合成多聚磷酸盐并积累起来.
当细菌进入静止期时，大部分细胞已停止繁殖，
对磷的需要已经很低，若环境中磷有余，细胞又有一
定能量，便能从外界吸收磷，形成异染颗粒。
（2）生物诱导的化学沉淀作用：由于污泥微生物的
代谢作用，导致环境pH上升，使废水中的溶解性磷
第十章 污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理-李宁
废水生物处理的基本过程
第一节 污（废）水深度处理 -----脱氮、除磷与微生物学原理
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一、废水脱氮除磷的目的意义
氮磷物质进入水体，就会造成很大的危害， 其中最大的问题就是引起水体富营养化。因 此，废水的除磷脱氮十分重要，尤其是当废 水处理后被排入一些湖泊、海湾等敏感水体 时。
（3）Denitrification
• 反硝化反应是指在无氧的条件下,反硝化菌将硝酸 盐或亚硝酸盐再被还原为气态氮（N2）的过程。
• 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。
• 它们是革兰氏阴性的好氧菌，营化能无机营养。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。
（2）Nitrification
• 硝化细菌同化合成细胞的反应式： • NH4++1.86O2+0.99CaCO3→0.98NO3-
+0.02C5H7NO2+0.89CO2+1.93H2O+0.99Ca2+ • 每 氧 化 1gNH4+-N 为 NO3--N ， 要 消 耗 4.25gO2 、
第二篇 微生物生态与环境生态 工程中的微生物应用
李宁
第十章 污（废）水深度处理和微污染 源水预处理中的微生物学原理
第一节 污（废）水深度处理-----脱氮、除磷与微生物学原理 第二节 微污染水源水预处理中的微生物学原理(略) 第三节 人工湿地中微生物与水生植物净化污（废）水的作用(略) 第四节 饮用水的消毒与其微生物学效应(略)
污水深处理和微污染源水预处理中微生物学原理PPT.
废水或污水中的营养元素（N、P）对水体和人类的危害
❖(1) 使水味变得腥臭难闻； ❖(2) 降低水体的透明度； ❖(3) 消耗水体的溶解氧； ❖(4) 向水体释放有毒物质；例如：NO3−和NO2−可
被转化为亚硝胺(三致物质) ；水中NO2−高，可导 致婴儿患变性血色蛋白症 “Bluebaby”；
污、废水脱氮、除磷的具体指标
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、天然水体中氮、磷的来源
提问：有哪些？ 城市生活污水 农肥（氮）和喷洒农药 工业废水 禽理：
好氧段，由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，将NH3转化为NO3—N； 缺氧段，经反硝化细菌将NO3—N反硝化还原为氮气，溢出水面释放到 大气，N2参与自然界物质循环，水中含氮物质大量减少。
1听.7的.2核两实种细类证节型 明，厌氧氨氧化是一个生物反应。经过长期努力，Strous
等人采用梯度离心技术，成功的分离了厌氧氨氧化菌。谱系
分 析 证 明 ， 被 分 离 的 两 种 厌 氧 氨 氧 化 菌 (Brocadia
anammoxidans和Kuenenstuttgartiensis)都属于分支横生的
硝 化
NH3 +1.5O2 HNO2 +H2O 短程硝化、亚硝化
0.5O2 +HNO2 HNO3 全程硝化、亚硝化+硝化
2HNO3 +CH3CH2OH N2 2CO2 2[H] 3H2O
反硝化
NH3 +HNO2 N2 +2H2O 厌氧氨氧化脱氮 2NH3 +HNO3 1.5N2 3H2O [H] 厌氧氨氧化脱氮
水处理如何更进一步？
污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理
第四章污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理第一节污、废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理一、污、废水脱氮、除磷的目的和意义污、废水一级处理只是除去废水中的砂砾及大的悬浮固体。
去除COD约30％左右。
二级生物处理则是去除废水中的可溶性有机物。
在好氧生物处理中，生活污水经生物降解，大部分的可溶性含碳有机物被去除。
去除COD 70％～90％，BOD5去除90％以上。
同时产生NH3-N、N03--N和P043-、S042-。
其中有25％的氮和19％左右的磷被微生物吸收合成细胞，通过排泥得到去除。
但出水中的氮和磷含量仍未达到排放标准。
有的工业废水如味精(谷氨酸)废水和赖氨酸废水含氨氮(NH3-N)非常高，味精浓废水含氨氮6 000 mg／L左右。
COD更高，60 000～80 000 mg／L，BOD5约为COD的一半。
氮和磷是生物的重要营养源。
但水体中氮、磷量过多，危害极大。
最大的危害是引起水体富营养化。
蓝藻、绿藻等大量繁殖后引起水体缺氧，产生毒素，进而毒死鱼、虾等水生生物和危害人体健康。
使水源水质恶化。
不但影响人类生活，还严重影响工、农业生产。
鉴于以上原因，脱氮除磷非常重要。
若水体中磷含量低于0．02 mg／L可限制藻类过度生长。
上海地方标准规定，氨氮排放标准在15 mg／L以下。
二、天然水体中氮、磷的来源主要来自城市生活污水，来自农业施肥(氮)和喷洒农药(磷等)，来自工业废水，如化肥、石油炼厂、焦化、制药、农药、印染、腈纶及洗涤剂等生产废水，食品加工、罐头食品加工及被服洗涤服务行业的洗涤剂废水，以及禽、畜粪便水。
城市生活污水含氮量见表2．4-1。
三、微生物脱氮工艺、原理及其微生物(一)微生物脱氮工艺可采用A／0、A2／0、A2／02、SBR等，工艺均可取得较好脱氮效果。
经厌氧-好氧或缺氧-好氧等的合理组合处理，既可去除COD和BOD，又可去除氨氮，脱氮工艺也可除磷。
(二)脱氮原理脱氮首先利用设施内好氧段，由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，将NH3转化为NO3--N。
脱氮除磷原理
脱氮除磷原理脱氮除磷是指通过一系列工艺手段，将废水中的氮和磷去除，以达到净化水质的目的。
脱氮除磷是水处理工程中非常重要的一环，也是保护水环境的关键步骤。
下面我们将介绍脱氮除磷的原理及其常见的处理方法。
首先，我们来介绍脱氮的原理。
氮在废水中的主要形式有氨氮、硝态氮和有机氮等。
脱氮的原理主要包括生物脱氮和化学脱氮两种方式。
生物脱氮是通过好氧条件下的硝化和厌氧条件下的反硝化作用，将氨氮和硝态氮还原成氮气的方式去除。
而化学脱氮则是通过添加化学药剂，将氨氮和硝态氮转化成氮气，达到脱氮的效果。
其次，我们来介绍除磷的原理。
废水中的磷主要以无机磷和有机磷的形式存在。
除磷的原理主要包括化学沉淀法、生物吸附法和生物除磷法等。
化学沉淀法是通过添加化学药剂，将废水中的磷沉淀下来，达到除磷的效果。
生物吸附法则是利用微生物对磷的吸附作用，将废水中的磷去除。
生物除磷法则是通过生物体内的磷释放和磷吸收过程，将废水中的磷去除。
综合来看，脱氮除磷的原理主要是通过生物作用和化学作用，将废水中的氮和磷去除，从而达到净化水质的目的。
在实际的水处理工程中，通常会采用生物处理和化学处理相结合的方式，以达到更好的脱氮除磷效果。
除了上述介绍的脱氮除磷原理，还有一些新型的脱氮除磷技术正在不断发展和应用。
例如，膜生物反应器、生物接触氧化法等技术，都在脱氮除磷领域取得了一定的应用效果。
这些新技术的出现，为脱氮除磷提供了更多的选择和可能性，也为水环境的保护和治理提供了新的思路和方法。
总之，脱氮除磷是水处理工程中非常重要的一环，其原理主要包括生物脱氮和化学脱氮、化学沉淀法、生物吸附法和生物除磷法等方式。
随着新技术的不断发展和应用，相信脱氮除磷技术将会在未来取得更大的突破和进步，为保护水环境作出更大的贡献。
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
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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
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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
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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
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、污、废水脱氮、除磷的目的和意义 氮和磷是生物的重要营养源。
氮、磷的危害: 水体中氮、磷量过多，危害极大。最 大的危害是引起水体富营养化。 水体富营养化是指由于人类活动，水体中氮、 磷等营养物质增加，引起藻类和其它微生物 异常增殖及整个水体生态平衡的改变，因而 造成危害的一种污染现象。
好氧时：聚磷菌能大量吸收磷酸盐输送到体内合成ATP和 依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌。
好氧时：聚磷菌能大量吸收磷酸盐输送到 体内合成ATP和核酸，且逆浓度梯度过量 吸磷合成多聚磷酸盐颗粒(即异染颗粒) 于体内。 厌氧时：聚磷菌能释放磷酸盐于体外。 创造厌氧、缺氧和好氧环境，让聚 磷菌先在含磷污水中厌氧放磷，然后在 好氧条件下充分地过量吸磷，而后通过 排泥达到除磷的目的。
四、微生物除磷原理、工艺及其微生物
（BOD：N：P）100：5：1——微生物除碳的同时吸收磷元素用以合成细 胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19％左右的磷。某些高含磷废水 中残留的磷还相当高，故需用专门的除磷工艺处理。
1、微生物除磷原理
核酸，且逆浓度梯度过量吸磷合成多聚磷酸盐颗粒(即 异染颗粒)于体内。 厌氧时：聚磷菌能释放磷酸盐于体外。 创造厌氧、缺氧和好氧环境，让聚磷菌先在含磷污 水中厌氧放磷，然后在好氧条件下充分地过量吸磷，而 后通过排泥达到除磷的目的。
溶解氧
第一节 污、废水深度处理——脱氮、除磷 与微生物学原理 三、微生物脱氮工艺、原理及其微生物 1、微生物脱氮工艺 主要采用A/O、A2/O、SBR等工艺。 以活性污泥法典型工艺——A/O工艺（缺氧、 好氧工艺）为例。
第一节 污、废水深度处理——脱氮、除磷 与微生物学原理
2、脱氮原理
脱氮是先利用好氧段经硝化作用，由亚硝化细菌和硝化 细菌的协同作用，将NH3转化为NO2--N和NO3--N。再利用 缺氧段经反硝化细菌将NO2--N（经反亚硝化）和NO3--N （反硝化）还原为氮气（N2），溢出水面释放到大气中， 参与自然界氮的循环。
第一节 污、废水深度处理——脱氮、除磷 与微生物学原理
富营养化水体的主要危害:
水的味道
使水味变得腥臭难闻，降 低了水的质量
透明度
降低了水体的透明度，使 水体感官恶化,降低了水体 的美学价值；
消耗水体的溶解氧，水体含氧量急剧 下降,导致鱼类、贝类等水族动物因缺 氧死亡,扼制了其繁殖，同时造成水 体营养物质的高负荷，形成富营养水 体的恶性循环；