微生物脱氮工艺流程
简述生物脱氮的流程
简述生物脱氮的流程生物脱氮是指植物或微生物在施肥的情况下，利用大气中的氮气元素组成氮化物，植物或微生物将氮转换成细胞膜可以使用的氮��子，从而满足营养和生长需求。
生物脱氮是一个复杂的化学反应过程，它以复杂的氮氧化物为对象，如氨(NH3)、尿素(NH2-CO-NH2)等，分为两个阶段——氧化脱氮和还原还原脱氮。
一、氧化脱氮是氮的氧化过程，是由微生物和植物共同完成的脱氮过程。
微生物通过氧化还原反应将氮氧化物Wi（包括氨、亚硝酸盐等）转化为硝酸盐（如硝酸钾），植物或微生物再将硝酸盐进一步氧化成硝酸根（NO3-），硝酸根可直接进入植物体内，植物将作为氮源参与生长代谢，因此这种脱氮又被称为生物性氧化脱氮。
通常，微生物都需要存在氧以及水溶性有机物、NO2和NO3，这样可以促进NH3的氧化脱氮，也是氮的源。
微生物利用NH3光合作用，将NH3转化成亚硝酸盐，即将二价氮进行氧化，从而完成氧化脱氮。
二、另外一种脱氮机制是还原脱氮，还原脱氮也叫生物脱氮，指的是植物或微生物通过还原反应将氧化过的硝酸根转化成能够被植物体内直接利用的氨（NH3），或者将硝酸根进一步还原成能经过吸收传递给植物体内氨质能组份的尿素（NH2-CO-NH2），从而满足植物们的营养和生长需求。
可以指出，在微生物进行氧化反应的过程中，也会发生还原反应，其中涉及到微生物所释放的特性碱（如还原酶、NADH等物质），能够通过半乳糖等反应物的中介而完成硝酸根的还原，也就是还原脱氮的过程。
总的而言，生物脱氮是一个复杂而又重要的回收循环过程，维护着微生物、植物和大气中氮的稳定，它为土壤肥力及我们生活中生态平衡提供了良好状态。
只有认识并正确运用生物脱氮这一重要环境变迁过程，才能使植物保持良好的生长状态，实现多种的环境保护措施，最终实现永续发展。
微生物脱氮原理
简介：介绍了生物脱氮基本原理及影响因素，为环境工作者掌握生物脱氮。
废水中存在着有机氮、氨氮、硝态氮等形式的氮，而其中以氨氮和有机氮为主要形式。
在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成氨氮，而后经硝化过程转化变为NO3-N和NO2-N，最后通过反硝化作用使硝态氮转化成氮气，而逸入大气。
由此可见，进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。
由于氨化反应速度很快。
在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
关键字：生物脱氮基本原理影响因素废水中存在着有机氮、氨氮、硝态氮等形式的氮，而其中以氨氮和有机氮为主要形式。
在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成氨氮，而后经硝化过程转化变为NO3-N和NO2-N，最后通过反硝化作用使硝态氮转化成氮气，而逸入大气。
由此可见，进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。
由于氨化反应速度很快。
在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
1 氨化作用1.1 概念氨化作用是指将有机氮化合物转化为氨态氮的过程，也称为矿化作用。
1.2 细菌参与氨化作用的细菌成为氨化细菌。
在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌，兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。
1.3 降解方式（分好氧和厌氧）在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氨。
例如氨基酸生成酮酸和氨：[2-1]丙氨酸亚氨基丙酸法丙酮酸另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应。
例如尿素能被许多细菌水解产生氨，分解尿素的细菌有尿八联球菌和尿素芽孢杆菌等，它们式好氧菌，其反应式如下：[2-2]在厌氧条件或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。
[2-3][2-4][2-5]2 硝化作用2.1 概念硝化作用是指将氨氮氧化为亚硝酸氮和硝态氮的生物化学反应，2.2 细菌这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成。
三段生物脱氮工艺
三段生物脱氮工艺第一段：生物脱氮的背景和原理生物脱氮是一种通过利用微生物代谢过程将废水中的氨氮转化为无害物质的技术。
氨氮是废水中的一种常见污染物，如果直接排放到水体中会对水环境造成严重的污染。
因此，生物脱氮技术的应用具有重要的意义。
生物脱氮的原理是利用一种叫做硝化反硝化的微生物代谢过程。
首先，通过硝化作用将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐，然后再通过反硝化作用将亚硝酸盐还原为氮气释放到大气中，从而实现氨氮的去除。
第二段：生物脱氮的工艺流程生物脱氮工艺一般包括预处理、硝化和反硝化三个阶段。
在预处理阶段，主要是对废水进行初步处理，去除其中的杂质和悬浮物，以保证后续的硝化反硝化过程能够顺利进行。
硝化阶段是将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐的过程。
这一阶段一般采用曝气池或者厌氧池进行，通过提供充足的氧气供给和合适的温度条件，使得硝化菌能够快速进行氨氮的氧化反应。
反硝化阶段是将亚硝酸盐还原为氮气的过程。
这一阶段一般采用好氧条件下的反硝化反应，通过添加一定的有机物质作为电子供体，促使反硝化菌进行反硝化反应，将亚硝酸盐还原为氮气。
第三段：生物脱氮工艺的优势和应用生物脱氮工艺相比传统的化学方法具有许多优势。
首先，生物脱氮过程中不需要添加化学药剂，减少了对环境的污染。
其次，生物脱氮过程中产生的氮气可以直接释放到大气中，不会对水体造成二次污染。
此外，生物脱氮技术还可以与其他废水处理技术相结合，形成一体化的处理系统，提高废水处理的效率和降低成本。
生物脱氮技术在废水处理领域有广泛的应用。
特别是在城市污水处理厂和工业废水处理系统中，生物脱氮技术被广泛采用。
通过生物脱氮工艺，可以有效地去除废水中的氨氮，降低废水的污染物浓度，达到国家排放标准要求，保护水环境的安全和可持续发展。
通过三段生物脱氮工艺，废水中的氨氮可以被高效地转化为无害物质，实现废水的净化和资源化利用。
生物脱氮技术的应用具有重要的意义，对于改善水环境质量、保护生态环境具有重要的推动作用。
脱氮工艺流程
脱氮工艺流程脱氮是指通过化学或生物方法将废气中的氮氧化物去除的过程。
氮氧化物是一种对环境和人体健康有害的污染物，因此脱氮工艺在工业生产和环保领域中具有重要意义。
下面将介绍脱氮工艺的流程及相关技术。
一、脱氮工艺的原理。
脱氮工艺主要是通过化学反应或生物降解来去除废气中的氮氧化物。
化学方法包括选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）、吸附法等；生物方法则是利用微生物对氮氧化物进行降解。
不同的工艺适用于不同类型的废气排放，选择合适的脱氮工艺可以有效去除废气中的氮氧化物。
二、脱氮工艺的流程。
1. SCR脱氮工艺流程。
SCR脱氮工艺是将氨气或尿素溶液喷入烟气中，通过与氮氧化物发生化学反应来将其转化为氮气和水。
SCR脱氮系统由氨水喷射系统、反应器和催化剂组成。
烟气经过预处理后进入反应器，在催化剂的作用下与氨气发生反应，从而实现氮氧化物的脱除。
2. SNCR脱氮工艺流程。
SNCR脱氮工艺是在燃烧设备的炉膛内喷射氨水或尿素溶液，通过与氮氧化物发生非催化还原反应来将其转化为氮气和水。
SNCR脱氮系统主要包括氨水喷射系统、混合器和反应器。
燃烧设备的烟气经过预处理后，与喷射的氨水在混合器中充分混合，然后在炉膛内与氮氧化物发生反应，实现脱氮的目的。
3. 生物脱氮工艺流程。
生物脱氮工艺是利用微生物对氮氧化物进行降解，将其转化为无害的氮气。
生物脱氮系统包括生物反应器、微生物培养池和氮氧化物气体处理设备。
废气经过预处理后进入生物反应器，微生物在适宜的环境条件下对氮氧化物进行降解，最终将其转化为氮气。
三、脱氮工艺的关键技术。
1. 催化剂技术。
SCR脱氮工艺中的催化剂是关键技术之一，选择合适的催化剂可以提高脱氮效率和降低能耗。
常用的催化剂包括钒钛催化剂、钒钨催化剂等。
2. 氨水喷射技术。
氨水喷射技术是SCR和SNCR脱氮工艺中的关键技术之一，喷射系统的设计和运行稳定性直接影响脱氮效果。
3. 生物降解技术。
生物脱氮工艺中的微生物培养和反应条件控制是关键技术，通过优化微生物培养条件和反应环境可以提高脱氮效率。
A2O工艺流程及工艺原理
A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。
该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。
但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。
工艺流程及工艺原理1、A2/O工艺流程A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧—缺氧—好氧生物脱氮除磷工艺的简称。
A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧—好氧磷工艺（A~/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。
该工艺在好氧磷工艺（A/O）中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，该工艺同时具有脱氮除磷的目的。
A2/O工艺流程图如图4.4.1所示。
2.工艺原理首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中的BOD5浓度下降；另外，NH3-N 因细胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-N浓度下降，但NO3-N含量没有变化。
在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入大量NO3-N和NO2-N 还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显着下降，但随着硝化过程使NO3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。
A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NO3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。
a2o工艺流程
a2o工艺流程a2o工艺流程是一种用于处理含氮废水的生物处理技术。
该工艺采用了生物膜反应器技术和氧化还原过程，能够有效地去除废水中的氨氮、有机物和微量元素等有害物质，达到环境排放标准。
a2o工艺流程主要包括预处理、好氧区、缺氧区和厌氧区等几个阶段。
首先是预处理阶段，将含氮废水经过格栅、砂沉池等物理处理设备去除固体颗粒和悬浮物，并调节废水的水质和水量，使其适合进入后续的生物处理过程。
接下来是好氧区，废水进入生物膜反应器，通过好氧条件下的微生物代谢作用，将废水中的氨氮和有机物转化为无害的氮气和二氧化碳。
在此过程中，废水与生物膜接触，微生物附着在膜上，形成生物膜反应器。
生物膜反应器具有很高的附着生物量和生物膜面积，能够提高废水的降解效率和处理能力。
然后是缺氧区，废水经过好氧区处理后，进入缺氧区。
在缺氧条件下，微生物将废水中的硝酸盐还原为氨氮，同时利用有机物进行脱氮作用。
这一步骤能够进一步提高废水的氮污染去除效果，减少对环境的影响。
最后是厌氧区，废水进入厌氧区进行深度脱氮处理。
在厌氧条件下，微生物将废水中的硝酸盐通过反硝化作用还原为氮气，并最终排放到大气中。
通过这一步骤，可以使废水中的氮含量进一步降低，达到环境排放标准。
整个a2o工艺流程中，生物膜反应器是关键设备，它通过提供大量的生物膜接触面积，增加了微生物的生长和降解能力，提高了废水的处理效率。
此外，流程中的好氧区、缺氧区和厌氧区的设定，使得废水能够在不同的条件下进行多步骤处理，从而达到更好的处理效果。
a2o工艺流程是一种高效、经济的废水处理技术，能够有效去除废水中的氨氮和有机物等有害物质，达到环境排放标准。
通过合理的工艺设计和运行管理，可以实现废水的净化和资源化利用，对于保护环境和可持续发展具有重要意义。
生物脱氮机理、影响因素及应用工艺详解
生物脱氮机理、影响因素及应用工艺详解生物脱氮是指在微生物的联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经过氨化作用、硝化反应、反硝化反应，最后转化为氮气的过程。
其具有经济、有效、易操作、无二次污染等特，被公认为具有发展前途的方法，关于这方面的技术研究不断有新的成果报道。
一、机理详解1、氨化反应氨化反应是指含氮有机物在氨化功能菌的代谢下，经分解转化为 NH4+的过程。
含氮有机物在有分子氧和无氧的条件下都能被相应的微生物所分解，释放出氨。
2、硝化反应硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状态下，利用无机氮为氮源将NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-的过程。
硝化过程可以分成两个阶段。
第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)，第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)。
3、反硝化反应反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮(N2)的过程。
反硝化菌为异养型微生物，多属于兼性细菌，在缺氧状态时，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物(污水中的BOD成分)作为电子供体，提供能量并被氧化稳定。
二、生物脱氮主要影响因素1、温度生物硝化反应的适宜温度范围为20~30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时基本停止。
反硝化适宜的温度范围为20~40℃，15℃以下反硝化反应速率下降。
实际中观察到，生物膜反硝化过程受温度的影响比悬浮污泥法小，此外，流化床反硝化温度的敏感性比生物转盘和悬浮污泥的小得多。
2、溶解氧硝化反应过程是以分子氧作为电子终受体的，因此，只有当分子氧(溶解氧)存在时才能发生硝化反应。
为满足正常的硝化效果，在活性污泥工艺运行过程中，DO值至少要保持在2mg/L以上，一般为2~3mg/L。
当DO值较低时，硝化反应过程将受到限制，甚至停止。
反硝化与硝化在溶解氧的需求方面是一个对立的过程。
传统的反硝化过程需要在严格意义上的缺氧环境下才能发生，这是因为DO与NO3-都能作为电子受体，存在竞争行为。
厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍
Canon工艺是2002年首先由荷兰Delft 工业大学提出 的新型工艺生物脱氮工艺。在Canon工艺中亚硝酸 细菌把氨氧化成亚硝酸盐厌氧氨氧化菌则把氨和亚 硝酸盐转化成氮气。整个脱氮过程在亚硝酸菌和厌 氧氨氧化菌的协作下完成。亚硝酸菌的基质是氨和 氧气厌氧氨氧化细菌的基质是氨和亚硝酸盐在没有 外源亚硝酸盐的情况下厌氧氨氧化菌有赖于亚硝酸 菌提供基质。由于厌氧氨氧化菌和亚硝酸菌都是自 养型细菌因此Canon工艺无需外源有机物能够在完 全无机的条件下进行。 环境中的NH3-N与DO是决 定CANON工艺的两个关键因素目前该工艺在世界 上也处于研究阶段并没有真正得到工程应用。
林琳等研究了亚硝态氮、硝态氮、羟氨对 厌氧氨氧化的影响，得出氨和硝态氮，转 化比例为1.085氨和亚硝态氮的转化比例为 0.897在培养液中加人羟氨加速了厌氧氨氧 化反应的进行。杨洋等15研究了温度、pH 值和有机物对厌氧氨氧化污泥活性的影响 研究表明最佳温度为3035℃。温度和氨氧 化速率的关系可用修正的Arrhenius描述。 最佳pH值为7.09.0pH值和氨氧化速率的关 系可用双底物双抑制。
ANAMMOX转化过程是自然氮循环的一条 巧妙的捷径。结合亚硝酸反应， ANAMMOX细菌将铵氨(NH4+)直接转化为 气。帕克环保与代尔夫特技术大学（荷兰） 密切合作，开发了该工艺的工业应用。 2002年夏天第一个ANAMMOX工业装置在 荷兰启动。目前有四个ANAMMOX工业装 置在运行。
很高的总去除率 二氧化碳产生量比传统硝化/反硝化工艺减 少90% 减少50%的空间需求 动力消耗比传统硝化/反硝化工艺减少60% 不消耗甲醇 剩余污泥产量极少
该工艺的核心是应用硝酸菌和亚硝酸菌的 不同生长速率即高温30-35℃下亚硝酸菌的 生长速率明显噶偶硝酸菌的生长速率这一 固有特性控制系统水力停留时间与反应温 度。从而使硝酸菌被淘汰形成反应器中亚 硝酸菌的积累使氨氧化控制在亚硝化阶段。 该工艺反应温度高微生物增殖快。好养停 留时间短微生物活性高而Ks值也高进出水 浓度无相关性使得进水浓度越高去除率越 高。
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（3）悬浮单级污泥内碳源系统：
主要有四种基本流程： ①前反硝化的A/O工艺：上节所述的缺氧/好氧工艺（P274） 反硝化段在处理系统最前面，硝化段中混合液以一定比 例回流到反硝化段
无氧或有氧
NO3ˉ
反硝化脱氮菌 水中有机物碳源
N2
②同时反硝化的氧化沟工艺：
进水
氧化沟
好氧区 厌氧区
沉淀池
出水
曝气机
废水在缺氧条件下利用有机碳 源反硝化
（2）悬浮多级污泥外加碳源系统：
流程上基本与上法相同，不同点是反硝化碳源利用 所加甲醇或其它含碳工业废水。 分隔的多级污泥系统同其它反硝化系统的比较： 优点：可根据每一级微生物不同要求进行操作管理， 运行稳定，效率高，总的池容积减少 缺点：池子数目多，基建费用高
（4）悬浮单级污泥外加碳源系统：
流程与悬浮单级污泥内碳源系统相同，只是 在反硝化段通入外加甲醇，以防止因原水中碳源 不足或低温而引起反硝化速度下降。但外加碳源 成本高
2.生物膜系统
※ 与悬浮污泥系统相比，生物膜系统的优点是无需回流污 泥，构筑物内可维持较高生物量。 ※ 通常使用反硝化过程和硝化过程分别在两个处理构筑物 内进行，并使反硝化设备内微生物处于缺氧状态。 ※ 生物膜系统也可分为内源碳源系统和外加碳源系统
（二）工艺流程
生物脱氮工艺流程的简单分类
悬浮污泥系统
细菌在系统中 存在状态
膜法污泥系统 生物脱氮 的工艺流程 内碳源
脱氮时所用 碳源
外碳源
1.悬浮污泥系统
悬浮污泥系统可以分为以下4种类型： （1）悬浮多级污泥内碳源系统：
进 水
污泥沉 去碳 淀池
硝化
污泥沉 淀池
反硝化 后曝气
污泥沉 淀池
出
水
污泥在耗氧条件下去碳及硝化
剩余污泥
曝气机常选用转刷或浸没式U型管：因为转速慢，能 耗低，可满足充氧并使污泥向前流
③后反硝化的桥本工艺：
废水中碳源
进 水
好氧
碳化和硝化
硝酸盐
缺氧
反硝化 脱氮Leabharlann 后曝气 吹脱污泥上氮 二沉池
气泡
除残留有机物
出水
剩余污泥
工艺流程简单，但出水中氮形态为氨态氮，提供反硝 化碳源的废水量难控制。
④四阶段Bardenpho工艺： 前面二段类似于A/O工艺。为进一步提高去氮率，可 将好氧池1流出的硝酸盐导入第二个缺氧池，反硝化细菌 可利用细菌衰亡后释放的二次性基质作为碳源进行反硝 化，以彻底除去系统中的硝酸盐。