生物脱氮除磷理论与技术进展
生物脱氮除磷原理及工艺
生物脱氮除磷原理及工艺 1 引言氮和磷是生物的重要营养源,随着化肥、洗涤剂和农药普遍使用,天然水体中氮、磷含量急剧增加,水体中蓝藻、绿藻大量繁殖,水体缺氧并产生毒素,使水质恶化,对水生生物和人体健康产生很大的危害;然而, 我国现有的城市污水处理厂主要集中于有机物的去除,污废水一级处理只是除去水中的沙砾及悬浮固体；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;同时产生N NH -3、N NO --3和-34PO 和-24SO ,其中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；二级生物处理则是去除水中的可溶性有机物,能有效地降低污水中的5BOD 和SS , 但对N 、P 等营养物只能去除10%～ 20% , 其结果远不能达到二级排放标准;因此研究开发经济、高效的, 适于现有污水处理厂改造的脱氮除磷工艺显得尤为重要;2 生物脱氮除磷机理生物脱氮机理污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上,先利用好氧段经硝化作用,由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用,将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮,即,将3NH 转化为N NO --2和N NO --3;在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气,即,将N NO --2经反亚硝化和N NO --3经反硝化还原为氮气,溢出水面释放到大气,参与自然界氮的循环;水中含氮物质大量减少,降低出水的潜在危险性,达到从废水中脱氮的目的1;错误!硝化——短程硝化：O H HNO O NH 22235.1+→+硝化——全程硝化亚硝化+硝化：O H HNO O NH 22235.1+−−−→−+亚硝酸菌错误!反硝化——反硝化脱氮：O H H CO N OH CH CH HNO 2222333][222+++→+ 反硝化——厌氧氨氧化脱氮：O H N HNO NH 22232+→+反硝化——厌氧氨反硫化脱氮：O H S N SO H NH 2242342++→+废水中氮的去除还包括靠微生物的同化作用将氮转化为细胞原生质成分;主要过程如下：氨化作用是有机氮在氨化菌的作用下转化为氨氮;硝化作用是在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸盐氮;其中亚硝酸菌和硝酸菌为好氧自养菌,以无机碳化合物为碳源,从+4NH 或-2NO 的氧化反应中获取能量;其中硝化的最佳温度在纯培养中为25-35 ℃,在土壤中为30-40 ℃,最佳pH 值偏碱性;反硝化作用是反硝化菌大多数是异养型兼性厌氧菌,DO< mg/L 在缺氧的条件下,以硝酸盐氮为电子受体,以有机物为电子供体进行厌氧呼吸,将硝酸盐氮还原为2N 或-2NO ,同时降解有机物2;生物除磷原理磷在自然界以2 种状态存在：可溶态或颗粒态;所谓的除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷,达到磷水分离;废水在生物处理中,在厌氧条件下,聚磷菌的生长受到抑制,为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐,同时产生利用废水中简单的溶解性有机基质所需的能量,称该过程为磷的释放;进入好氧环境后,活力得到充分恢复,在充分利用基质的同时,从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐,从而完成聚磷的过程;将这些摄取大量磷的微生物从废水中去除,即可达到除磷的目的3;聚磷菌在厌氧条件下,分解体内的多聚磷酸盐产生ATP,利用ATP 以主动运输方式吸收产酸菌提供的三类基质进入细胞内合成PHB;与此同时释放出-34PO 于环境中1; 好氧吸磷过程聚磷菌在好氧条件下,分解机体内的PHB 和外源基质,产生质子驱动力将体外的-34PO 输送到体内合成ATP 和核酸,将过剩的 -34PO 聚合成细胞贮存物：多聚磷酸盐异染颗粒; 3 生物脱氮除磷工艺从生物脱氮除磷的机理分析来看,生物脱氮除磷工艺基本上包括厌氧、缺氧、好氧3 种状态,这3个不同的工作状态可以在空间上进行分离,也可以在时间上进行分离;近年来,随着对生物脱氮除磷的机理研究不断深入,以及各种新材料、新技术、新设备的不断运用,衍生出了许多新的生物脱氮除磷工艺,其中典型的几种处理工艺如下;SBR 工艺SBR 工艺是一种新近发展起来的新型处理废水的工艺,即为序批式好氧生物处理工艺,其去除有机物的机理在于充氧时与普通活性污泥法相同,不同点是其在运行时,进水、反应、沉淀、排水及空载5个工序,依次在一个反应池中周期性运行,所以该法不需要专门设置二沉池和污泥回流系统,系统自动运行及污泥培养、驯化均比较容易;该法处理焦化废水有着独有的优势：一是不要空间分割,时序上就能创造出缺氧和好氧的环境,即具有A ／O 的功能,十分有利于氨氮和COD 的去除;二是该法的沉淀是一种静止的沉淀,对污泥沉淀性能不好的废水,固液分离效果非常明显;三是该法可以省去二沉池,其占地面积相对要小一些;自动控制系统的发展和完善,为SBR 工艺的应用提供的物质基础;但因为SBR 是间歇运行的,为了解决连续进水问题,至少需要设置两套SBR 设施,进行切换运行;SBR 工艺流程图见图14;CAST 工艺CAST 实际上是一种循环SBR 活性污泥法,应器中活性污泥不断重复曝气和非曝气过程,生物反应和泥水分离在同一池内完成,与SBR 同样使用滗水器;污水首先进入选择器,污水中溶解性的有机物通过生物作用得到去除,回流污泥中硝酸盐也此时得到反硝化；然后进入厌氧区,此时为微生物释磷提供条件；第三区为主曝气区,主要进行BOD 降解,同时硝化反硝化;CAST 选择器设置在池首,防止了污泥膨胀; 3．3 MSBR 工艺连续流序批式活性污泥法工艺ModifiedSequencing Batch Reactor,简称MSBR;首先,污水进入厌氧池,回流活性污泥中的聚磷菌在此充分释磷,然后混合液进入缺氧池反硝化;反硝化后的污水进入好氧池,有机物在好氧条件下被降解,活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR,澄清后上清液排放;此时另一边的SBR 在回流量的条件下进行反硝化、硝化或静置预沉;回流污泥首先进入浓缩池浓缩,上清液直接进入好氧池,而浓缩污泥进入缺氧池;这样,一方面可以进行反硝化,另一方面可先消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐,为随后进行的厌氧释磷提供更为有利的条件;CAST 综合了以往除磷脱氮工艺的优点,保证了各污染物质降解的最大速率环境,去除有机污染物效率更高,脱氮除磷效果更好A/2工艺OA/2工艺传统OA/2工艺或称AAO工艺,在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区,能够同时作到脱氮、O除磷和有机物的降解,其工艺流程见图2;污水进入厌氧反应区,同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥,聚磷菌在厌氧条件下释磷,同时转化易降解COD、VFA为PHB,部分含氮有机物进行氨化;污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是进行脱氮;硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来,通常内回流量为2~4倍原污水流量,部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除;混合液从缺氧反应区进入好氧反应区,混合液中的COD浓度已基本接近排放标准,在好氧反应区除进一不降解有机物外,主要进行氨氮的硝化和磷的吸收,混合液中硝态氮回流至缺氧反应区,污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除;该工艺流程简洁,污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行,丝状菌不能大量繁殖,污泥沉降性能好5;它将厌氧段、缺氧段放在工艺的第一级, 充分发挥了厌氧菌群承受高浓度、高有机负荷能力的优势, 处理效果较好, 产生的污泥较一般的生物法少;可用于处理工业废水比重较大城市污水, 另外, 由于它是在普通活性污泥法的基础上发展起来的, 因而也较容易用于生物法处理的老污水厂的改造;A/2工艺改良O改良O A /2工艺是中国市政工程华北设计研究院提出的,工艺综合了A/O 工艺和改良UCT 工艺的优点,即在厌氧池之前增设厌氧/缺氧池;首先回流污泥和10%的污水进入厌氧/缺氧池进行反硝化以去除回流污泥中的硝酸盐;90%的污水进入厌氧区与回流污泥混合,在兼性厌氧发酵菌的作用下将部分易生物降解的大分子有机物转化为VFA ；聚磷菌释磷,同时吸收VFA 以PHB 的形式贮存于胞内;在缺氧区,反硝化菌利用污水中的有机物和经混合液回流而带来的硝酸盐进行反硝化,同时去碳脱氮；在好氧区,有机物浓度相当低,有利于自养硝化菌生长繁殖,进行硝化反应,同时聚磷菌过量摄磷;通过沉淀、排除剩余污泥达到除磷的目的;该工艺降低回流污泥中硝态氮对后续厌氧池的不利影响,有利于厌氧池的聚磷菌释磷,改善了泥水分离性能6;3．5 UCT 改良工艺改良的UCT 工艺University of Cape Town 脱氮除磷工艺由厌氧池、缺氧1 池、缺氧2 池、好氧池、沉淀池系统组成,有2 个缺氧池;缺氧1 池只接受沉淀池的回流污泥,同时缺氧1 池有混合液回流至厌氧池,以补充厌氧池中污泥的流失;回流污泥携带的硝态氮在缺氧1 池中经反硝化被完全去除;在缺氧2池中接受来自好氧池的混合液回流,同时进行反硝化,缺氧1 池出水中的N NO --3 带进厌氧池使之保持较为严格的厌氧环境,从而提高系统的除磷效率7;立体循环一体化氧化沟氧化沟是一种而有效的污水处理技术,具有稳定的处理效果,是污水生物处理技术之一;特别是用于污水脱氮,氧化沟比其它生物脱氮工艺费用低、TN 去除效率高;然而,与活性污泥法相比,氧化沟占地面积较大,在土地紧张的城市或地区,氧化沟的应用受到限制8;针对常规氧化沟存在的问题,成功地研究出立体循环一体化氧化沟;其特点是：① 氧化沟采用立体循环,在循环过程中完成降解有机物和脱氮过程;与现有氧化沟相比,占地面积可减少约50%;② 沉淀区与氧化沟合建,沉淀的污泥可自动回流到氧化沟内,可节省投资和能耗;③ 结构紧凑,运行操作简便;新型立体循环一体化氧化沟既保留氧化沟设备和运行操作简单等优点,又可减少占地面积; 4 结语污水生物脱氮除磷是当今水处理的热点与难点;新的脱氮除磷理论的提出,为生物脱氮除磷工艺指引了方向;如：SND 同时硝化反硝化工艺、SHARON 工艺、氧限制自氧硝化—反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺以及短程硝化—厌氧氨氧化组合工艺等;但是,生物脱氮除磷工艺的发展已不仅仅要求对N,P 去除率,而且要求处理效果稳定,可靠的运行工艺;今后对此技术的研究应集中在以下方面：第一、加深除磷机理的研究;反硝化聚磷菌的出现解决了硝化菌与聚磷菌争夺碳源,污泥龄不同等主要矛盾;为新型同步脱氮除磷工艺提供了理论依据;但是对于反硝化聚磷菌的了解还不够全面,尤其是其除磷机理还待于进一步研究;应突破传统理论,从微生物的角度来调控工艺;第二、随着脱氮除磷工艺的进一步发展,许多研究者在进行小试时,都驯化出颗粒污泥,而颗粒污泥的出现改善了污泥膨胀这一难题;同时发现颗粒污泥对N,P 的去除要远远优于絮状污泥;今后在对颗粒污泥的研究上应更加深入,研究了解颗粒污泥外部的胞外聚合物是否对N,P 有吸附作用,并进一步研究颗粒污泥的形成机理,调整现有反应器的运行参数,从而加速颗粒污泥的形成,提高脱氮除磷效率;。
《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文
《城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市污水处理问题日益突出。
在众多的污水处理技术中，生物脱氮除磷技术因其高效、经济、环保等优点而备受关注。
本文旨在探讨城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展，分析其技术特点、应用现状及未来发展趋势。
二、生物脱氮除磷技术概述生物脱氮除磷技术是一种利用微生物的新陈代谢活动，通过生物膜法或活性污泥法等工艺，将污水中的氮、磷等营养物质去除的技术。
该技术具有处理效率高、运行成本低、污泥产量少等优点，是当前城市污水处理领域的研究热点。
三、新型生物脱氮技术研究进展（一）A2/O工艺及其改进型技术A2/O（厌氧-缺氧-好氧）工艺是一种典型的生物脱氮技术。
近年来，研究者们针对A2/O工艺的不足，开发了多种改进型技术，如MBBR（移动床生物膜反应器）、SBR（序批式活性污泥法）等。
这些技术通过优化反应器结构、调整运行参数等手段，提高了脱氮效率，降低了能耗。
（二）新型厌氧氨氧化技术厌氧氨氧化技术是一种利用厌氧氨氧化菌将氨氮转化为氮气的生物脱氮技术。
近年来，研究者们通过优化反应条件、提高菌种活性等手段，推动了厌氧氨氧化技术的发展。
该技术具有脱氮效率高、能耗低等优点，是未来生物脱氮技术的重要发展方向。
四、新型生物除磷技术研究进展（一）PAOs（聚磷菌）强化除磷技术PAOs强化除磷技术是一种利用聚磷菌在厌氧-好氧条件下实现高效除磷的技术。
近年来，研究者们通过优化反应条件、提高聚磷菌活性等手段，提高了PAOs强化除磷技术的除磷效率。
该技术具有除磷效果好、污泥产量少等优点。
（二）化学与生物联合除磷技术化学与生物联合除磷技术是一种结合化学沉淀与生物吸附的除磷技术。
该技术通过投加化学药剂与生物反应相结合的方式，实现高效除磷。
近年来，研究者们针对不同水质条件，优化了药剂种类和投加量，提高了除磷效果。
五、新型生物脱氮除磷技术应用及发展趋势（一）应用现状新型生物脱氮除磷技术在城市污水处理中已得到广泛应用。
废水生物脱氮除磷机理与技术研究的进展
步将 亚 硝 酸 盐 氧 化 成 硝 酸 盐 （ ３） Ｎ０ 。这 两 类 细 菌
国从 ８ ０年代 初开 始 ，也 进 行 了大 量 的这 方 面 的研 究 ，
其 中有 的 已进 入规 模 应 用 ，并 取 得 了满 意 的 效 果 。 随 着我 国 １ ９ ９ ８年 １ １日实 施 的污水 综合 排 放标 准对 氮 月 磷处 理 提 出 了更 高 的要求 ， 废水 脱氮 除磷 技 术在 我 国 的
理 过程 中使 废 水 中 含 氮有 机 物 被 微 生 物 分 解 ，转 化 为
而从 液 相 中释 放 出来 。 ２ １ 生 物硝 化 作用 ．
积也 逐 年增 加 ，每 年都 给 当地 的工 农 业 生 产 带 来 相 当 大 的损失 。 自 ２ ０世 纪 ７ ０年 代 以来 ，世 界 各 国都 认 识
关
键
词 ：生 物 脱 氮 ；生 物 除 磷 ；废 水
文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １３ ４ （０ ２ ０ ．０ ５０ １０ ．６ ４ ２ ０ ）２０ ２ —５
中图分类 号 ：７３ Ｘ ０
Ｒｅ ｉｗ ｎ ｔ ｅ Ｍ ｅ ｈａ ｓ ａ ｃ ｎｏ ｏ ｉｓｏｆＢｉ ｏ ｉａｌＤ ｅ ｔ ｉｉａｔｏ ｄ ｖｅ ｏ ｈ ｃ ｎｉｍ ｎｄ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｅ ｏｌｇ ｃ ｎｉｒ ｆｃ ｉ ｎ ａ ｎ Ｐｈ ｓ ｏ ｕ ｍ ｏ ａ ｒ ｍ ａ ｔ ｗａ ｅ ｏ ｐｈ ｒ ｓ Ｒｅ ｖ Ｉｆ ｏ Ｗ ｓ ｅ ｔ ｒ
个 主要 湖 泊 水 库 富 营 养 的调 查 表 明 ：贫 营 养 的 １个 ，
中 营养 的 ９个 ，富 营 养 的 ｌ ６个 ，在 ｌ ６个 富 营 养化 湖
泊 中有 ６个 的总 氮 、总磷 的 负荷 量 极 高 ，已进 入 异 常 营养 型 阶段 … 。 同时 ，我 国沿 海 赤 湖 发 生 的次 数 和 面
城市污水生物脱氮除磷方法综述
城市污水生物脱氮除磷方法综述摘要：本文归纳了脱氮除磷研究中的关键问题，指出了生物脱氮除磷原理及经典工艺，并说明了脱氮除磷技术的研究进展，同时对今后的脱氮除磷工艺做了展望。
关键词：富营养化脱氮除磷 a/o/a工艺1.生物脱氮除磷机理研究1.1生物脱氮机理1.1.1 传统生物脱氮理论生物脱氮包括氨化、硝化、反硝化三个过程。
水体中的有机氮首先在氨化菌的作用下，转化为氨态氮，这也就是所谓的氨化阶段；之后是硝化阶段，硝化阶段其实由两部分组成，首先水体中的氨态氮在好氧的条件下通过亚硝化菌转化为亚硝酸盐氮，然后硝化菌在好氧的条件下将亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮。
最后是反硝化阶段，该阶段在缺氧的条件下，通过反硝化菌将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮转化为n2。
1.1.2 同时硝化与反硝化（snd）同时硝化与反硝化（snd）指在一定条件下，硝化与反硝化反应发生在同一处理条件及同一处理空间内的现象。
有以下优点：（1）能有效保持反应器中ph稳定，减少或取消碱度的投加。
（2）减少传统反应器的容积，节省基建费用。
（3）对于仅由一个反应池组成的序批式反应器来讲， snd能够降低实现硝化、反硝化所需时间。
（4）曝气量的节省，能够进一步降低能耗。
1.1.3 短程硝化反硝化短程硝化反硝化是将硝化控制在no-2阶段而终止，随后进行反硝化。
实现短程硝化和反硝化的关键在于抑制硝酸菌的增长，从而使亚硝酸盐在硝化过程中得到稳定的积累[1]。
短程硝化反硝化可节省氧供应量约为25%，降低能耗，节省碳源40%，减少污泥生成量可达50%，减少投碱量，缩短反应时间和减少容积。
短程硝化反硝化工艺尤其适用于低碳氮比、高氨氮、高ph 值和高碱度废水的处理。
短程硝化反硝化不仅可节省工程投资，更重要的是可以节省运行费用，适用水质范围较宽。
1.2生物除磷机理1.2.1 传统生物除磷理论在厌氧的条件下，聚磷菌把细胞中的聚磷水解为正磷酸盐释放胞外，并从中获取能量，利用污水中易降解的有机物，合成储能物质聚b一经基丁酸（phb）等储于细胞内，在好氧的条件下，聚磷菌以游离氧为电子受体，氧化细胞内储存的phb，并利用该反应产生的能量，过量从污水中摄取磷酸盐，合成高能atp，其中一部分又转化为聚磷，作为能量储于细胞内，好氧吸磷大于厌氧释磷量，通过排放富磷污泥可以实现高效除磷目的。
利用好氧和厌氧组合来进行生物脱氮和除磷的原理
利用好氧和厌氧组合来进行生物脱氮和除磷的原理生物脱氮和除磷是现代污水处理过程中常用的处理方法，利用好氧和厌氧组合来进行生物脱氮和除磷可以有效去除废水中的氮和磷，使得废水达到排放标准。
生物脱氮的原理是通过好氧和厌氧综合作用，将废水中的氨氮和硝态氮转化为氮气释放到大气中，从而达到去除氮的目的。
该过程分为两个阶段：厌氧阶段和好氧阶段。
在厌氧阶段，通过加入硝化抑制剂来抑制硝化菌的生长，同时利用厌氧条件下的反硝化菌将废水中的硝态氮还原成氮气。
反硝化菌利用废水中的有机物作为电子供体，将硝态氮还原成氮气，并释放到大气中。
在好氧阶段，通过加入缺氧条件下的硝化菌来将废水中的氨氮氧化为硝态氮。
硝化菌利用废水中的氨氮作为电子供体，同时吸收氧气，将氨氮氧化成亚硝态氮，再经过氧化反应转化为硝态氮。
硝化过程产生的亚硝酸会进一步被反硝化菌氧化为N2，释放到大气中。
除磷的原理是通过好氧条件下的磷菌将废水中的磷转化为细菌形成的磷酸盐，从而实现磷的去除。
除磷过程可分为生物吸附和矿化两个阶段。
在生物吸附阶段，废水中的有机物作为磷菌的营养源，磷菌在好氧条件下吸附废水中的磷成为细菌形成的有机磷，从而将磷去除。
在矿化阶段，废水中的磷经过好氧条件下的生物氧化反应，被磷菌转化为无机磷酸盐，并与废水中的钙、铝等金属离子结合形成不溶于水的磷酸钙或磷酸铝沉淀物。
这些沉淀物可以通过沉淀或过滤的方式去除。
好氧和厌氧组合的生物脱氮和除磷方法相辅相成，通过两者的配合可以实现高效去除废水中的氮和磷。
好氧和厌氧条件下的细菌互相依赖，在厌氧阶段，反硝化菌利用废水中的硝态氮作为电子供体进行反硝化作用，产生氮气；在好氧阶段，硝化菌利用废水中的氨氮作为电子供体进行硝化作用，产生硝态氮。
同时，在除磷过程中，磷菌在好氧条件下吸附废水中的磷，然后通过好氧条件下的生物氧化反应转化为无机磷酸盐，形成沉淀物。
通过好氧和厌氧组合的生物脱氮和除磷方法可以实现高效的废水处理，不仅能够去除废水中的氮和磷，还能够减少能源消耗和化学药剂的使用。
生物脱氮除磷原理
生物脱氮除磷原理生物脱氮除磷原理生物脱氮和除磷是现代污水处理过程中的两个主要步骤。
这样做可以有效地降低污染物的排放，并促进水环境的恢复和保护。
这篇文章将介绍生物脱氮和除磷的原理，并分别进行详细的说明。
一、生物脱氮氮是生命所必需的元素之一，然而，过量的氮会导致水体富营养化，甚至造成水体死亡。
因此，在污水处理过程中，生物脱氮是一个重要的步骤，目的是减少氮的含量，保护水资源。
生物脱氮的原理是通过微生物代谢来降低污水中的氮含量。
具体来说，将含有氮化合物的污水引入生物反应器中，细菌依靠缺氧状态下的代谢产生能量来去除氮，将氨氮转化为氮气和硝酸盐。
这样可以有效地减少氮的含量，并且为其他生物链提供营养素。
二、除磷磷是植物生长所必需的元素之一，但是污水中过多的磷会导致水体富营养化，破坏水生态环境。
因此，除磷也是现代污水处理过程的一个重要步骤。
除磷的方法主要有化学沉淀方法和生物除磷方法。
其中，化学沉淀法是通过添加化学药剂，使磷离子与药剂中的金属离子反应，产生一种不溶性沉淀，在沉淀的过程中去除磷。
相对而言，生物除磷方法更为可持续。
生物除磷的原理是利用一些专门的微生物，按照一定的顺序和比例，对污水中的有机质和磷进行吸收和固定。
这些微生物可以根据磷的生物循环特点，利用有机质和磷的沉积结合，通过代谢来吸收和固定磷，使磷含量得到降低。
三、总结生物脱氮和除磷在现代污水处理中是必不可少的步骤。
通过生物反应器和微生物代谢的过程，这些步骤可以有效地降低含氮和含磷物质的含量。
这些污染物不仅会污染水体，还会间接影响人类健康和生态环境。
为了保护我们的水资源和生态环境，我们需要科学的污水处理方法，以消除污染物和保护我们的水体资源。
简述生物脱氮和生物除磷的基本原理和过程
生物脱氮和生物除磷是水环境治理中常见的技术手段，其基本原理和过程对于水质净化具有重要意义。
下文将分别对生物脱氮和生物除磷的基本原理和过程进行简要阐述，以便更好地理解和应用这两种技术手段。
一、生物脱氮的基本原理和过程1. 基本原理：生物脱氮是指利用生物的作用将水体中的氮气态化合物转化为氮气排放出去的过程。
其主要包括硝化和反硝化两个过程。
2. 过程：1）硝化作用：首先是硝化细菌将水体中的氨氮转化为亚硝酸盐，然后再将亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程。
这一过程主要发生在水中砷、锰等微生物和有机物贪婪性好氧微生物的作用下。
2）反硝化作用：反硝化细菌将水中的硝酸盐还原成氮气气体，从而实现氮的脱除。
这一过程主要发生在水中缺氧或厌氧条件下，反硝化细菌在有机物的作用下进行。
二、生物除磷的基本原理和过程1. 基本原理：生物除磷是指利用生物的作用将水体中的磷物质转化为无机磷沉积或有机磷的过程。
其主要包括磷的吸附和磷的沉淀两个过程。
2. 过程：1）磷的吸附：指微生物在生长过程中，通过细胞活性或胞外聚合物等结合机制，将水体中的磷物质吸附到微生物体表面或细胞内，从而减少水体中的磷含量。
这一过程主要发生在水中的底泥、生物膜等介质上。
2）磷的沉淀：指在适当的环境条件下，微生物可以促进水中磷物质的沉淀作用，将磷固定到底泥中，从而减少水体中的可溶性磷含量。
这一过程主要发生在水中的缺氧或厌氧条件下。
生物脱氮和生物除磷是通过利用微生物的作用，将水体中的氮和磷物质转化为氮气或无机磷沉积的技术手段。
其基本原理和过程涉及硝化、反硝化、微生物吸附和微生物沉淀等生物学过程，在水环境治理中具有重要的应用价值。
希望通过本文的介绍，读者对生物脱氮和生物除磷技术有更深入的了解，并能更好地应用于实际的水质净化工作中。
生物脱氮和生物除磷作为水环境治理的重要手段，对于改善水体质量、保护生态环境具有重要意义。
在实际应用中，为了更好地发挥生物脱氮和生物除磷技术的效果，需要结合具体的水体特点和环境条件，采取相应的措施和管理方式，以确保技术的有效运行和水体的稳定净化。
污水生物脱氮除磷的基本原理
污水生物脱氮除磷的基本原理
污水生物脱氮除磷是一种利用生物的代谢能力来降低污水中氮和磷的浓度的技术。
其基本原理是利用污水中的生物分解形成的氨氮，通过氨氧化、反硝化及硫酸还原这三个生物代谢过程，将氨氮转变成无害物质，并利用磷细菌将磷结合在污泥中，最终将氮和磷从污水中去除。
1、氨氧化过程
氨氧化过程是污水生物处理中脱氮的主要过程，也是把氨氮转变成无害物质的主要过程。
氨氧化的具体过程是把氨氮转变成氮气的过程，真正的氨氧化过程是由被称作氨氧化菌的细菌来承担的。
这些特殊的细菌需要降低水温、提高pH值和添加活性碳等外源物质的供给，才能进行氨氧化反应。
2、反硝化过程
反硝化过程是把亚硝酸氮转变成氮气的过程，它是生物处理中氮的最后一步转变过程，反硝化的最后产物是氮气，也就是说它是将氮从污水中最终去除出去的转变过程。
反硝化过程受反硝化菌的影响较大，反硝化菌属于好氧细菌，反硝化条件包括高氧化性、低温度、较高的pH值等。
3、硫酸还原过程
硫酸还原过程是通过硫酸还原菌将污水中的亚硝酸氮还原成氨氮的过程，它是把水中的氮含量降低的重要手段。
硫酸还原过程还可以与氨氧化过程相结合，从而提高去除氮的效率。
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生物脱氮除磷理论与技术进展
生物脱氮除磷理论与技术进展
生物脱氮除磷是水体污染治理领域的重要技术之一，旨在通过利用生物的活性以及其代谢机制，降低水体中的氮和磷含量，减少水体富营养化的程度，改善水质，保护生态环境。
本文将对生物脱氮除磷的理论和技术进展进行阐述。
生物脱氮除磷的理论基础主要包括四个方面：生物学氮素和磷素循环的理解、微生物代谢过程、微生物生态学、以及人工湿地技术。
其中，理解生物学氮素和磷素循环对于研究水体中氮磷负荷迁移、转化和浓度变化具有重要意义。
氨氮通过硝化过程转化为硝态氮，利用硝化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐，再由反硝化细菌将亚硝酸盐转化为氮气，这一过程是生物脱氮的基本机制。
而对于除磷，理解磷循环的关键环节是磷酸盐的吸附、脱附和转化过程，以及磷在生态系统中的迁移和积累规律。
微生物代谢过程对生物脱氮除磷也具有重要的指导意义。
通过深入研究微生物代谢途径，可以发现合适的微生物种群和适宜的环境条件，以提高生物脱氮除磷的效果。
如在生物学氮素转化中，高效的硝化细菌可以将氨氮迅速转化为硝态氮，而反硝化细菌则可以将硝态氮还原为氮气。
同时，具有磷酸盐吸附能力的微生物也可以通过吸附磷来降低水体中的磷含量。
微生物生态学研究为生物脱氮除磷提供了理论支持。
微生物生态学研究探索了微生物种群的组成、数量和功能，揭示了微生物在水体中的相互作用、生态功能以及环境对微生物的影响。
这为生物脱氮除磷过程中的微生物调控和优化提供了依据。
例如，在人工湿地中，合理设计湿地内的植物布置和水流路径，
可以为微生物提供合适的生境，提高脱氮除磷效果。
人工湿地技术是生物脱氮除磷的重要手段之一。
人工湿地通过将污水引入湿地，利用湿地内的植物、土壤、微生物等生物组分来降解和吸附水体中的氮磷污染物。
湿地系统具有良好的抗冲击负荷的能力和生态稳定性，可以持续地去除氮磷污染物。
此外，人工湿地技术还可以与其他处理工艺相结合，形成一套完整的水处理系统，以实现更高效的污染去除。
然而，生物脱氮除磷技术在实际应用中还存在一些问题和挑战。
首先，生物脱氮除磷过程需要掌握适宜的工艺环境条件、适宜的微生物种群和适宜的生境条件。
这对于实际运行和调节来说，是一个复杂而具有挑战性的任务。
其次，生物脱氮除磷工艺需要一定的水质要求，如水体中过高的有机物负荷、过高的悬浮固体负荷等都会对工艺效果造成不利影响。
此外，生物脱氮除磷技术的成本也是一个需要考虑的问题。
综上所述，生物脱氮除磷是一项复杂而重要的技术，具有广泛的应用前景。
虽然在实践中还存在一些问题和挑战，但随着对生物脱氮除磷理论的研究和技术的不断进步，相信生物脱氮除磷技术将发展得更加成熟和可行，为水体污染治理提供更有效的方法
综上所述，人工湿地技术是一种重要的生物脱氮除磷手段，能够通过植物、土壤和微生物等生物组分来降解和吸附水体中的氮磷污染物，从而提高水体的质量。
然而，生物脱氮除磷技术在实际应用中仍面临一些问题和挑战，如适宜的工艺环境条件、微生物种群和生境条件的调节，以及对水质要求的限制和成本问题。
随着对生物脱氮除磷理论和技术的不断研究和进步，相信生物脱氮除磷技术将进一步发展成熟和可行，为水体污染
治理提供更有效的方法。
因此，生物脱氮除磷技术具有广阔的应用前景，并值得进一步推广和应用。