新型生物脱氮技术
Feammox_一种新型自养生物脱氮技术
Feammox：一种新型自养生物脱氮技术Feammox：一种新型自养生物脱氮技术引言氮是生命体所需的关键元素之一，然而过量的氮排放却对环境产生了严重影响。
传统的氮脱氮技术往往需要高能耗和高维护成本，因此寻找一种低成本高效的氮脱氮技术迫在眉睫。
近年来，一种名为Feammox的自养生物脱氮技术受到了广泛关注，其被认为是一种具有巨大潜力的新型氮脱氮技术。
一、Feammox的特点和原理Feammox是铁氧化异化亚硝酸盐自养生物脱氮技术的简称，其最大的特点是能够在无需硝化作用的情况下直接将氨氮转化为氮气。
Feammox菌根据最新的研究成果被发现存在于不同环境中，例如淡水河流、湖泊、沿海海域等。
Feammox菌具有多种功能基因，包括异化亚硝酸还原酶（Hydroxylamine oxidoreductase）和亚硝态氮转肽酶（Nitrite converting enzyme），它们的相互协作使得Feammox菌能够直接将氨氮转化为氮气。
Feammox是自养生物脱氮技术的一种变体，它不依赖于硝化细菌进行氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的除氮过程，而是通过Feammox菌直接将氨氮转化为氮气。
此外，Feammox菌还能直接氧化异化亚硝酸盐（NH2NO2）为硝酸盐（NO3-），这为解决自养生物脱氮过程中的亚硝酸盐积累问题提供了一种新途径。
因此，Feammox既避免了传统脱氮技术中硝化和反硝化两个步骤的需要，也减少了对化学药剂的依赖，为氮脱氮技术带来了更高的效率和低成本。
二、Feammox的应用1. 城市污水处理厂城市污水处理厂是一个大量涉及氮排放的场所，因此在这类场所应用Feammox技术能够显著提高脱氮效率。
传统的污水处理厂中一般需要采用硝化和反硝化工艺来完成脱氮过程，而Feammox技术不仅避免了这两个步骤的需要，还能更高效地将氨氮转化为氮气。
此外，城市污水处理厂一般具有较高的硝酸盐浓度，而Feammox技术还能够将亚硝酸盐高效转化为硝酸盐，进一步降低水体中亚硝酸盐的积累。
《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快，城市污水处理成为环境保护领域亟待解决的问题。
传统的污水处理方法虽然能够满足基本需求，但面对日益增长的城市人口和日益复杂的污水成分，传统的处理技术已经难以满足当前的环保要求。
因此，新型生物脱氮除磷技术的研究与进步对于改善水质、保护生态环境具有十分重要的意义。
本文旨在梳理近年来城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展。
二、生物脱氮技术研究（一）发展概况生物脱氮技术主要通过微生物的作用，将污水中的氮素转化为无害的氮气排放到大气中。
近年来，研究者们通过优化反应器设计、改进微生物菌群以及调控环境因素等手段，推动了生物脱氮技术的进步。
（二）技术分类目前，生物脱氮技术主要包括厌氧-好氧（A/O）工艺、同步硝化反硝化（SND）技术、短程硝化反硝化等。
这些技术通过不同的反应过程和微生物活动，实现了高效脱氮的效果。
（三）研究进展随着研究的深入，新型生物脱氮技术如微氧脱氮技术、基于膜生物反应器的脱氮技术等逐渐崭露头角。
这些技术不仅提高了脱氮效率，还降低了能耗和运行成本。
三、生物除磷技术研究（一）发展概况生物除磷技术主要通过微生物的代谢活动，将污水中的磷素去除或转化为易于回收的形态。
近年来，随着对微生物除磷机制的了解加深，除磷技术的效率也得到了显著提高。
（二）技术分类常见的生物除磷技术包括聚磷菌（PAOs）除磷工艺、厌氧-好氧（A/O）结合除磷等。
这些技术通过调控微生物的生长环境和代谢过程，实现了对污水中磷的高效去除。
（三）研究进展新型的生物除磷技术如基于微藻的除磷技术、电化学辅助生物除磷技术等逐渐成为研究热点。
这些技术不仅提高了除磷效率，还为后续的磷资源回收提供了可能。
四、新型生物脱氮除磷技术的优势与挑战（一）优势新型生物脱氮除磷技术相比传统技术，具有更高的处理效率、更低的能耗和运行成本。
同时，这些技术还能够实现对氮、磷等营养元素的回收利用，具有良好的经济和环境效益。
污水处理中的生物脱氮技术
通过控制生物反应器的温度、pH值、溶解氧等参数，优化微生物 的生长和代谢环境，提高脱氮效率。
投加营养物质
针对缺乏某些必要营养物质的废水，适当投加必要的营养物质，促 进微生物的生长和代谢，提高脱氮效率。
降低运行成本的研究
优化工艺流程
01
通过改进和优化生物脱氮技术的工艺流程，降低能耗和物耗，
环保可持续
生物脱氮技术是一种环境友好的处理方法，不会产生二次 污染，且微生物资源可循环利用，符合可持续发展的要求 。
降低处理成本
相较于传统的物化处理方法，生物脱氮技术具有较低的运 行成本和较高的处理效率，有助于降低污水处理成本。
对未来研究的建议
深入研究微生物种群
进一步了解参与硝化、反硝化的微生物种群及其代谢机制，有助 于优化生物脱氮工艺，提高脱氮效率。
开发新型生物脱氮技术
针对不同水质、不同处理要求的污水处理场景，开发新型、高效的 生物脱氮技术，以满足不断变化的污水处理需求。
强化实际应用研究
加强生物脱氮技术在污水处理厂的实际应用研究，积累运行数据， 为技术的推广应用提供实践依据。
THANKS
THANK YOU FOR YOUR WATCHING
通过控制反应条件，如溶解氧的浓度和有机物的投加量，可以实现同步硝 化反硝化，提高脱氮效率。
同步硝化反硝化可以简化工艺流程，减少设备和投资成本，因此在污水处 理领域具有广泛的应用前景。
03
生物脱氮技术的主要方法
活性污泥法
总结词
一种常用的生物脱氮技术，通过微生物的作用将污水中的氨氮转化为氮气。
详细描述
活性污泥法利用微生物的硝化作用将污水中的氨氮氧化成硝酸盐或亚硝酸盐， 再通过反硝化作用将硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮气，从而达到脱氮的目的。该 方法操作简单，处理效果好，但能耗较高。
《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。
工艺方法——生物脱氮除磷技术
工艺方法——生物脱氮除磷技术工艺简介一、传统生物脱氮除磷技术1、传统生物脱氮原理污水经二级生化处理，在好氧条件下去除以BOD5为主的碳源污染物的同时，在氨化细菌的参与下完成脱氨基作用，并在硝化和亚硝化细菌的参与下完成硝化作用；在厌氧或缺氧条件下经反硝化细菌的参与完成反硝化作用。
2、传统生物除磷原理在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，放出H3PO4和能量形成ADP；在好氧条件下，聚磷菌有氧呼吸，不断地放出能量，聚磷菌在透膜酶的催化作用下利用能量、通过主动运输从外部摄取H3PO4，其中一部分与ADP结合形成ATP，另一部分合成聚磷酸盐（PHB）储存在细胞内，实现过量吸磷。
通过排除剩余污泥或侧流富集厌氧上清液将磷从系统内排除，在生物除磷过程中，碳源微生物也得到分解。
3、常用工艺及升级改造具有代表性的常用工艺有A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺、SBR 工艺、Bardenpho工艺、生物转盘工艺等，这些工艺都是通过调节工况，利用各阶段的优势菌群，尽可能的消除各影响因素间的干扰，以达到适应各阶段菌群生长条件，实现水处理效果。
近年来随着研究的深入，对常用工艺有了一些改进，目前应用最广泛、水厂升级改造难度较低的是分段进水工艺。
与传统A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺等相比，分段进水工艺可以充分利用碳源并能较好的维持好氧、厌氧（或缺氧）环境，具有脱氮除磷效率高、无需内循环、污泥浓度高、污泥龄长等优点。
分段进水工艺适用于对A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺等的升级改造，通过将生化反应池分隔并使进水按一定比例分段进入各段反应池，以充分利用碳源，解决目前污水处理厂普遍存在的碳源不足和剩余污泥量过大的问题。
分段进水工艺虽然对提高出水水质有较好的效果，但该工艺并不能提高处理能力，当水厂处于超负荷运行时，分段进水改造也不能达到良好的处理效果。
二、新型生物脱氮除磷技术近年来，科学研究发现，生物脱氮除磷过程中出现了超出传统生物脱氮除磷理论的现象，据此提出了一些新的脱氮除磷工艺，如：短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺、反硝化除磷工艺。
生物脱氮技术
生物脱氮技术生物脱氮技术是一种有效的方法，用于处理含有高浓度氮污染物的废水和污水。
它通过利用微生物的生物活性，将废水中的氮污染物转化为氮气，从而实现脱氮的目的。
这种技术在环保领域中得到了广泛应用。
本文将详细介绍生物脱氮技术的原理、应用和优势。
一、原理生物脱氮技术基于微生物的代谢活动，通过一系列微生物反应将废水中的氮污染物转化为氮气。
具体来说，生物脱氮技术主要包括硝化和反硝化两个过程。
硝化是指将废水中的氨氮转化为硝态氮的过程。
在硝化过程中，氨氮首先被氧化成亚硝酸盐，然后再被氧化成硝酸盐。
这一过程主要由硝化细菌完成。
硝化细菌通过吸收废水中的氨氮，并在氧气的存在下将其转化为硝酸盐。
反硝化是指将废水中的硝态氮还原为氮气的过程。
在反硝化过程中，硝酸盐首先被还原成亚硝酸盐，然后再被还原成氮气。
这一过程主要由反硝化细菌完成。
反硝化细菌通过吸收废水中的硝酸盐，并在缺氧的环境下将其还原为氮气。
通过硝化和反硝化两个过程，生物脱氮技术可以将废水中的氮污染物转化为氮气，从而实现脱氮的效果。
二、应用生物脱氮技术广泛应用于各种含有高浓度氮污染物的废水和污水处理系统中。
例如，生物脱氮技术可以应用于城市生活污水处理厂和工业废水处理厂。
此外，生物脱氮技术还可以应用于农业废水处理和农田灌溉水质的改善。
在城市生活污水处理厂中，生物脱氮技术可以有效地处理含有高浓度氮污染物的污水。
通过生物脱氮技术，污水中的氮污染物可以被转化为氮气，从而减少了对环境的污染。
此外，生物脱氮技术还可以提高污水处理的效率和降低运营成本。
在工业废水处理厂中，生物脱氮技术可以处理各种含有高浓度氮污染物的废水。
通过生物脱氮技术，废水中的氮污染物可以被转化为氮气，从而降低了对环境的影响。
此外，生物脱氮技术还可以减少废水处理过程中的化学药剂使用量，降低了处理成本。
在农业废水处理和农田灌溉水质改善方面，生物脱氮技术也发挥了重要作用。
通过生物脱氮技术，农业废水中的氮污染物可以被转化为氮气，从而减少了对农田的污染。
污水处理中的生物脱氮技术应用
城市污水处理
总结词
城市污水处理是生物脱氮技术应用的重 要领域之一，通过生物脱氮技术可以有 效处理城市污水中含有的氮污染物，提 高水质并降低水体富营养化的风险。
VS
详细描述
城市污水中含有一定量的氮污染物，如生 活污水、雨水等。生物脱氮技术通过硝化 和反硝化作用，可以有效去除这些污染物 ，降低水体富营养化的风险，提高水质并 保障城市居民的用水安全。
02
CATALOGUE
生物脱氮技术应用场景
生活污水处理
总结词
生活污水处理是生物脱氮技术的重要应用领域，通过生物脱氮技术可以有效去 除生活污水中含有的氮污染物，达到净化水质的目的。
详细描述
生活污水中含有大量的氮污染物，如氨氮、硝态氮等，这些污染物对人体健康 和生态环境造成危害。生物脱氮技术通过微生物的硝化和反硝化作用，将氮污 染物转化为无害的氮气排出，从而达到净化水质的效果。
03
CATALOGUE
生物脱氮技术应用案例
某生活污水处理厂生物脱氮技术应用
总结词
成功应用、高效去除
详细描述
某生活污水处理厂采用生物脱氮技术，通过合理设计缺氧、好氧反应器，成功实现了对总氮的高效去 除。经过处理后的出水总氮浓度低于排放标准，满足了环保要求。
某工业废水处理厂生物脱氮技术应用
总结词
针对性强、效果显著
04
CATALOGUE
生物脱氮技术的发展趋势和挑战
生物脱氮技术的发展趋势
高效低耗
随着环保要求的提高，生物脱氮 技术正朝着高效、低能耗的方向 发展，以提高脱氮效率并降低运
行成本。
智能化控制
利用现代信息技术和人工智能技术 ，实现生物脱氮过程的智能化控制 ，提高处理效果和稳定性。
新型生物脱氮工艺的研究现状及发展
随着生产的发展和生活水平 的提高 ，日见 频繁 的水体富营养化已对污水处理技术提出了 除氮 的要求 。在污水处理技术 中，最常用的除 氮技术为生物脱氮 。近年来 ，传统生物脱氮技 术 已发展 的比较成熟 ，但其弊端也 日 益显 现 ， 而新的生物脱氮技术成为当前研究的热点。 污水中含有 的氮多为有机氮和氨态氮 ，对 其处理的生物脱氮工艺就是来源于这一转化过 程 ：先通过氨化作用将有机氮转化成氨氮 ，这 过程很容易实现 ，在常规 的废水处理反应器 中即可实现 ；然后是 在亚硝 化菌 的作用下 将 Ｎ Ｎ氧化成 亚硝态 氮 ，这 一过程 需要氧 的 风一 参与 ；接着是在硝化菌的作用下将亚硝态氮氧 化成硝态 氮 ， 仍需氧的参与 ；最后是在反硝化 菌 的作用下将亚 硝态氮 和硝态 氮转化成氮气 ， 这一过程需在厌氧环境中实 现，且需有机碳源 的投加。 传统硝化一反硝化为基础的生物脱 氮工艺 需设置多个反应器 ，以满足不同微生物对生境 的需求 ， 且按功能的不同，分别需有氧 气、有 机碳源的投入 。这就必然带来工艺基建 、运行 费用高 ， 理效率低等一 系列缺点 。新型生物 处 脱氮工艺正是 以此为切人点 ，探索寻找更便捷 的生物脱氮途径 ，从而克服传统工艺的不足之
科
曲 春先
科技论 坛 Ｉｌ ｌ
张 晓宁
新 型生物脱 氮工艺 的研究 现状及发展
（ 瓦房店市规划设计院， 宁 大连 １６ ０ ） 辽 １３ ０
摘 要： 针对传统 生物脱氮工艺存在的不足之 处 ， 绍了新型生物脱氮工 艺的类型 ， 介 并分别叙 述了其原理、 特点及应 用情况。 关键词 ： 生物脱 氮； 好氧反硝４ ；Ｎ ；ＨＡ Ｏ Ａ Ａ ￣Ｓ ＤＳ Ｒ Ｎ；Ｎ ＭＭＯ Ｃ Ｏ Ｘ；ＡＮ Ｎ Ｓ Ｒ Ｎ Ａ Ａ Ｍ Ｘ组 合 工艺是 指含 氨 Ａ Ｈ Ｏ —Ｎ Ｍ Ｏ 若干报道。谢曙光等人对地表水处理 中的好氧 反硝化现象进行 了研究 ，发现在水力负荷较高 废 水先流经 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应 器 ，进行部 分亚硝 的情 况下 ，脱氮率可达 ２％～Ｏ Ｏ ３％，且 在处理 酸化 ，控制出水 中 Ｎ４ 与 Ｎ ｒ 比例为 １ ， Ｉ ： Ｏ的 ：１ 过程 中不需 添加有机碳 ， 成本较低 ，相 比于传 然 后进入 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应器 ，进行 厌氧氨 氧 ＮＭ Ｏ 统的脱氮方 式，好氧反硝化具有更高的应用价 化反应 ，生成氮气 ， 达到生物脱氮的 目的。这 值 。当然 ，好氧反硝化工艺存在着二次污染等 样 ，在 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反 应器 中只有一半 的氨 被氧 问题 ，仍需深入的研究来解决 。 化为 Ｎ Ｏ ，从而大大减 少 了 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应器 １ 同时硝化一反硝化 （Ｎ ）工艺 ． ２ ＳＤ 的需氧量 ，从而降低运行费用 ；另一方 面 ， 将 传统的生物脱氮原理认 为硝化反应是好氧 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应器 的 出水 作为 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应 ＮＭ Ｏ 的 ，反硝化反应是厌氧的 ， 故二者不可能在同 的基质 ，为 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应 创造 了条件 ，同 ＮＭ Ｏ 条件下发生。而 同时硝化一反硝化机理则突 时还克服 了单独 的 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应 器出水 Ｃ Ｄ Ｏ 破这一观念 ， 分别从宏观和微观上解释 了同时 浓度高的缺点。 硝化一反硝化反应存在的合理性 。 Ｓ Ａ Ｏ —Ｎ Ｍ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ Ａ Ａ Ｍ Ｘ组合 工艺可 以说是 这种工艺在 同一反应器 中实现硝化和反硝 对 Ａ Ａ Ｍ Ｘ工艺 的优化 ，与传 统硝化 一反 ＮＭ Ｏ 化 ，甚至还有除碳 的功 能，可通过生物转 盘 、 硝化工艺相 比，它具有氧消耗量小、无 需外加 ＳＲ Ｂ 、氧化 沟、Ｃ Ｓ 等反 应器实 现 ，分 为单 碳源 、节约 中和试剂 、Ｃ ＡＴ Ｏ 排放量少 、剩余污 级生物脱氮 工艺 、生物膜单级 生物脱氮工 艺 、 泥量少 、运行费用低等诸多优点 ，其工艺的可 固定化微生物单级生物脱氮工艺等类型。 目前 持续性和显著的经济效益将为其带来广 阔的应 国 内的研究 多局限于纯种微生物培养及实验室 用前景 。 理论研究 ， 很少有实际工程应用 ，国外则 已有 ２ Ａ Ｏ ． Ｃ Ｎ Ｎ工艺 ２ 同步 硝化一反硝化脱 氮工艺 的污 水处 理在 运 Ｃ Ｎ Ｎ一体化 自养氨氧化生物脱氮工艺 ， ＡＯ 行 ，但也有不足之处 ， 以这一新型的污水处 是指在单个的反应器或者生物膜 内通过控制反 所 理工艺还有待于进一步的研究和优化。 应所需环境条件，实现氨的亚硝酸化和厌 氧氨 １ 短程硝化一 反硝化工艺 ． ３ 氧化 ，从而达到生物脱氮的 目的。 在传统硝化一反硝化过程 中可以看出 ，氨 可 以认 为 Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 是 Ｓ Ａ Ｏ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ— 处。 被氧化为亚硝酸盐后可以继续被氧化为硝酸盐 Ａ Ａ Ｍ ｘ组合工 艺在 同一反 应器 中 的一种 Ｎ Ｍ Ｏ 新型生物脱氮技术按其生化反应原 理可分 然后进行反硝化 ，也可以直接在亚硝态 就进行 实现方式。在微氧条件下 ，氨被亚硝酸菌部分 为两类基本技术 ，一类是基于硝化一反硝化生 反硝化 ， 由亚硝态氮进行反硝化则可减少系 氧化为 Ｎ ｒ Ｏ －剩余部分的 Ｎ ４ 若 Ｏ ，Ｎ ； ￣ Ｈ＋ 进行厌氧 化过程的新型生物脱氮工艺 ，另一类为基 于厌 统对氧 的消耗 ，缩短反应 时问 ，降低 运行 费 氨 氧 化 反 应 ， 生 成 氮 气 ，反 应 的 实 质 与 氧氨氧化反应的新型生物脱氮工艺。 用 ，这即为短程硝化—反硝化生物 脱氮的基本 Ｓ Ａ Ｏ — Ｎ ＭＭ Ｘ组合 工艺 相同 ，反 应式 Ｈ ＲＮＡＡ Ｏ １基 于硝化～反硝化生化过程的新 型生物 原理。 为 １ Ｈ Ｏ ５ ２＋ ． ５ ２Ｏ１Ｎ ３ ． Ｈ＋ Ｎ ４ ． ０ — ｏ ３Ｎ ＋ ． Ｏ １ ＋ ８ ４ ３ ４ 脱氮 工艺 短程硝化～反硝化工艺 ， 其基本原理是在 １３ ０。 ．Ｈ２ 基于硝化一反硝化原理的新 型生物脱氮工 较 高温度 下 ， 在一个反应器内通过对 Ｄ Ｏ的控 由于 反 应是 在一 个 反 应 器 内进 行 ， 艺研究较多 ，比较有代表性的有好 氧反硝化工 制 ，先将 氨氧化为 Ｎ Ｏ一 ，再 以有 机物 为 电子 Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 除 了 具 有 Ｓ ＡＲ Ｎ－ Ａ ＡＯ Ｈ Ｏ ＡＮ ＭＭＯ Ｘ 艺、同时硝化一反硝化工艺 、 短程硝化一反硝 供 体 ，对 Ｎ ２ 行反硝化 ，生成 氮气 ，从而 组合 工艺需氧量少 、无需外加碳源 、 Ｏ－ 进 运行 费用 化工艺等 。 达 到生 物脱 氮 的 目的 ，整 个 反 应 过程 中无 低等优点外 ，还具有 占地面积少 、基建费用低 １１ ．好氧反硝化工艺 ＮＯ 的生成 和还原 ，反应进程较传统 硝化—反 等优点 ，具有更好 的经济效益 。Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 ｒ ＡＯ 传统生物脱氮理论认为反硝化是一个严格 硝 化进程 短 。经 研究 ，Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ工 艺具 有工 实现 的关键是很好地控制供氧量 ，创造出适宜 的厌氧过程 ，大多数反硝化菌为兼性 厌氧菌 ， 艺流程简单、节省 中和试剂、水力停 留时 间短 好 氧亚硝化 菌和厌 氧氨 氧化菌 生长 的 良好生 能够利用氧、硝酸盐或亚硝酸盐为 电子受体 。 等 特点 ，且耗 氧量减 少 了 ２ ％左 右 ，大 大节 境 ， 亚硝化菌能够将适量 的氨 氧化 为 Ｎ ： ５ 使 Ｏ一 ， 当氧 和硝酸盐或亚硝酸盐共存时，反硝化菌优 省 了 动 力 消 耗 。 目前 ， 已 有 生 产 规 模 的 而后与剩余部分的氨恰好反应 ，生成氮气 。 先使用氧呼吸 ， 只有当氧浓度低时硝酸盐或 Ｓ Ｒ Ｎ工艺投入运行。 故 ＨＡ Ｏ 结束语
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 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)。
半硝化反应器的出水（含有NH4+和NO2-）作为厌氧氨氧化反应器的进水。在厌氧氨 氧化反应器内发生厌氧反应，有95%的氮转变成 N2，另外，还有少量的NO3-随出水 排出。
半硝化-厌氧氨氧化工艺适合处理高浓度NH4+-N废水和有机碳含量低的高NH4+-N浓 度工业废水。出水NH4+-N 可达到6.7mg/L、TN为24mg/L。
新型生物脱氮技术
环境生物技术
新型生物脱氮技术
一、传统生物脱氮简介
1、脱氮原理 2、传统脱氮工艺
二、新型生物脱氮技术
1、半硝化工艺（SHARON） 2、厌氧氨氧化工艺（ANAMMOX） 3、半硝化-厌氧氨氧化工艺（ SHARON –ANAMMOX） 4、生物膜内自养脱氮工艺 （ CANON） 5、总结
有机氮通过酶和微生物作 用下释放氨的过程
微生物将氨氧化成亚硝酸盐， 硝态氮在反硝化细菌作用下还原 进一步氧化成硝酸盐 成氮气
微生物
细菌 霉菌 异养微生物：芽孢 杆菌、节杆菌、木 霉、曲霉、青霉等
亚硝化菌 硝化菌 以HCO3-为碳源，自 养；硝化反应消耗碱 度，pH下降；耗氧 4.2g/g（ NH4+- NO3-）。 O2作为电子供体。
4、臭氧湿式氧化 一种处理含氨氮废水比较有效的技术。碱性条件下，通过O3的湿式氧化过程产 生一些氧化能力很强的OH自由基，氧化水中氨氮。 可作为含有机物又含无机污染物废水的预处理； 也可作为废水深度处理后处理进一步降解废水中污染物。
5、生物电极脱氮技术 生物法和电化学结合起来的一种处理硝酸态氮污染水的生物电极法。 污水中的硝酸态氮在生物和电化学双重作用下降解，而微电流又可以刺激微生 物代谢活动。 把脱氮菌作为生物膜固定在一炭为材料的电极上，称为固定化微生物电极。 通过电极间通电产+ 2 H2O
+ 阴极： 2H + 2e
CO2 + 4H+ H2
+ 4e
2NO3- + 5H2
N2 + 4H2O + 2OH-
与外部投加供氢体以及用氢作为电子供体的脱氮方法相比，生物电极脱氮技术 通过低电流、低电压电解产生的电解氢以分子状态存在，在脱氮反应中更容易 被高效利用，而且可以通过适当的电流密度控制进一步提高处理效率。因此， 生物膜电极反硝化技术已经成为一个研究热点。
三、其他生物脱氮新技术简介
一、传统生物脱氮简介
1、脱氮原理 将废水中的有机氮转化为氨氮，通过硝化作用将氨氮转化为硝态氮，再通过 反硝化作用将硝态氮还原为氮气从水中逸出，从而实现生物脱氮的目的。 有机氮
好氧或厌氧
NH4+ 氨化作用 氨化作用
NO2硝化作用
NO3-
NO2反硝化作用
N2
硝化作用
反硝化作用
、 进
工艺：前置反硝化， 级
池， 将 池 池出 和沉淀池 池
脱氮工艺。 池。 沉淀池 出
池，
二、新型生物脱氮技术
传统的生物脱氮工艺存在着不少问题： 1、工艺流程长，占地面积大（传统工艺认为硝化、反硝化不能同时进行）。 2、硝化菌群繁殖速度慢，且难以维持较高浓度，需要较大曝气池，费用高。 3、需进行污泥和硝化液回流，动力成本高。 4、系统抗冲击能力弱，高浓度NH3-N和NO2-会抑制硝化菌生长。 5、硝化过程产酸，需投加碱中和。 近年来，许多研究表明： 硝化反应不仅由自养菌完成，某些异养菌也可以进行硝化作用； 反硝化不只在厌氧条件下进行，某些细菌也可以在好氧条件下进行； 许多好氧反硝化菌同时也是异养硝化菌（Thiosphaera pantotropha）， 能把NH4+氧化成NO2-后直接进行反硝化。 生物脱氮技术的发展，突破了传统理论的认识，产生了一些新型生物脱氮技 术。下面几种主要的新型脱氮工艺 1、半硝化工艺（SHARON） 2、厌氧氨氧化工艺（ANAMMOX） 3、半硝化-厌氧氨氧化工艺（ SHARON –ANAMMOX） 4、生物膜内自养脱氮工艺 （ CANON）
3、生物纤维膜反应器 把膜技术优点（从污水中截留和分离微生物）和细胞固定化技术优点（高浓度 微生物、传质比表面积大）结合起来。 反映器中膜不仅具有生物降解功能，同时还具有分离功能。 如PSB（permeable support biofilm），生物膜附着在渗透性纤维膜载体上， 氧气渗透进入生物膜。生物膜中微生物自然分层，碳氧化、硝化和反硝化在 生物膜的不同部位进行。微生物间无干扰，避免微生物间竞争和抑制作用。
然后，厌氧氨氧化细菌将NH4+和NO2-转变成N2和少量的NO3-。反应如下：
总的脱氮反应式为：
从上面反应式中看出，大部分的N都转变成N2，也有少量的N转变为NO3-。 当反应器里的溶解氧（DO）浓度达到0.5mg/L时，氨化作用不受影响，但亚硝 化作用受到强烈抑制。 生物膜内自养脱氮工艺适用于污水生物脱氮尤其是低有机物高氮废水。由于 该工艺过程微生物是完全自养的，所以不需要外加碳源。另外，在整个脱氮 过程中也不需要通风曝气，节约能耗。相对于传统脱氮工艺，该工艺的耗氧 量降低63%。
SHARON 工艺可采用完全混合式好氧连续反应器；ANAMMOX 工艺可采用生物膜法 和生物流化床。
较之传统的硝化-反硝化工艺，该工艺耗氧量由4.6kg O2 /kg N2降到1.9 kg O2 /kg N2，降低了耗氧60%，且不需要添加碳源。产生的剩余污泥量很少。
4、生物膜内自养脱氮工艺 （ CANON）
反硝化菌 异养兼性厌氧细菌，缺氧 条件下反应；有机物作为 电子供体，硝酸盐（亚硝 酸盐）作为电子受体。
传统的氨氮生物脱氮途径包括硝化和反硝化两个阶段。由于硝化菌和反硝化菌对 环境条件要求不同，硝化和反硝化反应往往分开进行。由此形成分级硝化、反硝 化工艺。 硝化过程：O2为电子供体 NH4+ + 1.5 O2 NO2- + 0.5 O2 NO2- + 2H+ + 2H2O NO3-
反硝化过程：有机物（甲醇、乙醇、乙酸等）为电子供体 2 NO3- + 10H+ + 10e2 NO2- + 6H+ + 6eN2 + 2OH+ + 4H2O N2 + 2OH+ + 4H2O
2、传统脱氮工艺 1932年，Wuhrmann利用内源反硝化建立了后置反硝化工艺。 1962年，Ludzack和Ettinger提出前置反硝化工艺。 1973年，Barnard结合前两种工艺提出A/O工艺。 后来出现的各种改进工艺，Bardenpho、A/A/O等等 以下是两种传统生物脱氮工艺： 进 水 a 、传统三级生物脱氮工艺：将含碳有机物的去除和氨化、硝化及反硝化 在三个池中独立进行。 甲醇 出 水 曝气池 沉淀池 硝化池 二沉池 反硝化池 终沉池
氨氮的氧化是酸化的过程，因此水体的pH是影响硝化反应的重要因子。 半硝化工艺除了要有足够的HCO3-碱度外，还要求较高的温度。 当温度高于25℃时： 亚硝化菌群的世代时间比硝化菌群世代时间短。为使硝化反应停留在亚硝化 阶段，可以控制泥龄将硝化菌群清洗出反应器，留下亚硝化菌群。 出水对NH4+要求高时，可在缺氧条件下，用有机物作为电子供体，将亚硝酸 盐反硝化成N2脱去。 半硝化工艺的硝化、反硝化代谢过程如下：
5、总结：
新型脱氮工艺与传统脱氮工艺比较
三、其他生物脱氮新技术简介
1、De-ammonification（反氨化)工艺 1、De-ammonification（反氨化)工艺 一种适用于处理高浓度含氮废水的新工艺。通过控制供氧，使该工艺中氨转 化为氮气的过程不需要按化学计量式来消耗电子供体。这一过程被称为好氧 反氨化工艺（aerobic de-ammonification）。 Binswangrer等报道利用生物转盘反应器，通过硝化-反硝化工艺去除高浓度 NH4+废水中的氮，结果表明：当表面负荷率为2.05gN/(m2.d)时，去除速率 达90~250gN/(m2.d)。不需添加任何可生物降解的有机碳化合物。总的来说， De-ammonification工艺目前还不成熟，尚未实现可行的工程应用。 2、固定化催化氧化技术 将 Nitrosomonas ,Nitrosospira,Nitrosococcus和Nitrosolobus 等亚硝化细菌混 合固定在一起。 选择合适的无机催化剂（如含铁化合物）。 废水中的NH4+ 首先被微生物氧化成NO2-、NO3-, 再在无机催化剂下分解为N2和 N2O。
1-4是NH4+的硝化阶段：包括亚硝化阶段， NH4+经氧化形成羟胺（NH2OH），再 经过2、3、4氧化成NO3-. 5-8是反硝化阶段： NO3-经过反硝化细菌作用最终转化成N2。
2、厌氧氨氧化工艺（ANAMMOX）
是有荷兰Delft 大学在20世纪90年代开发的一种新型脱氮工艺。 指在厌氧条件下，微生物直接以NH4+为电子供体，以NO3-或NO2-为电子受体， 将NH4+、 NO3-或NO2-转变成N2的生物氧化过程。 早在1977年，Broda就做出了自然界应该存在反硝化氨氧化菌（denitrifying ammonia oxidizers）的预言。 1994年Kuenen发现某些细菌在硝化、反硝化中利用NO2-或NO3-作电子受体， 将NH4+氧化成N2和气态氮化物。 1995年Mulder等发现了氨氮的厌氧生物氧化现象。 Straous M.等用生物固定床和流化床反应器研究了厌氧氨氧化污泥，表明氨氮 和硝态氮去除率分别高达82%和99%。 进一步的研究揭示：在缺氧条件下，氨氧化菌可以利用NH4+或NH2OH作为电子 供体将NO3-或NO2-还原，NH2OH、NH2NH2、NO和N2O等为重要的中间产物。
谢谢
氨氧化菌在厌氧条件下，利用CO2作碳源，无需外加有机碳源、无需供氧 ，以NH4+作电子供体，NO3-或NO2-为电子受体，将水体中的氮转变成N2。 发生的反应为：