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污水生物脫氮

1.生物脫氮的基本原理

廢水生物脫氮利用自然界氮素循環(huán)的原理，在水處理構(gòu)筑物中營造出適宜于不同微生物種群生長的環(huán)境，通過人工措施，提高生物硝化反硝化速率，達(dá)到廢水中氮素去除的目的，一般由三種作用組成：氨化作用、硝化作用和反硝化作用。

⑴氨化作用

未經(jīng)處理的城市污水中的有機(jī)氮主要有蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、胺類、氰化物和硝基化合物等。有機(jī)氮化合物在好氧菌和氨化菌的作用下被分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。

⑵硝化反應(yīng)

生物硝化反應(yīng)是亞硝化菌、硝化菌將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，是由一群自養(yǎng)型好氧微生物通過兩個過程完成的：第一步先由亞硝酸菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，稱為亞硝化反應(yīng)，第二步由硝酸菌將亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽。

⑶反硝化反應(yīng)

生物反硝化反應(yīng)是在缺氧狀態(tài)下，將硝化過程中產(chǎn)生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成氣態(tài)氮或氮氧化物的過程，它是一群異氧型微生物通過同化作用和異化作用來完成的。異化作用就是將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原成氮?dú)夂偷难趸锏葰怏w物質(zhì)，主要是氮?dú)?。而同化作用是反硝化菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原成氨氮供新細(xì)胞合成之用。

2.生物硝化過程的主要影響因素

影響生物硝化過程的環(huán)境因素主要有基質(zhì)濃度、溫度、溶解氧濃度、pH值、以及抑制物質(zhì)的含量等。

⑴碳氮比

對于硝化過程，碳氮比影響活性污泥中硝化細(xì)菌所占的比例，過高的碳氮比將降低污泥中硝化細(xì)菌的比例。

⑵溫度

溫度不但影響硝化菌的比增長速率，而且影響硝化菌的活性，亞硝化菌最佳的生長溫度為35℃，硝化菌的最佳生長溫度為 35～42℃。生物硝化反應(yīng)的最佳溫度范圍為20～30℃，15℃以下硝化反應(yīng)速率下降，5℃時反應(yīng)基本停止。反硝化適宜的溫度范圍為20～40℃，15℃以下反硝化反應(yīng)速率下降。

⑶溶解氧

硝化反應(yīng)必須在好氧條件下進(jìn)行，所以溶解氧的濃度也會影響硝化反應(yīng)速率，一般建議硝化反應(yīng)中溶解氧的質(zhì)量濃度大于 2mg/L。

⑷pH值

在硝化反應(yīng)中，每氧化1g氨氮需要7.14g堿度(以碳酸鈣計)，如果不補(bǔ)充堿度，就會使pH值下降。硝化菌對pH值的變化十分明顯，硝化反應(yīng)的最佳pH值范圍為7.5～8.5，當(dāng)pH值低于7時，硝化速率明顯降低，低于6和高于10.6時，硝化反應(yīng)將停止進(jìn)行。

⑸抑制物質(zhì)

許多物質(zhì)會抑制活性污泥過程中的硝化作用，例如：過高濃度的氨氮、重金屬、有毒物質(zhì)以及有機(jī)物。對硝化反應(yīng)的抑制作用主要有兩個方面：一是干擾細(xì)胞的新陳代謝，二是破壞細(xì)菌最初的氧化能力。

⑹泥齡

硝化過程的泥齡一般為硝化菌最小世代時間的2倍以上，生物脫氮過程泥齡宜為12～25d。

3.生物脫氮的典型工藝

生物脫氮的典型工藝主要有Sp工藝、氧化溝工藝和厭氧/好氧工藝(即A/O工藝)等，下面介紹一下A/O工藝。

⑴工藝流程

污水先進(jìn)入缺氧池，再進(jìn)入好氧池，同時將好氧池的混合液與部分二沉池的沉泥一起回流到缺氧池，確保缺氧池和好氧池中有足夠數(shù)量的微生物，同時由于進(jìn)水中存在大量的含碳有機(jī)物，而回流的好氧池混合液中含有硝酸鹽氮，這樣就保證了缺氧池中反硝化過程的順利進(jìn)行，提高了氮的去除效果。

⑵工藝特點(diǎn)

①流程簡單、構(gòu)筑物少，基建費(fèi)用低;②反硝化池不需外加碳源，降低了運(yùn)行費(fèi)用;③好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化殘留的有機(jī)污染物得到進(jìn)一步的去除，提高出水的水質(zhì)，而缺氧池在前，污水中的有機(jī)碳被反硝化菌所利用，可減輕其后好氧池的有機(jī)負(fù)荷。

⑶影響因素

主要有水力停留時間、BOD5濃度、溫度、pH值、溶解氧、有機(jī)碳源及混合液回流比等。

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（責(zé)任編輯：昆凌）

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