厭氧好氧組合廢水脫氮除磷原理

Ⅰ 利用好氧和厭氧組合來進行生物脫氮和除磷的原理 利用好氧和厭氧組合來進行生物脫

（一）生物脫氮機理概述
污水生物脫氮的基本原理是在好氧條件下通過硝化反應先將氨氮氧化為硝酸鹽，再通過缺氧條件下（溶解氧不存在或濃度很低）的反硝化反應將硝酸鹽異化還原成氣態氮從水中除去。因此所有的生物脫氮工藝都包含缺氧段（池）和好氧段（池）。
生物脫氮的反應過程是：
1、氨化與硝化
在未經處理的新鮮廢水中，含氮化合物存在的主要形式有：
①有機氮：如蛋白質、氨基酸、尿素、胺類化合物、硝基化合物等；
②氨態氮（NH3、NH4+），一般以前者為主。
含氮化合物在微生物作用下，相繼產生下列反應：
（1）氨化反應
有機氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、轉化為氨態氮，這一過程稱之為「氨化反應」。
（2）硝化反應
在硝化菌的作用下，氨態氮進一步分解氧化，就此分兩個階段進行，首先在硝化菌的作用下，使氨（NH4）轉化為亞硝酸氨，反應式為
NH4++3/2O2 NO2-+H2O——2H+-ΔF （ΔF=278.42KJ）
繼之，亞硝酸氨在硝酸菌的作用下，進一步轉化為硝酸氨，其反應式為：
NO2-+1/2O2 NO3--ΔF （ΔF=72.27KJ）
硝化反應的總反應式為：
NH4++2O2 NO3-+H2O+2H+-ΔF （ΔF=351KJ）
2、反硝化反應
反硝化反應是指硝酸氮（NO3-N）和亞硝酸氮（NO2-N）在反硝化菌的作用下，被還原為氣態氮（N2）的過程。
反硝化菌是屬於異養型兼性厭氧菌的細菌。在厭氧菌（缺氧）條件下，以硝酸氮（NO3-N）為電子受體，以有機物（有機碳）為電子供體。在反硝化過程中，硝酸氮通過反硝化菌的代謝活動，可能有兩種轉化途徑，一種途徑是同化反硝化（合成），最終形成有機氮化合物，成為菌體的組成部分，另一種途徑是異化反硝化（分解），最終產物是氣態氮。
（二）生物除磷機理概述
在常規二級生物處理系統中, 磷作為活性污泥微生物正常生長所需求的元素也成為生物污泥的組分, 從而引起磷的去除, 活性污泥含磷量一般為乾重的1.5%—2.3%, 通過剩餘污泥的排放僅能獲得10%-30%的除磷效果。
在污水生物除磷工藝中, 通過厭氧段和好氧段的交替操作, 利用活性污泥的超量磷吸收現象, 使細胞含磷量相當高的細菌群體能在處理系統的基質競爭中取得優勢, 剩餘污泥的含磷量可達到3%-7%, 進入剩餘污泥的總磷量增大, 處理出水的磷濃度明顯降低。
生物除磷的反應過程如下：
1、厭氧區
發酵作用：在沒有溶解氧和硝態氧存在的厭氧狀態下，兼性細菌將溶解性BOD轉化為VFAS（低分子發酵產物）；
生物貯磷菌（或稱除磷菌）獲得VFA：這些細菌吸收厭氧區產生的或來自原污水的VFA，並將其運送到細胞內，同化成胞內碳能源存貯物（PHB/PHV），所需的能量來源於聚磷的水解以及細胞內糖的酵解，並導致磷酸鹽的釋放。
2、好氧區
磷的吸收：細菌以聚磷的形式存貯超出生長需求的磷量，通過PHB/PHV的氧化代謝產生能量，用於磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能鍵的形式捕積存貯，磷酸鹽從液相去除；
全成新的貯磷菌細胞，產生富磷污泥，在某些條件下，貯磷菌合成和存貯細胞內糖。
3、除磷系統
剩餘污泥排放：通過剩餘污泥排放，將磷從系統中除去。
好氧吸收磷的前提條件是混合液必須經過磷的厭氧釋放，在有效釋放過程中，磷的厭氧釋放可使微生物的好氧吸磷能力大大提高。好氧吸磷速度的不同是由厭氧放磷速度不同引起的。厭氧段放磷速度大，磷釋放量大，合成的PHB就多，那麼在好氧段時由於分解PHB而合成的聚酸鹽速度就較大，所以表現出來的好氧吸磷速度也就大；磷吸收對磷釋放也有影響，磷吸收完成得越徹底、聚磷量越大，相應厭氧狀態下磷的有效釋放也越有保證。
磷的有效釋放與Sbs（溶解性可快速生物降解COD）直接相關，Sbs量大小對磷的去除有決定性的影響。A、B、C類分別表示低分子有機酸、中長鏈脂肪酸和其餘類可生物降解的高分子酸類。城市污水的Sbs由SA、SB和SC的磷釋放與SA相近，可算作SA。SA可近似地用污水中的低分子量有機酸表示，SB則由Sbs減支SA求得。
SB需酸化成SA才能誘發磷的釋放，因此酸化過程是總過程的速率限制步驟，混合液中磷的厭氧釋放速度可表達成：
DP/dt = KPKPAX+(KmSn/KSB+SB)K』PX
如果所選定的停留時間內都是有效釋放的話，則好氧條件下的磷吸收能力為： Pn=KuΔP
式中 Pu——吸磷能力，mgP/L進水；
Ku——單位有效釋磷產生的吸磷能力，mgP/mgP；
ΔP——厭氧釋灰磷量mgP/L進水。
考慮到厭氧區中存在無效釋放，因此ΔP取值應適當降低，此時乘安全系數Sfp=0.8~1.0。

Ⅱ 脫氮除磷工藝的原理

氨氮通過好來氧亞硝化、自硝化作用生成亞硝酸根、硝酸根，亞硝酸根、硝酸根通過缺氧反硝化生產氮氣，從水中逸出。

除磷菌在厭氧條件下釋放磷，再在好氧條件下過度吸磷，通過排泥除磷。

拓展資料：

生物脫氮機理

生物脫氮理論認為生物脫氮主要包括硝化和反硝化2個生化過程,並由有機氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用來完成。

氨化作用即水中的有機氮化合物在氨化細菌分解作用下轉化為氨氮。一般氨化過程與微生物去除有機物同時進行,氨化作用進行得很快,有機物去除結束時,氨化過程也已完成,故無需採取特殊的措施。

硝化作用即在供氧充足的條件下,水中的氨氮首先在亞硝化細菌的作用下被氧化成亞硝酸氮,然後再在硝化細菌的作用下進一步氧化成硝酸氮。由於亞硝化細菌和硝化細菌的生長速率低,所以要求較長的污泥齡。

反硝化作用是由反硝化細菌完成的生物化學過程。在缺氧條件下,反硝化細菌將硝化產生的亞硝酸氮和硝酸氮還原成氣態氮(N2)或N2O、NO。由於反硝化細菌是兼性厭氧菌,只有在缺氧或厭氧條件下才能進行反硝化,因此需要為其創造一個缺氧或厭氧的環境(好氧池的混合液迴流到缺氧池)。

Ⅲ 請問水處理中厭氧池脫氮除磷的原理，比如污水中的氨氮是通過怎樣的反應去除的，反應的方程式是什麼

1、生物脫氮

反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態氮（）或一氧化二氮（N2O）的過程。微生物和植物吸收利用硝酸鹽有兩種完全不同的用途，一是利用其中的氮作為氮源，稱為同化性硝酸還原作用：NO3-→NH4+→有機態氮。許多細菌、放線菌和黴菌能利用硝酸鹽做為氮素營養。另一用途是利用NO2-和NO3-為呼吸作用的最終電子受體，把硝酸還原成氮（N2），稱為反硝化作用或脫氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。能進行反硝化作用的只有少數細菌，這個生理群稱為反硝化菌。大部分反硝化細菌是異養菌，例如脫氮小球菌、反硝化假單胞菌等，它們以有機物為氮源和能源，進行無氧呼吸，其生化過程可用下式表示：
C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量
CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量
少數反硝化細菌為自養菌，如脫氮硫桿菌，它們氧化硫或硝酸鹽獲得能量，同化二氧化碳，以硝酸鹽為呼吸作用的最終電子受體。可進行以下反應：
5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4
反硝化作用使硝酸鹽還原成氮氣，從而降低了土壤中氮素營養的含量，對農業生產不利。農業上常進行中耕鬆土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循環中不可缺少的環節，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-減少，消除因硝酸積累對生物的毒害作用。

2.生物除磷

1）生物除磷只要由一類統稱為聚磷菌的微生物完成，由於聚磷菌能在厭氧狀態下同化發酵產物，使得聚磷菌在生物除磷系統中具備了競爭的優勢。

2）在厭氧狀態下，兼性菌將溶解性有機物轉化成揮發性脂肪酸；聚磷菌把細胞內聚磷水解為正酸鹽，並從中獲得能量，吸收污水中的易講解的COD，同化成細胞內碳能源存貯物聚β-羥基丁酸或β-羥基戊酸等

3）在好氧或缺氧條件下，聚磷菌以分子氧或化合態氧作為電子受體，氧化代謝內貯物質PHB或PHV等，並產生能量，過量地從無水中攝取磷酸鹽，能量以高能物質ATP的形式存貯，其中一部分有轉化為聚磷，作為能量貯於胞內，通過剩餘污泥的排放實現高效生物除磷目的

Ⅳ 污水生物除磷原理

污水生物除磷原理

城市污水所含的磷主要來源於人類活動的排泄物及廢棄物、工礦企業、合成洗滌劑和家用清洗劑等，所存在的含磷物質基本上都是不同形式的磷酸鹽。那麼污水生物除磷原理和工藝是怎麼樣的呢？我們一起來了解一下！

1.生物除磷的基本原理

在廢水生物除磷過程中，活性污泥在好氧、厭氧交替條件下時，在活性污泥中可產生所謂的“聚磷菌”，聚磷菌在好氧條件下可超出其生理需要而從廢水中過量攝取磷，形成多聚磷酸鹽作為貯藏物質。在生物除磷污水處理廠中，都能觀察到聚磷菌對磷的轉化過程，即厭氧釋放磷酸鹽——好氧吸收磷，也就是說，厭氧釋放磷是好氧吸收磷和最終除磷的前提條件。 2.生物除磷的影響因素

⑴有機物負荷及其性質

⑵溫度

溫度對除磷效果的影響不如對生物脫氮過程的影響那麼明顯，在一定溫度范圍內，溫度變化不是十分大時，生物除磷都能成功運行。試驗表明，生物除磷的溫度宜大於10℃，因為聚磷菌在低溫時生長速度會減慢。

⑶溶解氧

由於磷是在厭氧條件下被釋放、好氧條件下被吸收而被去除，因此，溶解氧對磷的去除速率和去除量影響很大。溶解氧的影響體現在厭氧區和好氧區兩個方面。

⑷厭氧區的硝態氮

在生物除磷工藝中，硝酸鹽的.去除是除磷的先決條件。進入生物除磷系統厭氧區的硝態氮會降低除磷能力。

⑸泥齡

由於生物脫磷系統主要是通過排除剩餘污泥去除磷的，因此，處理系統中泥齡的長短對污泥攝磷作用及剩餘污泥的排放量有直接的影響，從而決定系統的脫磷效果，以除磷為目的的污水處理系統的污泥齡一般控制在3.5～7d。

⑹pH值

生物除磷系統合適的pH值范圍與常規生物處理相同，為中性和弱鹼性。較高的pH值會導致磷酸鈣的沉積，堵塞管道，影響污水廠的正常運行。

2.除磷的典型工藝

典型工藝為A/O除磷工藝，由活性污泥反應池和二沉池構成。活性污泥反應池分為厭氧區和好氧區，污水和污泥順次經厭氧和好氧交替循環流動。迴流污泥進入厭氧池，微生物在厭氧條件下吸收去除一部分有機物，並釋放出大量的磷，然後進入好氧池並在好氧條件下攝取比在厭氧條件下所釋放的更多的磷，同時廢水中有機物得到好氧降解，部分富磷污泥以剩餘污泥的形式排出處理系統，實現磷的去除。同時生物脫氮除磷典型工藝

在厭氧-缺氧的工藝基礎上為了能達到同時脫氮除磷的目的，增設了一個缺氧區，並使好氧區中的混合液迴流至缺氧區，使其進行反硝化脫氮，也就是將生物脫氮與生物除磷工藝進行組合。

污水首先進入厭氧池，可生物降解的大分子有機物在兼性厭氧的發酵細菌作用下轉化為揮發性的脂肪酸。隨後污水進入缺氧池，反硝化細菌利用好氧區中經混合液迴流而帶來的硝態氮作為底物，同時利用污水中的有機碳源進行反硝化，達到同時降低有機物和脫氮的目的。接下來，污水進入好氧池，聚磷菌在此除了吸收和利用污水中殘留的可生物降解的有機物外，主要是分解體內貯存的PHB。

該工藝的特點是：通過厭氧、缺氧、好氧交替運行，具有同步脫氮除磷的功能，基本上不存在污泥膨脹問題;工藝流程簡單，總水力停留時間短，不需外加碳源。缺點是因受到污泥齡、迴流污泥中挾帶的溶解氧和硝酸鹽氮的限制，除磷效果不可能十分理想。

Ⅳ 污、廢水為什麼要脫氮除磷敘述污、廢水脫氮、除磷的原理。

因為污廢水中的N、P等物質排放到地表水體中，會導致水體的富營養化，從而破壞水體的而生態平衡。
含磷廢水
在厭氧的條件下，聚磷菌釋放自身的磷，以造成飢惡效應；
在好氧條件下，處於飢餓狀態的聚磷菌會大量的吸收廢水中的磷，吸收的量要大於其在厭氧階段釋放量。
含氮廢水
在好氧條件下，硝化細菌和亞硝化細菌把含氮有機物轉化為NO3-和NO2-，最終都轉化為NO3-的過程；
在厭氧條件下，反硝化細菌把含氮物質轉化為N2，從而降低污染。

Ⅵ 試述廢水生物脫氮除磷的原理

廢水生物脫氮的基本原理就是在將有機氮轉化為氨態氮的基礎上，先利用專好氧段經硝化作用，由硝屬化細菌和亞硝化細菌的協同作用，將氨氮通過硝化作用轉化為亞硝態氮、硝態氮，即，將 轉化為 和 。在缺氧條件下通過反硝化作用將硝氮轉化為氮氣，即，將 （經反亞硝化）和 （經反硝化）還原為氮氣，溢出水面釋放到大氣，參與自然界氮的循環。水中含氮物質大量減少，降低出水的潛在危險性，達到從廢水中脫氮的目的。
該過程可分為三步:
第一步是氨化作用，即水中的有機氮在氨化細菌的作用下轉化成氨氮。（在普通活性污泥法中，氨化作用進行得很快，無需採取特殊的措施）
第二步是硝化作用，即在供氧充足的條件下，水中的氨氮首先在亞硝酸菌的作用下被氧化成亞硝酸鹽，然後再在硝酸菌的作用下進一步氧化成硝酸鹽。
三步是反硝化作用，即在缺氧或厭氧的條件下，硝化產生的亞硝酸鹽和硝酸鹽在反硝化細菌的作用下被還原成氮氣。

Ⅶ 污水中生物除磷的原理

生物除磷原理：利用聚磷菌分別在厭氧（放磷）條件下和好氧（吸磷）條件下發生的作用，最終通過排泥作用將磷（鹽）除去 過程利用就是AAO生物反應工藝。

水處理除磷劑：主要用於去除無機磷、有機磷等水體中的總磷，有效解決水體富營養化，用於電鍍、線路板、化工、生活污水等廢水處理中。具有吸附、架橋、混凝、共沉澱、網捕、置換、離子交換等作用機理，在強化去除重金屬離子、COD、氨氮、色度、懸浮物等方面具有明顯的優勢。

(7)厭氧好氧組合廢水脫氮除磷原理擴展閱讀：

生物除磷的基本過程

1、除磷菌的過量攝取磷

好氧條件下，除磷菌利用廢水中的BOD5或體內貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷，一部分磷被用來合成ATP，另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細胞體內。

2、除磷菌的磷釋放

在厭氧條件下，除磷菌能分解體內的聚磷酸鹽而產生ATP，並利用ATP將廢水中的有機物攝入細胞內，以聚b-羥基丁酸等有機顆粒的形式貯存於細胞內，同時還將分解聚磷酸鹽所產生的磷酸排出體外。

3、富磷污泥的排放

在好氧條件下所攝取的磷比在厭氧條件下所釋放的磷多，廢水生物除磷工藝是利用除磷菌的這一過程，將多餘剩餘污泥排出系統而達到除磷的目的。