厌氧好氧组合废水脱氮除磷原理

Ⅰ 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

（一）生物脱氮机理概述
污水生物脱氮的基本原理是在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过缺氧条件下（溶解氧不存在或浓度很低）的反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮从水中除去。因此所有的生物脱氮工艺都包含缺氧段（池）和好氧段（池）。
生物脱氮的反应过程是：
1、氨化与硝化
在未经处理的新鲜废水中，含氮化合物存在的主要形式有：
①有机氮：如蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物等；
②氨态氮（NH3、NH4+），一般以前者为主。
含氮化合物在微生物作用下，相继产生下列反应：
（1）氨化反应
有机氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、转化为氨态氮，这一过程称之为“氨化反应”。
（2）硝化反应
在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化，就此分两个阶段进行，首先在硝化菌的作用下，使氨（NH4）转化为亚硝酸氨，反应式为
NH4++3/2O2 NO2-+H2O——2H+-ΔF （ΔF=278.42KJ）
继之，亚硝酸氨在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝酸氨，其反应式为：
NO2-+1/2O2 NO3--ΔF （ΔF=72.27KJ）
硝化反应的总反应式为：
NH4++2O2 NO3-+H2O+2H+-ΔF （ΔF=351KJ）
2、反硝化反应
反硝化反应是指硝酸氮（NO3-N）和亚硝酸氮（NO2-N）在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮（N2）的过程。
反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌的细菌。在厌氧菌（缺氧）条件下，以硝酸氮（NO3-N）为电子受体，以有机物（有机碳）为电子供体。在反硝化过程中，硝酸氮通过反硝化菌的代谢活动，可能有两种转化途径，一种途径是同化反硝化（合成），最终形成有机氮化合物，成为菌体的组成部分，另一种途径是异化反硝化（分解），最终产物是气态氮。
（二）生物除磷机理概述
在常规二级生物处理系统中, 磷作为活性污泥微生物正常生长所需求的元素也成为生物污泥的组分, 从而引起磷的去除, 活性污泥含磷量一般为干重的1.5%—2.3%, 通过剩余污泥的排放仅能获得10%-30%的除磷效果。
在污水生物除磷工艺中, 通过厌氧段和好氧段的交替操作, 利用活性污泥的超量磷吸收现象, 使细胞含磷量相当高的细菌群体能在处理系统的基质竞争中取得优势, 剩余污泥的含磷量可达到3%-7%, 进入剩余污泥的总磷量增大, 处理出水的磷浓度明显降低。
生物除磷的反应过程如下：
1、厌氧区
发酵作用：在没有溶解氧和硝态氧存在的厌氧状态下，兼性细菌将溶解性BOD转化为VFAS（低分子发酵产物）；
生物贮磷菌（或称除磷菌）获得VFA：这些细菌吸收厌氧区产生的或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化成胞内碳能源存贮物（PHB/PHV），所需的能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，并导致磷酸盐的释放。
2、好氧区
磷的吸收：细菌以聚磷的形式存贮超出生长需求的磷量，通过PHB/PHV的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕积存贮，磷酸盐从液相去除；
全成新的贮磷菌细胞，产生富磷污泥，在某些条件下，贮磷菌合成和存贮细胞内糖。
3、除磷系统
剩余污泥排放：通过剩余污泥排放，将磷从系统中除去。
好氧吸收磷的前提条件是混合液必须经过磷的厌氧释放，在有效释放过程中，磷的厌氧释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厌氧放磷速度不同引起的。厌氧段放磷速度大，磷释放量大，合成的PHB就多，那么在好氧段时由于分解PHB而合成的聚酸盐速度就较大，所以表现出来的好氧吸磷速度也就大；磷吸收对磷释放也有影响，磷吸收完成得越彻底、聚磷量越大，相应厌氧状态下磷的有效释放也越有保证。
磷的有效释放与Sbs（溶解性可快速生物降解COD）直接相关，Sbs量大小对磷的去除有决定性的影响。A、B、C类分别表示低分子有机酸、中长链脂肪酸和其余类可生物降解的高分子酸类。城市污水的Sbs由SA、SB和SC的磷释放与SA相近，可算作SA。SA可近似地用污水中的低分子量有机酸表示，SB则由Sbs减支SA求得。
SB需酸化成SA才能诱发磷的释放，因此酸化过程是总过程的速率限制步骤，混合液中磷的厌氧释放速度可表达成：
DP/dt = KPKPAX+(KmSn/KSB+SB)K’PX
如果所选定的停留时间内都是有效释放的话，则好氧条件下的磷吸收能力为： Pn=KuΔP
式中 Pu——吸磷能力，mgP/L进水；
Ku——单位有效释磷产生的吸磷能力，mgP/mgP；
ΔP——厌氧释灰磷量mgP/L进水。
考虑到厌氧区中存在无效释放，因此ΔP取值应适当降低，此时乘安全系数Sfp=0.8~1.0。

Ⅱ 脱氮除磷工艺的原理

氨氮通过好来氧亚硝化、自硝化作用生成亚硝酸根、硝酸根，亚硝酸根、硝酸根通过缺氧反硝化生产氮气，从水中逸出。

除磷菌在厌氧条件下释放磷，再在好氧条件下过度吸磷，通过排泥除磷。

拓展资料：

生物脱氮机理

生物脱氮理论认为生物脱氮主要包括硝化和反硝化2个生化过程,并由有机氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用来完成。

氨化作用即水中的有机氮化合物在氨化细菌分解作用下转化为氨氮。一般氨化过程与微生物去除有机物同时进行,氨化作用进行得很快,有机物去除结束时,氨化过程也已完成,故无需采取特殊的措施。

硝化作用即在供氧充足的条件下,水中的氨氮首先在亚硝化细菌的作用下被氧化成亚硝酸氮,然后再在硝化细菌的作用下进一步氧化成硝酸氮。由于亚硝化细菌和硝化细菌的生长速率低,所以要求较长的污泥龄。

反硝化作用是由反硝化细菌完成的生物化学过程。在缺氧条件下,反硝化细菌将硝化产生的亚硝酸氮和硝酸氮还原成气态氮(N2)或N2O、NO。由于反硝化细菌是兼性厌氧菌,只有在缺氧或厌氧条件下才能进行反硝化,因此需要为其创造一个缺氧或厌氧的环境(好氧池的混合液回流到缺氧池)。

Ⅲ 请问水处理中厌氧池脱氮除磷的原理，比如污水中的氨氮是通过怎样的反应去除的，反应的方程式是什么

1、生物脱氮

反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（）或一氧化二氮（N2O）的过程。微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途，一是利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3-→NH4+→有机态氮。许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养。另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮（N2），称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示：
C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量
CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量
少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同化二氧化碳，以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。可进行以下反应：
5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4
反硝化作用使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用。

2.生物除磷

1）生物除磷只要由一类统称为聚磷菌的微生物完成，由于聚磷菌能在厌氧状态下同化发酵产物，使得聚磷菌在生物除磷系统中具备了竞争的优势。

2）在厌氧状态下，兼性菌将溶解性有机物转化成挥发性脂肪酸；聚磷菌把细胞内聚磷水解为正酸盐，并从中获得能量，吸收污水中的易讲解的COD，同化成细胞内碳能源存贮物聚β-羟基丁酸或β-羟基戊酸等

3）在好氧或缺氧条件下，聚磷菌以分子氧或化合态氧作为电子受体，氧化代谢内贮物质PHB或PHV等，并产生能量，过量地从无水中摄取磷酸盐，能量以高能物质ATP的形式存贮，其中一部分有转化为聚磷，作为能量贮于胞内，通过剩余污泥的排放实现高效生物除磷目的

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来源于人类活动的排泄物及废弃物、工矿企业、合成洗涤剂和家用清洗剂等，所存在的含磷物质基本上都是不同形式的磷酸盐。那么污水生物除磷原理和工艺是怎么样的呢？我们一起来了解一下！

1.生物除磷的基本原理

在废水生物除磷过程中，活性污泥在好氧、厌氧交替条件下时，在活性污泥中可产生所谓的“聚磷菌”，聚磷菌在好氧条件下可超出其生理需要而从废水中过量摄取磷，形成多聚磷酸盐作为贮藏物质。在生物除磷污水处理厂中，都能观察到聚磷菌对磷的转化过程，即厌氧释放磷酸盐——好氧吸收磷，也就是说，厌氧释放磷是好氧吸收磷和最终除磷的前提条件。 2.生物除磷的影响因素

⑴有机物负荷及其性质

⑵温度

温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显，在一定温度范围内，温度变化不是十分大时，生物除磷都能成功运行。试验表明，生物除磷的温度宜大于10℃，因为聚磷菌在低温时生长速度会减慢。

⑶溶解氧

由于磷是在厌氧条件下被释放、好氧条件下被吸收而被去除，因此，溶解氧对磷的去除速率和去除量影响很大。溶解氧的影响体现在厌氧区和好氧区两个方面。

⑷厌氧区的硝态氮

在生物除磷工艺中，硝酸盐的.去除是除磷的先决条件。进入生物除磷系统厌氧区的硝态氮会降低除磷能力。

⑸泥龄

由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的，因此，处理系统中泥龄的长短对污泥摄磷作用及剩余污泥的排放量有直接的影响，从而决定系统的脱磷效果，以除磷为目的的污水处理系统的污泥龄一般控制在3.5～7d。

⑹pH值

生物除磷系统合适的pH值范围与常规生物处理相同，为中性和弱碱性。较高的pH值会导致磷酸钙的沉积，堵塞管道，影响污水厂的正常运行。

2.除磷的典型工艺

典型工艺为A/O除磷工艺，由活性污泥反应池和二沉池构成。活性污泥反应池分为厌氧区和好氧区，污水和污泥顺次经厌氧和好氧交替循环流动。回流污泥进入厌氧池，微生物在厌氧条件下吸收去除一部分有机物，并释放出大量的磷，然后进入好氧池并在好氧条件下摄取比在厌氧条件下所释放的更多的磷，同时废水中有机物得到好氧降解，部分富磷污泥以剩余污泥的形式排出处理系统，实现磷的去除。同时生物脱氮除磷典型工艺

在厌氧-缺氧的工艺基础上为了能达到同时脱氮除磷的目的，增设了一个缺氧区，并使好氧区中的混合液回流至缺氧区，使其进行反硝化脱氮，也就是将生物脱氮与生物除磷工艺进行组合。

污水首先进入厌氧池，可生物降解的大分子有机物在兼性厌氧的发酵细菌作用下转化为挥发性的脂肪酸。随后污水进入缺氧池，反硝化细菌利用好氧区中经混合液回流而带来的硝态氮作为底物，同时利用污水中的有机碳源进行反硝化，达到同时降低有机物和脱氮的目的。接下来，污水进入好氧池，聚磷菌在此除了吸收和利用污水中残留的可生物降解的有机物外，主要是分解体内贮存的PHB。

该工艺的特点是：通过厌氧、缺氧、好氧交替运行，具有同步脱氮除磷的功能，基本上不存在污泥膨胀问题;工艺流程简单，总水力停留时间短，不需外加碳源。缺点是因受到污泥龄、回流污泥中挟带的溶解氧和硝酸盐氮的限制，除磷效果不可能十分理想。

Ⅳ 污、废水为什么要脱氮除磷叙述污、废水脱氮、除磷的原理。

因为污废水中的N、P等物质排放到地表水体中，会导致水体的富营养化，从而破坏水体的而生态平衡。
含磷废水
在厌氧的条件下，聚磷菌释放自身的磷，以造成饥恶效应；
在好氧条件下，处于饥饿状态的聚磷菌会大量的吸收废水中的磷，吸收的量要大于其在厌氧阶段释放量。
含氮废水
在好氧条件下，硝化细菌和亚硝化细菌把含氮有机物转化为NO3-和NO2-，最终都转化为NO3-的过程；
在厌氧条件下，反硝化细菌把含氮物质转化为N2，从而降低污染。

Ⅵ 试述废水生物脱氮除磷的原理

废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，先利用专好氧段经硝化作用，由硝属化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮，即，将 转化为 和 。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，即，将 （经反亚硝化）和 （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。
该过程可分为三步:
第一步是氨化作用，即水中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮。（在普通活性污泥法中，氨化作用进行得很快，无需采取特殊的措施）
第二步是硝化作用，即在供氧充足的条件下，水中的氨氮首先在亚硝酸菌的作用下被氧化成亚硝酸盐，然后再在硝酸菌的作用下进一步氧化成硝酸盐。
三步是反硝化作用，即在缺氧或厌氧的条件下，硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气。

Ⅶ 污水中生物除磷的原理

生物除磷原理：利用聚磷菌分别在厌氧（放磷）条件下和好氧（吸磷）条件下发生的作用，最终通过排泥作用将磷（盐）除去 过程利用就是AAO生物反应工艺。

水处理除磷剂：主要用于去除无机磷、有机磷等水体中的总磷，有效解决水体富营养化，用于电镀、线路板、化工、生活污水等废水处理中。具有吸附、架桥、混凝、共沉淀、网捕、置换、离子交换等作用机理，在强化去除重金属离子、COD、氨氮、色度、悬浮物等方面具有明显的优势。

(7)厌氧好氧组合废水脱氮除磷原理扩展阅读：

生物除磷的基本过程

1、除磷菌的过量摄取磷

好氧条件下，除磷菌利用废水中的BOD5或体内贮存的聚b-羟基丁酸的氧化分解所释放的能量来摄取废水中的磷，一部分磷被用来合成ATP，另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。

2、除磷菌的磷释放

在厌氧条件下，除磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生ATP，并利用ATP将废水中的有机物摄入细胞内，以聚b-羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外。

3、富磷污泥的排放

在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多，废水生物除磷工艺是利用除磷菌的这一过程，将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。