下载文档原格式
A-A-O生物脱氮除磷工艺的原理、控制及异常分析一、A-A-O生物脱氮除磷的原理及过程A-A-O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷。
在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。
以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。
污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5浓度逐渐降低。
在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高。
在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP保持稳定。
在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。
在厌氧段和缺氧段,NH3-N浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,NH3-N逐渐降低。
在缺氧段,由于内回流带入大量NO3-N,NO3-N瞬间升高,但随着反硝化的进行,NO3-N浓度迅速降低。
在好氧段,随着硝化的进行,NO3-N浓度逐渐升高。
二、A-A-O脱氮除磷系统的工艺参数及控制A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。
如能有效地脱氮或除磷,一般也能同时高效地去除BOD5。
但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,具体体现的某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这也是A-A-O系统工艺系统控制较复杂的主要原因。
1.F/M和SRT。
完全生物硝化,是高效生物脱氮的前提。
因而,F/M(污泥负荷)越低,SRT(污泥龄)越高。
脱氮效率越高,而生物除磷则要求高F/M低SRT。
A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。
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。
脱氮除磷原理
脱氮除磷是一种常用的废水处理方法，它通过一系列化学过程将废水中的氮和磷去除掉。
脱氮除磷的原理主要包括生物处理和化学处理两个方面。
生物处理是脱氮除磷的主要手段之一。
在生物处理中，利用好氧和厌氧两种微生物的作用来降低废水中的氮和磷含量。
在好氧条件下，氨氮可以被氨氧化细菌氧化为亚硝酸盐，然后亚硝酸盐可被亚硝酸盐氧化细菌进一步氧化为硝酸盐。
通过这个过程，废水中的氮被转化为氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐。
在厌氧条件下，通过一系列反应，废水中的磷可被还原成无机磷。
化学处理也是脱氮除磷的重要手段之一。
在化学处理中，常用的方法包括加入化学药剂和利用吸附剂去除废水中的氮和磷。
常用的化学药剂有聚合氯化铝、硫酸铁等。
这些药剂可与废水中的氮和磷反应，形成沉淀物或沉淀物颗粒，从而使废水中的氮和磷得以去除。
吸附剂则通过其表面特性和吸附能力去除废水中的氮和磷。
综上所述，脱氮除磷是通过利用生物处理和化学处理的方式，将废水中的氮和磷去除，从而达到净化废水的目的。
这些原理的应用可以在废水处理中起到重要作用，降低废水对环境的污染。
A2/O生物脱氮除磷工艺原理在首段厌氧池进行磷的释放使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD浓度下降，另外NH3-N因细胞合成而被去除一部分，使污水中N H3-N浓度下降，但NO3--N浓度没有变化。
在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3--N和NO2--N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度继续下降，NO3--N浓度大幅度下降，但磷的变化很小。
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，其浓度继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，NO3--N浓度显著增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取也以较快的速率下降。
A2/O合建式工艺中，厌氧、缺氧、好氧三段合建，中间通过隔墙与孔洞相连。
厌氧段和缺氧段采用多格串连为混合推流式，好氧段则不分隔为推流式。
厌氧段、缺氧段，均采用水下搅拌器搅拌；好氧段采用鼓风曝气A2/O工艺影响因素1. 污水中可生物降解有机物的影响2. 污泥龄ts的影响3. DO的影响4. NS的影响5. TKN/MLSS负荷率的影响（凯氏氮－污泥负荷率的影响）6. R与RN的影响A2/O工艺存在的问题该工艺流程在脱氮除磷方面不能同时取得较好的效果。
其原因是：回流污泥全部进入到厌氧段。
好氧段为了硝化过程的完成，要求采用较大的污泥回流比，（一般R为60%～100%，最低也应＞40%），NS较低硝化作用良好。
但由于回流污泥将大量的硝酸盐和DO带回厌氧段，严重影响了聚磷菌体的释放，同时厌氧段存在大量硝酸盐时，污泥中的反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化，等脱N 完全后才开始磷的厌氧释放，使得厌氧段进行磷的厌氧释放的有效容积大大减少，使出磷效果↓如果好氧段硝化不好，则随回流污泥进入厌氧段的硝酸盐减少，改变了厌氧环境，使磷能充分厌氧释放，∴ηP↑，但因硝化不完全，故脱氮效果不佳，使ηN↓A2/O工艺改进措施.1. 将回流污泥分两点加入，减少加入到厌氧段的回流污泥量，从而减少进入厌氧段的硝酸盐和溶解氧。
生物脱氮原理（碳源）（碳源）图1 硝化和反硝化过程图2 A2/O工艺流程水体中氮的存在形态生物脱氮原理1、氨化作用在好氧或厌氧条件下，有机氮化合物在氨化细菌的作用下，分解产生氨氮的过程，常称为氨化作用。
有机氮氨氮2、硝化作用以A 2/O 工艺为例，硝化作用主要发生在好氧反应器中，污水中的氨氮NH 4+-N 在亚硝酸细菌的作用下转化为亚硝酸氮NO 2--N ，亚硝酸氮NO 2--N 在硝酸细菌的作用下进一步转化为硝酸氮NO 3--N 。
（见图1左边）亚硝酸细菌和硝酸细菌统称为硝化细菌，属于好氧自养型微生物，不需要有机物作为营养物质。
3、反硝化作用 反硝化作用主要发生在缺氧反应器中，好氧反应器中生成的硝酸氮NO 3--N 和亚硝酸氮NO 2--N 通过内循环回流到缺氧池中，在有一定碳源的条件下，由反硝化细菌先将硝酸氮NO 3--N 转化为亚硝酸氮NO 2--N ，亚硝酸氮再进一步转化为氮气N 2，水体中的氮从化合物转化为氮气进入到空气中，才能最终将污水中TN 降低。
（见图1右边）反硝化细菌是异养兼性缺氧型微生物，其反应需要在缺氧环境中才能进行。
生物除磷原理磷在自然界以2 种状态存在：可溶态（正磷酸盐PO 43-）或颗粒态（多聚磷酸盐）。
氨化菌所谓除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离。
厌氧释磷污水在生物处理中，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，同时产生自身生长所需的所需的能量，称该过程为磷的释放。
好氧吸磷进入好氧环境后，聚磷菌活力得到充分恢复，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。
富含磷的污泥通过剩余污泥外排的方式最终使磷得到去除。
简述生物脱氮除磷的基本原理嗨，朋友！今天咱们来唠唠生物脱氮除磷这个超有趣的事儿。
咱先说说生物脱氮吧。
你知道吗，氮在污水里就像个调皮的小捣蛋鬼，到处捣乱。
生物脱氮呢，主要就是靠微生物这个小能手来把氮给搞定。
污水里的氮有好几种形式，像氨氮呀，硝态氮之类的。
那些微生物就像是小小的魔法师，有一种微生物叫硝化细菌，它们可厉害了。
硝化细菌里又分成两类小魔法师，一类把氨氮变成亚硝态氮，就好像是给氨氮做了个小变身。
然后呢，另一类硝化细菌再把亚硝态氮变成硝态氮，这个过程就像是接力赛一样。
这硝化的过程呢，是需要氧气这个小助手的，就像我们人干活需要力气一样，微生物干活也需要氧气来提供能量呢。
那把氮变成硝态氮就完事儿了吗？当然没有啦。
还有一群反硝化细菌在等着呢。
反硝化细菌是一群在没有氧气或者氧气很少的地方工作的小能手。
它们会把硝态氮变成氮气，氮气可是个很乖的家伙，它会直接跑到空气里去，这样污水里的氮就减少啦。
这个过程就像是把氮这个调皮鬼给赶跑了一样。
反硝化细菌工作的时候呢，还需要一些碳源，就像是它们的小零食，有了小零食它们才能更有力气干活呀。
再来说说生物除磷吧。
磷在污水里也是个让人头疼的家伙。
有一些微生物呢，它们有一种特殊的能力，叫聚磷菌。
聚磷菌在好氧的环境下，就像个小贪吃鬼，会大量地吸收磷，把磷都储存到自己的身体里。
它们吸收磷的能力可强了，就像是一个个小小的磷元素收集器。
然后呢，当环境变成厌氧的时候，聚磷菌又会做出很神奇的事情。
它们会把体内储存的磷释放出来，这时候就好像是把之前收集的宝贝暂时拿出来展示一下。
不过这可不是没有意义的展示哦，这是为了在接下来的好氧环境里能够吸收更多的磷。
在经过这样的厌氧 - 好氧交替的环境之后，聚磷菌体内就积累了大量的磷。
最后呢，我们就可以把含有大量磷的聚磷菌从污水里分离出来，这样污水里的磷就被去除掉啦。
你看，生物脱氮除磷就像是一场微生物的大作战。
这些小小的微生物虽然我们肉眼看不见它们，但是它们却在污水治理这个大舞台上发挥着超级重要的作用呢。
生物膜法脱氮除磷原理
生物膜法脱氮除磷是一种相对较新的处理废水的技术，将生物膜巧妙地应用在废水处理过程中，可以除去有害物质，保护环境。
生物膜法脱氮除磷是一种有效的方法，它将具有污染物质的废水经过生物技术处理后，可以彻底把有害物质（主要是氮和磷类物质）移除，达到净水的效果。
生物膜法脱氮除磷是由一层生物活性物质夹层叠加和穿孔生物膜而形成的。
穿孔生物膜可以阻滞胞外污染物，而生物活性物质夹层在形成生物膜夹层的同时，也可以吸附污染物并将其阻滞。
由于水分子和有机物分子的大小穿过穿孔生物膜的比例不同，水分子的穿过速度往往快于有机物分子，有机分子则得不到有效的清除。
同时，由于生物夹层上表面能位的存在，可以有效的吸附污染物，进一步减少污染物的浓度。
生物膜法脱氮除磷不但占用空间少，耗能量低，而且可以有效的除去氮和磷类物质，不会造成二次污染。
随着环境保护意识的增强，人们对污染物处理技术提出了更高的要求。
生物膜法脱氮除磷技术能够有效地去除水中的污染物，在废水处理领域有着崭新而有效地技术。
污水生物脱氮除磷的基本原理1.生物脱氮废水中存在着有机氮、NH3-N、NxO--N等形式的氮，而其中以NH3-N和有机氮为主要形式。
生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体的过程。
进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。
由于氨化反应速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
1.1. 氨化作用氨化作用是指将有机氮化合物转化为NH3-N的过程，也称为矿化作用。
参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。
在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氨。
另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应在厌氧或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。
RCH（NH2）COOH→RCH2COOH+NH1CH3CH（NH2）COOH→CH3CH（OH）COOH+NH3CH2（OH）CH（NH2）COOH→CH3COCOOH+NH31.2. 硝化作用硝化作用是指将NH3-N氧化为NxO--N的生物化学反应，这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成，包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。
亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌。
发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3-N和N2O--N 的过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO2-3、HCO-、CO2等。
硝化过程的三个重要特征：⑴NH3的生物氧化需要大量的氧，大约每去除1g的NH3-N需要4.2gO2；⑵硝化过程细胞产率非常低，难以维持较高物质浓度，特别是在低温的冬季；⑶硝化过程中产生大量的质子（H+），为了使反应能顺利进行，需要大量的碱中和，理论上大约为每氧化需要碱度5.57g(以NaCO3计)。
1.3. 反硝化作用反硝化作用是指在厌氧或缺氧（DO<0.3-0.5mg/L）条件下，NOx－-N及其它氮氧化物被用作电子受体被还原为氮气或氮的其它气态氧化物的生物学反应，这个过程由反硝化菌完成[3--4]。
生物脱氮除磷原理反硝化则是指将硝酸盐氮还原为氮气的过程，它是通过反硝化细菌来进行的。
这些细菌在缺氧条件下存在，并且利用硝酸盐氮作为氧供体，将其还原为一氧化氮、亚氮酸盐氮和氮气。
这些氮化物气体在气泡颗粒中固态还原为氮气，然后就从水体中逸出。
生物脱氮一般在一个处理单元中完成，这个单元称之为”生物脱氮反应器“。
氨氮转化为硝酸盐氮的硝化过程在反应器的上层进行，而硝酸盐氮还原为氮气的反硝化过程则在反应器的下层进行。
这是因为硝化细菌对氨氮的转化较快，而反硝化细菌对硝酸盐氮的还原较快。
生物除磷是指利用生物菌群来将水体中的磷转化成固态物质沉淀下来的过程。
在生物除磷的过程中，主要利用的是一种被称为“绿藻”的微生物。
绿藻具有吸附磷的能力，它们能够将水中的磷吸附到细胞壁上，进而沉积到底层或者被其他生物食用。
生物脱氮除磷技术的主要优势是可以实现高效去除水体中的氮和磷，同时减少化学药剂的使用。
此外，生物脱氮除磷技术还可以通过改变水体的生态环境，促进水体中有益微生物菌群的生长和繁殖，提高水质。
因此，生物脱氮除磷技术被广泛应用于环境保护和水体修复领域。
然而，生物脱氮除磷技术也存在一些限制和挑战。
首先，这种技术对环境条件要求较高，比如温度、氧气、营养物质等。
如果环境条件不适宜，微生物菌群无法正常活动，从而影响脱氮除磷效果。
其次，生物脱氮除磷技术需要较长的时间来达到理想的效果，这限制了其在一些应急情况下的应用。
此外，生物修复技术还需要合理的工程设计和运营管理，否则会造成水体的二次污染。
综上所述，生物脱氮除磷技术通过利用微生物菌群来去除水体中的氮和磷，实现水体的净化和修复。
该技术具有操作简单、效果可靠的特点，能够在环境友好的同时提高水质。
然而，其应用仍面临一些挑战，需要与其他处理技术结合，以提高水体的治理效果。
生物脱氮原理
（碳源）
（碳源）图1 硝化和反硝化过程
图2 A2/O工艺流程
水体中氮的存在形态
生物脱氮原理
1、氨化作用
在好氧或厌氧条件下，有机氮化合物在氨化细菌的作用下，分解产生氨氮的过程，常称为氨化作用。
有机氮
氨氮
2、硝化作用
以A 2/O 工艺为例，硝化作用主要发生在好氧反应器中，污水中的氨氮NH 4+-N 在亚硝酸细菌的作用下转化为亚硝酸氮
NO 2--N ，亚硝酸氮NO 2--N 在硝酸细菌的作用下进一步转化为硝酸氮NO 3-
-N 。
（见图1
左边）
亚硝酸细菌和硝酸细菌统称为硝化细菌，属于好氧自养型微生物，不需要有机物作为营养物质。
3、反硝化作用 反硝化作用主要发生在缺氧反应器中，好氧反应器中生成的硝酸氮NO 3--N 和亚硝酸氮NO 2--N 通过内循环回流到缺氧池中，在有一定碳源的条件下，由反硝化细菌先将硝酸氮NO 3--N 转化为亚硝酸氮NO 2--N ，亚硝酸氮再进一步转化为氮气N 2，水体中的氮从化合物转化为氮气进入到空气中，才能最终将污水中TN 降低。
（见图1右边）
反硝化细菌是异养兼性缺氧型微生物，其反应需要在缺氧环境中才能进行。
氨化菌
生物除磷原理
磷在自然界以2 种状态存在：可溶态（正磷酸盐PO43-）或颗粒态（多聚磷酸盐）。
所谓除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离。
厌氧释磷
污水在生物处理中，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，同时产生自身生长所需的所需的能量，称该过程为磷的释放。
好氧吸磷
进入好氧环境后，聚磷菌活力得到充分恢复，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。
富含磷的污泥通过剩余污泥外排的方式最终使磷得到去除。
