氮磷污染危害及脱氮除磷基本概念

脱氮除磷技术前面我们学习了污水的一级和二级处理，城市污水和工业废水通过常规的二级处理后，大部分杂质和污染物得以去除，但仍有许多污染物是常规一、二级处理无法去除或去除甚少的，其中对环境影响很大且普遍存在的两类污染物是氮和磷。

我们知道，水体中的氮磷元素过多时，会消耗水中的溶解氧，造成水体富营养化，影响饮用水水源。

因此，去除污水中的氮和磷是水处理中至关重要的一步。

一、脱氮技术1.1 氮在水中的存在形态废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等4种形态存在，在二级处理水中，氮则是以氨态氮、亚硝酸氮和硝酸氮形式存在的。

如前所述，二级处理技术对氮的去除率比较低。

它仅为微生物的生理功能所用。

1.2 物理化学脱氮技术采用物理化学工艺去除城市污水中氮的常用方法主要有吹脱法、折点氯化法和选择性离子交换法。

物理化学脱氮方法不包括有机氮转化为氨氮和氨氮氧化为硝酸盐的过程，只能够去除污水中的NH3-N。

1.2.1 碱性吹脱法污水中的氨氮是以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）两种形式保持平衡状态而存在：NH3+H2O==NH4++OH−将pH值保持在11.5左右(投加一定量的碱)，让污水流过吹脱塔，使NH3逸出，以达脱氮目的。

首先投加石灰调pH值至11.5以促使NH4+—N向NH3-N转化。

在除氮塔内，空气自下向上吹入塔内，水自上而下喷淋，析出的NH3进入空气中，其去除率可达85%，水得以净化后再回流至格栅前，而除氮塔出来的空气再进入硫酸淋洗塔生成(NH4)2SO4，可作肥料或工业原料。

碱性吹脱法操作简便易控，除氨效果稳定；但也存在问题：pH值过高易生成水垢, 在吹脱塔的填料上沉积，可使塔板完全堵塞；当水温降低时,水中氨的溶解度增加,氨的吹脱率降低，环境温度低于0℃时，氨吹脱塔实际上无法工作；游离氨逸散造成二次污染；吹脱塔的投资很高等。

1.2.2 折点加氯法折点加氯法脱氮是将氯气或次氯酸钠投入污水，将污水中NH4-N氧化成N2的化学脱氮工艺。

生物脱氮除磷原理
生物脱氮除磷原理是一种利用微生物代谢能力去除废水中氮和磷的方法。

脱氮是指将废水中的氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐等氮化合物转化成氮气放出。

脱磷是指将废水中的磷酸盐转化成难溶的磷酸钙而去除。

这种方法主要依靠微生物的代谢过程，通过生物反应器将废水中的氮、磷物质通过微生物的多环节代谢过程降解，最终形成无害的氮气和难溶的磷酸钙。

这种方法具有高效、节能、环保等特点，被广泛应用于工业和城市废水处理等领域。

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环境与土木工程学院江南大学氮和磷的排放会加速导致水体的富营养化，其次是氨氮的好氧特性会使水体的溶解氧降低，此外，某些含氮化合物对人和其他生物有毒害作用。

因此，国内外对氮磷的排放标准越来越严格。

本章阐述生物脱氮除磷技术。

生物脱氮除磷技术是近20年发展起来的，一般来说比化学法和物理化学法去除氮磷经济，尤其是能有效地利用常规的二级生物处理工艺流程进行改造达到生物脱氮除磷的目的，是目前应用广泛和最有前途的氮磷处理方法。

除氮脱磷氮磷是引起水体富营养化和环境污染的重要污染物质，其来源较多，排放量日益增大，除大量的生活污水、动物排泄物外，大量的工业废水，如炼油废水、某些制药废水和食品工业废水、以及垃圾填埋场渗漏水等，都含有大量的氮磷．因此，研究污水除磷脱氮技术，保护水体不受富营养化的影响已成为一个亟待解决的问题．除磷脱氮也成了当今废水处理系统中的一个重要问题．近年来，生物除磷脱氮技术有了新的发展和突破，如厌氧氨氧化和同步脱氮技术，以及在除磷的同时脱氮，也是除磷脱氮研究的热点．生物脱氮原理及影响因素一、生物脱氮原理污水中氨主要以有机氮和氨氮形式存在。

在生物处理过程中，有机氮很容易通过微生物的分解和水解转化成氨氮，即氨化作用。

传统的硝化—反硝化生物脱氮的基本原理就在于通过硝化反应先将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮、亚硝态氮还原成气态氮从水中逸出，从而达到脱氮的目的。

氮在水中的存在形态与分类N无机NNO x--N(硝态氮)T K N(凯氏氮)总N(TN)NH3-NNO3-NNO2—-N有机N（尿素、氨基酸、蛋白质）氨化与硝化反应过程+++−−−→−+H O H NO 3/2O ：NH2-223亚硝化菌硝化-3-2NO 1/2O NO −−→−+硝酸菌-4232NH 2O NO H O 2H +++−−−→++硝化菌3222NH CO RCOOH O )COOH ：RCH(NH ++−−→−+氨化菌氨化硝化反应的条件-N完全硝化需氧4.57g，即（1）好氧状态：DO≥2mg/L；1gNH3硝化需氧量。

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。

污水深度处理与脱氮除磷污水深度处理与脱氮除磷污水处理是一项非常重要的环境保护工作，特别是在城市化进程加快的今天，城市生活污水的排放成为了一个不可忽视的问题。

为了保护水环境，我们需要对污水进行深度处理，并进行脱氮除磷等工艺，以减少对水体的污染。

污水深度处理的一种常见工艺是生物处理技术。

生物处理是利用生物体的代谢活动将有机物、氮、磷等污染物转化为稳定、无毒的物质的过程。

其中，脱氮除磷是生物处理的重要组成部分，主要是利用与污水中的氮、磷有亲和力的细菌来进行处理。

脱氮是指将污水中的氨氮转化为氮气，并释放到大气中。

常见的脱氮工艺有硝化反硝化法和膜生物反应器法。

硝化反硝化法主要是利用硝化细菌和反硝化细菌的代谢活动来完成。

首先，硝化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐，然后反硝化细菌将亚硝酸盐还原为氮气释放到大气中。

膜生物反应器法则是利用特殊的膜分离技术，将硝化细菌和反硝化细菌固定在膜上，使其能够同时进行硝化和反硝化反应，高效地实现脱氮处理。

除磷是指将污水中的磷转化为难溶的物质，以实现去除。

常用的除磷工艺有化学除磷法和生物除磷法。

化学除磷法主要是通过加入化学药剂，如聚合氯化铝、硫酸铝等，将污水中的磷转化为难溶的磷酸盐沉淀物，然后通过混凝沉淀和固液分离等工艺将其去除。

生物除磷法则是通过培养和利用具有生物磷去除能力的细菌，将污水中的磷转化为多聚磷酸盐等可沉淀物质，然后进行混凝沉淀和固液分离，最终完成除磷处理。

污水深度处理与脱氮除磷不仅可以减少对水环境的污染，还可以有效地保护水资源。

首先，通过深度处理，可以将污水中的有机物、氮、磷等污染物转化为无毒的物质，减少对水体生物的危害。

其次，脱氮除磷可以减少水体中养分的浓度，防止营养过剩导致的水体富营养化，维护水体的生态平衡。

此外，污水深度处理还可以回收利用污水中的水资源，减少对自然水源的依赖。

在进行污水深度处理与脱氮除磷过程中，我们还需要注意一些问题。

首先，需要控制处理过程的温度、pH值等，以提供最适宜的环境条件，促进细菌的正常生长和代谢。

除氮除磷氮与磷就是生物得重要营养源,随着化肥、洗涤剂与农药普遍使用,天然水体中氮、磷含量急剧增加,水体中蓝藻、绿藻大量繁殖,水体缺氧并产生毒素,使水质恶化,对水生生物与人体健康产生很大得危害。

目前应用最广泛得常规生物处理系统(一级加二级生物处理)主要就是去除城市污水及某些工业废水中得悬浮固体及可降解得有机物。

氮磷得去除技术一般就是在常规得二级处理之后,故常称作三级处理货深度处理。

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第一节氮得处理废水中得氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。

生物处理把大多数有机氮转化为氨,然后可进一步转化为硝酸盐。

目前采用得除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹托及折点氯化等四种。

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一、生物硝化与反硝化(生物除氮法)（一）生物硝化在好氧条件下,通过亚硝酸盐菌与硝酸菌得作用,将氨氮氧化成亚硝酸盐氮与硝酸盐氮得过程,称为生物硝化作用。

NcB8YGX反应过程如下:亚硝酸盐菌NH4++3/2O2 NO2-+2H++H2O-△E △E=278、42KJ第二步亚硝酸盐转化为硝酸盐:硝酸盐菌NO-+1/2O2 NO3--△E △E=278、42KJ 这两个反应式都就是释放能量得过程,氨氮转化为硝态氮并不就是去除氮而就是减少它得需氧量。

上诉两式合起来写成:NH4++2O2 NO3-+2H++H2O-△E △E=351KJ综合氨氧化与细胞体合成反应方程式如下:NH4+1、83O2+1、98HCO3- 0、02C5H7O2N+0、98 NO3-+1、04 H2O+1、88H2CO3由上式可知:(1)在硝化过程中,1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4、57g;(2)硝化过程中释放出H+,将消耗废水中得碱度,每氧化lg氨氮,将消耗碱度(以CaCO3计) 7、lg。

影响硝化过程得主要因素有:(1)pH值当pH值为8、0～8、4时(20℃),硝化作用速度最快。

由于硝化过程中pH将下降,当废水碱度不足时,即需投加石灰,维持pH值在7、5以上;(2)温度温度高时,硝化速度快。

生活污水脱氮除磷概述摘要：介绍了生活污水脱氮除磷的必要性、污水脱氮除磷的机理及几种常用脱氮除磷工艺及其优缺点，并介绍了污水脱氮除磷新技术及相关研究。

关键词：生活污水；脱氮除磷1 前言氮和磷是生物的重要营养源。

随着人口的持续增长和人们生活水平的不断提高，生活污水人均排放量持续增加，加之洗涤剂的普遍使用，以及二级生化处理城市污水出水中氮磷含量较高，排入水体后使受纳水体中氮、磷含量增加，蓝、绿藻大量繁殖，加速水体的富营养化进程，水质恶化，严重影响水生生物和人体健康。

因此，解决氮磷污染问题对解决我国水环境污染问题具有重大意义。

2 污水脱氮除磷机理污水中氮的存在形式主要有氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，可通过物理法、化学法和生物法去除。

常用的物化方法有氨吹脱法、化学沉淀法、折点加氯法、选择性离子交换法和催化氧化法。

污水中磷的存在形态主要是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷，去除方法主要有混凝沉淀法、结晶法和生物法。

由于生物脱氮除磷被公认为是一种经济、有效和最具发展前途的方法，且生活污水的可生化性好，因此，目前污水脱氮除磷大多采用生物法。

2.1生物脱氮机理污水生物处理脱氮过程主要是氮的转化，即同化、氨化、硝化和反硝化。

（1）同化在生物处理过程中，污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）被同化成微生物细胞的组成成分，此过程氨氮去除率为8%～20%。

（2）氨化污水中的含氮有机物（一般动物、植物和微生物残体以及其排泄物、代谢产物所含的有机氮化合物，主要包括蛋白质、核酸、尿素、尿酸、几丁酸质、卵磷脂等）在氨化菌的作用下，分解、转化并释放出氨。

（3）硝化氨氮在有氧存在的情况下经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸盐的过程称硝化过程。

好氧菌亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属及亚硝酸螺菌属、亚硝酸叶菌属和亚硝酸弧菌等将氨氮转化为亚硝酸盐，硝化杆菌属、硝化球菌属将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐[1]。

（4）反硝化在厌氧的条件下，施氏假单胞菌、脱氮假单胞菌、荧光假单胞菌、紫色杆菌、脱氮色杆菌等反硝化细菌利用有机质作为电子供体，利用硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体进行缺氧呼吸，将硝酸还原为N2。