生物脱氮新工艺及其技术原理_王建龙

生物脱氮除磷机理及新工艺
生物脱氮除磷是指利用生物学原理对水体中的氮和磷进行去除的一种技术。

其基本原理是将含有氮、磷的有机物通过生物降解转化为氮气和磷酸盐，从而达到净化水体的目的。

生物脱氮除磷技术的应用非常广泛，包括城市污水处理、工业废水处理、农业面源污染治理等领域。

生物脱氮除磷的主要机理是利用微生物的代谢活动来进行脱氮除磷。

在生物脱氮过程中，利用硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，进而转化为氮气排放。

在生物除磷过程中，利用聚磷菌将水体中的磷转化为无机磷酸盐，进而去除。

生物脱氮除磷技术是一种相对成熟的技术，其优点包括高效、经济、环保等。

近年来，随着科技的不断发展，新型的生物脱氮除磷工艺也得到了广泛应用。

这些新型工艺包括厌氧氨氧化工艺、硝化除磷工艺、硝酸盐还原工艺等。

其中，厌氧氨氧化工艺是一种新兴的脱氮技术，具有高效、节能等优点。

硝化除磷工艺则是将氮素和磷素同时通过硝化反应进行去除，能够达到较高的脱氮除磷效率。

硝酸盐还原工艺则是通过还原反应将水体中的硝酸盐转化为氨氮，从而达到脱氮的效果。

总的来说，生物脱氮除磷技术是一种非常重要的污水处理技术，对于保护水环境具有重要的意义。

未来随着科技的不断发展，生物脱氮除磷技术也将不断完善和发展，为净化水体、改善环境质量做出更大的贡献。

新型生物脱氮工艺摘要：本论文介绍几种新型的生物化脱氮工艺，其中有新型脱氮工艺：短程硝化反硝化, 同时硝化反硝化, 厌氧氨氧化, 固定化微生物脱氮技术工艺等几种。

关键词：生物脱氮工艺短程硝化反硝化同时硝化反硝化厌氧氨氧化1.短程硝化反硝化短程硝化反硝化生物脱氮（shortcut nitrification denitrification）是由荷兰Delft技术大学开发出来的脱氮新工艺[1-3]。

其基本原理是将NH3-N氧化控制在亚硝化阶段，然后进行反硝化。

反应方程式可表示为：(2-15)(2-16) 短程硝化反硝化的生物脱氮途径与传统硝化反硝化相比，在处理高浓度有机氮废水中具有潜在的优势：⑴短程硝化反硝化生物脱氮比传统硝化反硝化生物脱氮节省了25%的耗氧量；⑵在反硝化过程中是以有机碳源作为电子供体,短程硝化反硝化仅需传统硝化反硝化60%的有机碳源,节省了40%的碳源。

理论上计算,传统硝化反硝化C/N为2.86:1,短程硝化反硝化C/N为1.71:1,即较低的C/N下就可以实现短程硝化反硝化反应；⑶缩短了反应历程,提高了脱氮效率。

在好氧过程中短程硝化反硝化生物脱氮比传统硝化反硝化生物脱氮减少了由NO2－-N氧化为NO3－-N的过程，缩短了总的反应历程。

另外,在短程硝化反硝化过程中由于省去了由NO3－-N到NO2－-N这一转化过程,反硝化碳源不再为硝酸盐还原菌优先利用,也不存在硝酸盐还原酶对亚硝酸盐还原酶的竞争性抑制,加速了脱氮效率。

2.同时硝化反硝化同时硝化反硝化（simulataneous nitrification denitrification）工艺，简单地说，是在同一个反应器中同时实现硝化和反硝化。

Munch.Elisabeth V等研究了SBR法中的同时硝化反硝化现象[4。

G.Bertanza运用延时曝气法对废水处理过程中的同时硝化反硝化现象进行了三年的研究[5]。

试验结果表明：处理系统中的氧化还原电位在120～180mv范围内（此时DO浓度均在1.5mg/L以下）同时硝化反硝化的处理效果最好，总氮去除率可达到60%～70%。

生物脱氮工艺随着人类社会的不断发展，环境问题越来越引人关注。

其中，氮污染是一个严重的问题。

氮是生物体内必需的元素，但过量的氮却会对环境造成巨大的负担。

氮污染主要来自于农业、工业和城市污水处理等领域。

针对氮污染问题，科学家们研发了各种方法，其中生物脱氮工艺是一种环保、高效的氮污染治理方法。

一、生物脱氮的基本原理生物脱氮是利用微生物将废水中的氮转化为无害的氮气的过程。

该工艺的基本原理是：将含氮废水通过生物反应器，在一定的条件下，利用氨氧化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐，再利用硝化细菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐，最后通过反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气，从而达到脱氮的目的。

二、生物脱氮工艺的优点1、环保：生物脱氮工艺不需要添加任何化学药剂，不会产生二次污染，对环境没有负面影响。

2、高效：生物脱氮工艺可以达到较高的脱氮效率，对氮污染治理效果显著。

3、经济：生物脱氮工艺不需要大量投入，运行成本低，对于农业、工业和城市污水处理等领域都具有实用性。

三、生物脱氮工艺的应用领域1、城市污水处理：城市污水中含有大量的氮，如果不进行处理，会对周围环境和水体造成严重的污染。

生物脱氮工艺可以有效地降低污水中的氮含量，达到国家排放标准。

2、农业：农业是氮污染的主要来源之一。

生物脱氮工艺可以应用于农业废水的处理，减少氮肥的使用量，达到节约能源和环保的目的。

3、工业：工业废水中含有大量的氮，如果不进行处理，会对周围环境和水体造成严重的污染。

生物脱氮工艺可以应用于工业废水的处理，降低氮污染的程度。

四、生物脱氮工艺的发展趋势目前，生物脱氮工艺已经成为氮污染治理的主要手段之一。

随着科技的不断进步和人们对环境问题的重视，生物脱氮工艺也在不断发展和完善。

未来，生物脱氮工艺将会更加智能化、高效化和精准化，为氮污染治理提供更加优秀的解决方案。

总之，生物脱氮工艺是一种环保、高效、经济的氮污染治理方法，已经在城市污水处理、农业和工业废水处理等领域得到广泛应用。

生物脱氮工艺技术原理生物脱氮工艺技术是一种通过微生物作用将废水中的氮化合物转化为氮气的方法。

其原理基于生物学中的氮循环和微生物的生态学特性。

氮是水体中一种普遍存在的污染物之一，主要以氨、亚硝酸盐和硝酸盐形式存在。

氮的排放会导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖，形成水华，并且会导致水体中生物多样性的减少。

因此，控制水体中的氮污染是环境保护的重要课题之一。

生物脱氮工艺技术的原理可以分为两个步骤，即硝化和反硝化。

硝化是指将氨化合物转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程，该过程由两个微生物群落完成：氨氧化细菌（AOB）和亚硝化细菌（NOB）。

AOB能够将氨氧化为亚硝酸盐，反之，NOB则将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。

硝化过程中，AOB需要通过吞噬培养基中的氨氮来提供能量，这也意味着硝化细菌需要有氨氮的来源，而这通常来自于废水中的氨化合物。

反硝化是指将硝酸盐还原为氮气的过程，该过程由厌氧细菌完成。

反硝化细菌可以在缺氧的条件下利用硝酸盐代做电子受体来进行呼吸作用。

在反硝化过程中，硝酸盐首先被还原成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐进一步还原为氮气。

这样就将废水中的氮化合物转化为无害的氮气。

生物脱氮工艺技术有几种常用的实施方法，包括活性污泥法、硝化-反硝化变温法、生物反应器法等。

其中，活性污泥法是最常见的一种方法。

该方法通过在废水处理系统中引入活性污泥，使污泥中的微生物进行硝化和反硝化的反应。

活性污泥由含有硝化和反硝化菌的混合液体组成，并通过对氧气、氮气和废水的供给进行操作控制来维持污泥中的微生物群落。

总的来说，生物脱氮工艺技术通过利用微生物的特性，将废水中的氮化合物转化为氮气，从而实现对水体中氮污染的治理。

这种技术不仅有效地减少了氮污染物的排放，还减轻了废水处理的能源消耗和化学药剂的使用量，具有良好的环境和经济效益。

但是，对于不同类型的废水和处理要求，选择合适的生物脱氮工艺技术非常重要，以确保良好的脱氮效果。

新型生物脱氮工艺原理1.硝化作用：在新型生物脱氮工艺中，首先进行的是硝化作用。

在这一过程中，氨氮被硝化细菌氧化为亚硝酸盐氮。

硝化细菌是一种广泛存在于自然环境中的微生物群落，它们能够利用氨氮等物质为能源进行代谢活动，将氨氮氧化为亚硝酸盐氮。

这一过程中，需供给足够的氧气作为废水中的硝化细菌的代谢需要。

2.反硝化作用：在硝化作用完成后，需要进行反硝化作用来进一步去除废水中的氨氮。

反硝化细菌是一种能够利用亚硝酸盐氮作为电子受体进行代谢活动的微生物群落。

亚硝酸盐氮会被反硝化细菌还原为氮气，并排放到大气中。

这一过程中，需同时供给有机物作为废水中的反硝化细菌的碳源，以维持其代谢活动。

3.硝化反硝化同步工艺：新型生物脱氮工艺不仅包括硝化作用和反硝化作用，还采用了硝化反硝化同步工艺。

这一工艺中，硝化和反硝化同时进行，从而实现氨氮的高效去除。

废水中的亚硝酸盐氮同时作为硝化和反硝化细菌的底物，使得氨氮的转化率更高，去除效果更好。

4.膜分离技术：新型生物脱氮工艺中常使用膜分离技术，利用特殊的膜材料将废水中的硝酸盐氮和氨氮分离出来。

膜分离技术能够将微生物和废水中的有机物分离开来，从而有效地防止微生物的流失，并提高脱氮效果。

常见的膜分离技术包括超滤、微滤和逆渗透等。

综上所述，新型生物脱氮工艺通过微生物的代谢活动将废水中的氨氮转化为无害的氮气排放。

利用硝化和反硝化作用以及硝化反硝化同步工艺，可以高效、稳定地去除废水中的氨氮。

而膜分离技术则可以保护微生物群落并提高脱氮效果。

这一工艺在处理污水中的氨氮问题上具有重要的应用价值。

新型脱氮工艺原理
新型脱氮工艺是一种用于降低废水中氮含量的方法。

其原理是通过将废水中的氮气转化为氮气和氨气，然后通过适当的处理方法将其从废水中去除。

具体来说，新型脱氮工艺主要包括两个步骤：氮气转化和氮气去除。

在氮气转化步骤中，废水中的氮气主要通过生物反应进行转化。

一种常用的方法是利用厌氧条件下的微生物，将废水中的氮气转化为氨气。

这是通过氨氧化菌（AOB）充分利用氨氧化反
应氧化废水中的氨氮生成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐通过反硝化菌（AnOB）进行反硝化反应，将其转化为氮气释放出去。

在氮气去除步骤中，可以使用适当的物理化学方法将氮气从废水中去除。

常用的方法包括膜分离、化学沉淀、吸附剂吸附等。

膜分离是利用具有特殊孔径的膜，将废水中的氮气通过选择性透过膜，从而实现氮气的分离和去除。

化学沉淀是利用特定物质与废水中的氮气反应，生成沉淀物，从而将氮气从废水中沉淀出去。

吸附剂吸附是利用具有高吸附能力的材料，将废水中的氮气吸附在表面，然后通过适当的处理将其去除。

总的来说，新型脱氮工艺通过氮气的转化和去除，能够有效降低废水中的氮含量，达到环保和净化水体的目的。

它具有工艺简单、处理效果好、操作方便等优点，已经被广泛应用于废水处理领域。

新型生物脱氮工艺摘要介绍六种新型生物脱氮工艺的基本原理和研究现状。

随后介绍新型生物脱氮工艺的原理和特征及工艺的发展前景。

关键词SHARON工艺；ANAMMOX工艺；SHARON-ANAMMOX组合工艺；OLAND 工艺；CANON工艺；随着现代工业的不断发展、化肥的普遍应用及大量生活污水的排放，废水中的氮污染日益严重。

各种水体富营养污染事件频繁爆发，破坏了水体原有的生态平衡，严重污染了周围环境。

我国作为水资源十分短缺的国家，严格控制脱氮污水的超标排放是十分必要的。

对于氮素污染的治理，国内外常见的工程技术有空气吹脱法、选择性离子交换法、折点氯化法、磷酸铵镁沉淀法、生物脱氮法等。

其中，生物脱氮法使用范围广，投资及运转成本低，操作简单，无二次污染，处理后的废水易达标排放，已成为脱氮常用处理方法。

1 传统生物脱氮工艺传统生物脱氮一般包括硝化和反硝化两个阶段，分别由硝化菌和反硝化菌完成。

硝化反应是由一类化能自养好样的硝化细菌完成，主要包括两个步骤：第1步称为亚硝化过程，由亚硝酸菌将氨态氮转化为亚硝酸盐；第2步称为硝化过程，由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。

反硝化作用是在厌氧或缺氧条件下反硝化菌把硝酸盐转化为氮气排除。

该转化过程有许多中间产物，如HNO2、NO2和N2O。

反硝化菌多数是兼性厌氧菌，在无分子态氮存在的环境下，利用硝酸盐作为电子受体，有机物作为碳源和电子供体提供能量并被转化为CO2、H2O。

传统生物脱氮工艺在废水脱氮方面起到了一定的作用，但任存在以下问题[1]：（1）在低温冬季硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度。

造成系统总水力停留时间（HRT）长，有机负荷较低，增加了基建投资和运行费用。

（2）硝化过程是在有氧条件下完成的，需要大量的能耗；（3）反硝化过程需要一定的有机物，废水中的COD经过曝气有一大部分被去除，因此反硝化时往往要另外加入碳源；（4）系统为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和硝化液回流，增加了动力消耗及运行费用；（5）抗冲击能力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌的生长；（6）为中和硝化过程产生的酸度，需要加碱中和，增加了处理费用；2SHARON工艺2.1 SHARON工艺的研发SHARON(Single reactor for High activity Ammonia Removal Over Nitrite)工艺是荷兰Delft技术大学开发的一种新型的脱氮工艺[2]。

短流程脱总氮最佳工艺一、生物脱氮法生物脱氮法是一种利用微生物将废水中的氮化物转化为气态氮气而去除总氮的工艺。

常用的生物脱氮法有硝化-反硝化、硫酸盐反硝化和厌氧氨氧化等。

硝化-反硝化法是利用硝化细菌将废水中的氨氮转化为硝态氮，然后利用反硝化细菌将硝态氮还原为气态氮气。

该工艺效率高、运行稳定，但对氮源浓度和温度有一定的要求。

硫酸盐反硝化法是将硫酸盐和硝酸盐一起加入反应槽中，利用硫酸盐还原废水中的硝态氮。

该工艺对废水中氮源的类型不敏感，但需要控制好反应条件，避免产生硫化氢等有害物质。

厌氧氨氧化法是利用厌氧氨氧化反应将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐，然后利用硝化细菌将亚硝酸盐氧化为硝态氮。

该工艺对氮源浓度不敏感，并且能够实现氮磷同步去除，但对废水中的有机物质含量较高时效果较差。

二、化学沉淀法化学沉淀法是利用化学反应将废水中的氮物质转化为固体沉淀物从而去除总氮的工艺。

常用的化学沉淀法有硫化铁法、氢氧化铝法和三聚氯化铝法等。

硫化铁法是将硫化铁加入废水中，通过与氨氮反应生成硫化物沉淀物，达到去除总氮的目的。

该工艺简单、成本低，但产生的硫化物具有一定的二次污染风险。

氢氧化铝法是将氢氧化铝加入废水中，通过与氨氮反应生成氢氧化铝沉淀物。

该工艺对氮源浓度和废水pH值有一定要求，但去除效率较高。

三聚氯化铝法是将三聚氯化铝加入废水中，通过与氨氮反应生成氯化铝沉淀物。

该工艺操作简单、效果较好，但产生的氯化物会对环境造成二次污染。

三、吸附法吸附法是利用吸附剂将废水中的氮物质吸附到其表面从而去除总氮的工艺。

常用的吸附剂有活性炭、固体酸和离子交换树脂等。

活性炭吸附法是将废水通过活性炭床，利用活性炭对氮物质具有较强的吸附性能，从而去除总氮。

该工艺操作简单，但需要定期更换活性炭。

固体酸吸附法是将废水通过固体酸床，利用固体酸对氮物质具有较强的吸附性能，从而去除总氮。

该工艺适用于高浓度氮源废水，但吸附剂的再生和废弃物处理比较复杂。

离子交换树脂吸附法是将废水通过离子交换树脂床，利用离子交换树脂对氮物质具有较强的吸附性能，从而去除总氮。

生物脱氮除磷原理及工艺生物脱氮除磷原理及工艺1 引言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。

然而, 我国现有得城市污水处理厂主要集中于有机物得去除,污(废)水一级处理只就是除去水中得沙砾及悬浮固体;在好氧生物处理中,生活污水经生物降解,大部分得可溶性含碳有机物被去除。

同时产生、与与,其中25％得氮与19％左右得磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥得到去除;二级生物处理则就是去除水中得可溶性有机物,能有效地降低污水中得与, 但对N、Ｐ等营养物只能去除10%～ 20% , 其结果远不能达到二级排放标准、因此研究开发经济、高效得, 适于现有污水处理厂改造得脱氮除磷工艺显得尤为重要、２生物脱氮除磷机理2。

1 生物脱氮机理污水生物脱氮得基本原理就就是在将有机氮转化为氨态氮得基础上,先利用好氧段经硝化作用,由硝化细菌与亚硝化细菌得协同作用,将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮,即,将转化为与。

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)与(经反硝化)还原为氮气,溢出水面释放到大气,参与自然界氮得循环。

水中含氮物质大量减少,降低出水得潜在危险性,达到从废水中脱氮得目得［1]。

错误!硝化-—短程硝化:硝化——全程硝化(亚硝化＋硝化):○2反硝化——反硝化脱氮:反硝化——厌氧氨氧化脱氮:反硝化--厌氧氨反硫化脱氮:废水中氮得去除还包括靠微生物得同化作用将氮转化为细胞原生质成分。

主要过程如下:氨化作用就是有机氮在氨化菌得作用下转化为氨氮。

硝化作用就是在硝化菌得作用下进一步转化为硝酸盐氮、其中亚硝酸菌与硝酸菌为好氧自养菌,以无机碳化合物为碳源,从或得氧化反应中获取能量。

其中硝化得最佳温度在纯培养中为25-35 ℃,在土壤中为30-4０℃,最佳pH 值偏碱性、反硝化作用就是反硝化菌(大多数就是异养型兼性厌氧菌,DO＜0、5 mg/L)在缺氧得条件下,以硝酸盐氮为电子受体,以有机物为电子供体进行厌氧呼吸,将硝酸盐氮还原为或,同时降解有机物[2］。

水处理中脱氮原理及工艺张路摘要：水资源短缺和水污染严重已经成为严重制约我国社会经济持续发展、危害环境生态、影响人民生活和身体健康的突出问题，迫切需要加以解决。

本文论述了我国水处理的概况以及脱氮的原理及传统脱氮工艺和新的脱氮工艺.关键字:水处理；脱氮工艺1 氮污染概况我国水资源总量较为丰富，总量28124亿m3，位居世界第六，然而人均占有水资源量仅2340 m3，约为世界人均占有量的1/4。

并且我国水资源主要来源于降水，受大气环流、海陆位置、地形及地势等因素影响严重，在地域及时间上分布都极不均匀。

尤其近年来水资源短缺危机日益严重，如何合理配置现有水资源、在最大程度上避免水资源的浪费成为亟待解决的重大问题。

与此同时，全国年排污水量为350亿m3，城市污水集中处理率仅为百分之七，百分之八十的污水未经有效处理就排入江河湖海,使我国的水污染状况和水质富营养化十分严重，并进一步加剧了水资源的短缺.可以说水资源短缺和水污染严重已经成为严重制约我国社会经济持续发展、危害环境生态、影响人民生活和身体健康的突出问题，迫切需要加以解决。

我国缺水的东北、华北和沿海地区,每年可回收污水量约五十多亿立方米，通过污水回用可以在相当程度上缓解全国的水资源紧缺状况，成为江，河，湖,地下水之外的新水源，从而促进工农业产值的大幅度提高.污水的再生利用往往离不开脱氮除磷技术,这是因为传统的污水二级生物处理技术氮磷去除能力低，氮磷含量较高的再生污水回用于城市水体、工业冷却水、工业生产用水或者市政杂用水时将造成危害。

因此，当利用城市污水处理厂作为第二水源开发时，在污水再生利用过程中，对于某些回用对象,必须对氮和磷的含量加以控制。

近年来，由于过量的植物性营养元素氮、磷大量排入水体，水体的富营养化速度大大加快。

富营养化水指的是富含磷酸盐和某些形式氮素的水。

在光照和其它环境条件适宜的情况下,水中所含的这些营养物质足以使水体中的藻类过量生长，在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物代谢活动中,水体中的溶解氧很可能被耗尽，造成水体质量恶化和水生生态环境结构破坏,这就是所谓的水体富营养化现象.藻类生长的限制性因素是氮和磷，其含量通常决定着藻类的收获量,所以水体中的氮和磷营养盐类的增长就成为藻类生长的主要原因。

科技成果——污水生物脱氮工艺技术技术开发单位黄河三角洲京博化工研究院有限公司适用范围该技术适用于制革、农化、石化、食品等多种行业产生的高COD、高氨氮废水的总氮去除，处理工艺需配有传统的脱氮工艺，如A2/O，A/O/A/O等，系统温度需维持在15-45℃，不宜过低也不宜过高。

成果简介原理是将水体中的硝态氮和亚硝态氮转化为氮气，脱离水体，从而实现彻底去除水体氮素污染；主要是通过投加高效降解硝态氮的混合菌群并调节生产工艺条件，使得污水处理系统产生反硝化作用，进而达到减少水体氮素污染的目的；创新性主要在于以原有系统的活性污泥作为菌种来源并采用系统污水进行驯化培养，菌种适应性强，更重要的是该技术依托于现有的污水处理装置，无需进行设备、场地等投资，节约成本。

解决的关键问题是利用微生物技术实现水体氮素的高效去除，为污水脱氮领域提供高效率、低成本的生物解决方案。

技术效果该技术处理制革废水中试反硝化速率平均达到176mg/（L·d），平均去除率达到97.39%，工程应用时出水指标平均COD由330.86mg/L 降至278.29mg/L，总氮由平均230.52mg/L降至55.51mg/L，总氮去除率由0提高至79.06%。

运行过程中纯碱费用由1.47元/m3降至0，实现了污水达标排放的基础上极大地节约了运行成本。

运营成本（1）建设成本：一次性投入费用，按照处理系统体积*50元/m3。

（2）吨水处理费用：1.2元/吨。

（3）后期维护费：无。

应用情况山东新天鸿超越污水处理站位于滨州市沾化区城北工业园，日处理水量500m3/d。

其出水COD平均330.86mg/L，总氮平均230.52mg/L，不符合GB30486-2013《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》（COD ≤300mg/L，总氮≤140mg/L）。

采用本技术对系统进行调试后，其出水COD降至278.29mg/L总氮降至55.51mg/L，其总氮去除率由0提高至79.06%，纯碱费用由1.47元/m3降至0，保证污水达标排放的基础上极大地节约了运行成本。