1. 污,废水脱氮原理是什么如何应用到废水的处理中
氮、磷是营养元素,工业废水和生活污水中的氮、磷大量进入水体后,水生生物
特别回是藻类将大量繁殖,大量死答亡的水生生物被微生物分解,分解过程中消耗大
量的溶解氧,水中的溶解氧浓度急剧下降,从而影响了鱼类等水生生物的生存.
城市污水厂的活性污泥法脱氮除磷的原理是:利用微生物分解有机氮,再转化为
硝酸盐,之后反硝化成氮气得以去除;除磷则是利用聚磷菌放磷后,更大量的吸
收磷,使磷富集在污泥中,通过排放剩余污泥去除磷.
2. 除磷的原理,比如污水中的氨氮是通过怎样的反应去
除磷的原理,比如污水中的氨氮是通过怎样的反应去
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(N2)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
3. A2O污水处理方法原理
A2/O工艺是将厌/好氧除磷系统和缺氧/好氧脱氮系统相结合而成,是生物脱氮除磷的基础工艺,可同时去除水中的BOD、氮和磷。
工艺为:原水与从沉淀池回流的污泥首先进入厌氧池,在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解态有机物进行厌氧释磷;然后与好氧末端回流的混合液一起进入缺氧池,在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有机物和回流的硝酸盐进行反硝化作用脱氮;脱氮反应完成后,进入好氧池,在此污泥中的硝化菌进行硝化作用将废水中的氨氮转化为硝酸盐同时聚磷菌进行好氧吸磷,剩余的有机物也在此被好氧细菌氧化,最后经沉淀池进行泥水分离,出水排放,沉淀的污泥部分返回厌氧池,部分以富磷剩余污泥排出。
厌氧 厌氧释磷
缺氧 反硝化细菌反硝化脱氮
好氧 硝化细菌硝化作用生成硝酸盐;聚磷菌好氧吸磷
a.本工艺特点
(1)本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺;
(2)在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,无污泥膨胀之虞,SVI值一般均小于100;
(3)污泥中含P浓度高,一般为2.5%以上,具有很高的肥效;
(4)运行中勿需投药,两个A段只用轻缓搅拌,以不增加溶解氧为度,运行费用低;
(5)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱N除P的功能;
(6)脱N效果受混合液回流比大小的影响,除P效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响,因而脱N除P效率不可能很高。
b.存在问题
(1)厌氧区居前,回流污泥中带有大量的硝酸根,破坏厌氧环境,对厌氧区聚磷菌厌氧释磷不利;
(2)缺氧区处于系统中间,反硝化脱氮C源供给不足,使系统脱氮受限;
(3由于存在内循环,常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际中只有一部分经历了完整的释P、吸P过程,其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧进入好氧区,这对系统除P不利。
4. 脱氮除磷的定义是什么
植物和其他生物的吸收、氨化作用、硝化作用、反硝化作用、氨的挥发作用、铵根离子的阳离子交换作用等。人工湿地对磷的去除机理包括:基质吸附、植物吸收和微生物去除,而磷最终从系统中去除依赖于湿地植物的收割和饱和基质的更换。氨氮通过好氧亚硝化、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。在一般系统中,提高除磷效率往往伴随着脱氮率的下降,因此有研究者设想如果将反硝化与除磷这两个需碳源的过程合二为一,即在缺氧环境下利用亚硝酸盐作为电子受体,同时进行反硝化和超量聚磷,这样可大大减少碳源需求量。已有研究者观察到这种现象,并认为存在反硝化聚磷菌(DNPAO)可同时进行反硝化作用和超量聚磷,但在不同环境条件下,DNPAO的诱导增殖与代谢途径的变化规律等仍有待研究。
5. 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)。
6. 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
7. 污、废水为什么要脱氮除磷叙述污、废水脱氮、除磷的原理。
氮、磷是营养元素,工业废水和生活污水中的氮、磷大量进入水体后,水生生物特别是藻类将大量繁殖,大量死亡的水生生物被微生物分解,分解过程中消耗大量的溶解氧,水中的溶解氧浓度急剧下降,从而影响了鱼类等水生生物的生存。城市污水厂的活性污泥法脱氮除磷的原理是:利用微生物分解有机氮,再转化为硝酸盐,之后反硝化成氮气得以去除;除磷则是利用聚磷菌放磷后,更大量的吸收磷,使磷富集在污泥中,通过排放剩余污泥去除磷。
8. 水处理过程中,脱氮除磷的原理
脱氮 先硝化,再反硝化,使其中的的氮元素变成氮气,便可以脱氮。
除磷:无水中部分磷可作为微生物的营养物质被细胞同化吸收,转化为固态而被除去。在碱性条件下磷酸根可以钙离子生成磷灰石,因而可向废水中投加石灰乳沉淀除磷
9. 生物法脱氮除磷的基本原理,影响因素及基本流程有哪些
氮和磷是生物的重要营养源,随着化肥、洗涤剂和农药普遍使用,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,对水生生物和人体健康产生很大的危害。然而,我国现有的城市污水处理厂主要集中于有机物的去除,污(废)水一级处理只是除去水中的沙砾及悬浮固体;在好氧生物处理中,生活污水经生物降解,大部分的可溶性含碳有机物被去除。
同时产生NH3-N 、 和和,其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥得到去除;二级生物处理则是去除水中的可溶性有机物,能有效地降低污水中的 和 ,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、高效的,适于现有污水处理厂改造的脱氮除磷工艺显得尤为重要。
生物脱氮除磷机理
生物脱氮机理
污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,先利用好氧段经硝化作用,由硝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。
废水中氮的去除还包括靠微生物的同化作用将氮转化为细胞原生质成分。主要过程如下:氨化作用是有机氮在氨化菌的作用下转化为氨氮。硝化作用是在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸盐氮。其中亚硝酸菌和硝酸菌为好氧自养菌,以无机碳化合物为碳源,从 或 的氧化反应中获取能量。其中硝化的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。反硝化作用是反硝化菌(大多数是异养型兼性厌氧菌,DO<0.5mg/L)在缺氧的条件下,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N2或NO2-同时降解有机物。
生物除磷原理
磷在自然界以2种状态存在:可溶态或颗粒态。所谓的除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷,达到磷水分离。废水在生物处理中,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,同时产生利用废水中简单的溶解性有机基质所需的能量,称该过程为磷的释放。进入好氧环境后,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。将这些摄取大量磷的微生物从废水中去除,即可达到除磷的目的。
厌氧释放磷的过程
聚磷菌在厌氧条件下,分解体内的多聚磷酸盐产生ATP,利用ATP以主动运输方式吸收产酸菌提供的三类基质进入细胞内合成PHB。与此同时释放出于环境中。
好氧吸磷过程
聚磷菌在好氧条件下,分解机体内的PHB和外源基质,产生质子驱动力将体外的输送到体内合成ATP和核酸,将过剩的聚合成细胞贮存物:多聚磷酸盐(异染颗粒)。
10. 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。