众所复周知，氮和磷是生物制的重要营养源，那为什么在生活污水处理和化工污水处理过程中，进行脱氮除磷呢？又需要用什么方法来进行脱氮除磷？
氮和磷是生物的重要营养源，这是没错，但是如果排放的生活污水或化工污水中的氮、磷含量过高，没经过处理的污水排放到天然水体中去，直接导致天然水体中的氮和磷含量升高，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。赤潮就是由于水中氮和磷含量过高而导致的水体富营养化现象。那在生活污水处理过程和化工污水处理过程中，要如何去除氮和磷呢？
一：A2O工艺
A2O工艺也被称作活性污泥法。在该工艺流程内，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。A2O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌
将入流中的氨氮及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，转化成氮气逸入到大气中，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，将磷除去。
② 水处理中如何投加药剂，才能让脱氮除磷更有效
脱氮除磷是污水处理系统的一项重要功能，要保障脱氮除磷处理达标，很重要的一点就是要保证给微生物提供充足的有机物。
例如， 有效的反硝化需要易生物降解的碳源， 生物除磷需要短链挥发性脂肪酸， 在一些天然水质较软的地区， 需要补充碱度以维持整个曝气池硝化过程所需的pH条件；另外， 如果使用化学除磷， 无论是作为生物除磷过程的补充还是作为主要的除磷手段， 都需要添加金属盐和聚合物。除磷可选用微点环保生产除磷剂除磷，效果好，成本低。
反硝化的碳源投加
什么时候需要加药剂？
生物脱氮需要完成硝化和反硝化两个过程。废水中的氨氮首先必须被硝化或转化成亚硝酸盐和硝酸盐， 然后在反硝化过程中， 硝酸盐将被作为细胞呼吸过程中氧化简单碳化合物的供氧体被还原成氮气。
因此， 以去除硝酸盐为目标的反硝化过程必须要有易生物降解的碳源存在。其来源包括进水中溶解性BOD、内源反硝化过程中细胞的腐烂物和各类上清液回流等。当进水溶解性有机物不足而脱氮要求很高时， 则需要通过补充化学物质以提供反硝化过程所需要的碳源。以降低总氮。
反硝化所用的人工碳源有甲醇、乙醇、变性乙醇、醋酸及醋酸钠等纯化学药剂， 或者是工业生产过程中的废糖、糖蜜和废醋酸溶液等。其中甲醇的使用最普遍， 且被证明是最合适的碳源。
对于常规的生物脱氮工艺， 甲醇应直接投加在缺氧段， 并通过缺氧段内的搅拌器与进水及混合液充分混合， 需防止水流剧烈紊流导致甲醇从液相中挥发至空气， 也应防止因多余的氧气存在造成部分甲醇被细菌好氧呼吸消耗。
如果污水厂采用四阶段或五阶段活性污泥工艺， 在后续的缺氧段（第二缺氧段） 投加碳源可以获得比内源呼吸更高的反硝化速率， 能进一步去除硝酸盐；对于三级反硝化系统， 如反硝化滤池、反硝化好氧生物滤池等， 则补充碳源对于系统的运行非常重要。
因为反硝化过程在主体曝气工艺的下游，进水中的所有溶解性BOD都已经被去除，所以甲醇通常投加于反硝化进水中。以上回答希望对你有所帮助，望采纳。
③ 污，废水为什么要脱氮除磷
污水中富含大量的N、P元素等元素，这些化学微量元素都是藻类繁殖所需要的，藻类的大量繁殖会引起湖水的水华与海水的赤潮；另外，藻类的大量繁殖也会使得维持水质的其他微生物的数量下降。
④ 污水处理工艺对脱氮除磷不好
污水处理工艺 是一个流程系统 并不能简单的称为什么方法
这个流程包括预处理专+生物处理（物化）+深度处属理
脱氮除磷无非就是厌氧除磷和消化反硝化
如果不考虑脱氮除磷，也要根据COD、BOD的水质情况选用生化处理部分的工艺
如果水质生化性好的话，不必考虑水解酸化
COD很高的话，则需要考虑厌氧处理
针对不同的污水（生活污水、工业废水）、还有水量，选用的工艺都不一样
⑤ 急急急！！！污水中氮和磷对环境有哪些危害分析生物脱氮除磷过程中不同阶段微生物作用的特点
第1 卷第1 期
2 0 0 0 年2 月
环境污染治理技术与设备
Techniques and Equipment for Environmental Pollution Control
Vol . 1 , No . 1
Feb . , 2 0 0 0
生物脱氮除磷工艺中的
微生物及其相互关系
X
郭劲松 黄天寅 龙腾锐
(重庆建筑大学城市建设学院,重庆400045)
摘 要
本文着重对近年来脱氮除磷微生物学方面的研究进展进行了综述,分析了生物脱氮除磷
反应器中各类功能微生物间的相互作用关系,营养物代谢机理和对处理效率的贡献,讨论了
脱氮除磷生物学应深入研究的一些问题。
关键词:废水处理 脱氮除磷 微生物
一、前 言
生物方法脱氮除磷由于其处理效率高、运行成本较低、污泥相对易处理,受到广泛重
视。目前已经发展了诸如A/ O、A2/ O、Bardenpho 、UCT、VIP、SBR 及氧化沟等较为成功
的脱氮除磷工艺。在生物脱氮除磷过程中,微生物的种类、数量和代谢活性以及它们之间
相互作用关系所形成的微生态系统的特征,直接影响着废水处理的效率。因此,分析研究
脱氮除磷微生物的种类及其相互作用的关系,对于生物脱氮除磷工艺的优化控制管理和
开发新工艺将会起到重要作用。
二、生物脱氮除磷活性污泥微生物组成
11 脱氮微生物
一般生物废水处理反应器内的微生物都能降解蛋白质、多肽、氨基酸、尿素等含氮化
合物以获得生命活动所需能量和其它小分子物质,并生成氨氮,这个过程称为氨化[1 ] 。
蛋白质的分解过程如下[2 ] :
蛋白质
蛋白酶
蛋白胨
蛋白酶
多肽
肽酶
氨基酸
不同微生物所具有的蛋白酶也不尽相同,如枯草杆菌有明胶酶和酪蛋白酶,而大肠杆
菌没有这两种酶,因此不能分解明胶和酪蛋白。污水中能分解蛋白质的微生物种类很多,
特别是假单胞菌属、牙孢菌属中某些种均能产生蛋白酶。真菌中的曲霉、毛霉和木霉也能
X 本研究得到国家自然科学基金资助(59838300)
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产生蛋白酶分解蛋白质。
氨基酸被吸收进入微生物细胞后,有的转化为另一种氨基酸用于合成菌体蛋白质或
某些含氮化合物的合成。而另一部分氨基酸的降解主要通过脱氨基和脱羧基两种方式。
由于微生物类型、氨基酸种类与环境条件不同,脱氨方式也不同,主要有:
a. 氧化脱氮:在有氧条件下好氧微生物将氨基酸氧化成酮基酸和氨。
b. 还原脱氮:在厌氧条件下,专性厌氧菌和兼性厌氧菌将氨基酸还原成饱和脂肪酸和
氨。
c. 水解脱氮和减饱和脱氮:不同氨基酸经此两种方式脱氨生成不同的产物。如大肠
杆菌及变形杆菌水解色氨酸,生成吲哚、丙酮酸及氨;粪链球菌使精氨酸产生瓜氨酸;大肠
杆菌、变形杆菌、枯草杆菌和酵母菌等能将半胱氨酸分解为丙酮酸、氨和硫化氢。
硝化反应是在好氧状态下由亚硝酸菌( Nit rosomonas ) 与硝酸菌( Nit robacter) 共同完
成的。亚硝酸菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和硝酸球菌属等,硝酸菌有硝酸杆
菌、螺菌属和球菌属等,两者都属专性好氧菌。硝化细菌几乎生活在所有污水处理过程
中,它们都是革蓝氏染色阴性,具有强烈的好氧性,不能在酸性条件下生长,由于这两类细
菌不需要有机物作为养料,且是通过氧化无机的氮化合物得到所需的能量,故它们是化能
自养型的细菌[3 ] 。亚硝酸菌和硝酸菌以无机化合物CO2 -
3 、HCO -
3 及CO2 等为碳源,以
NH+
4 及NO -
2 为电子供体,O2 为电子受体,使氨氮氧化并合成新细胞,反应式可表示为:
55NH+
4 + 76O2 + 109HCO-
3
亚硝酸菌
C5H7NO2 + 54NO -
2 + 57H2O + 104H2CO3
400NO -
2 + NH+
4 + 4H2CO3 + HCO -
3 + 195O2
硝酸菌
C5H7NO2 + 3H2O + 400NO -
3
污水生物处理系统中微生物在无氧条件下大多具有反硝化能力,常见的有变形杆菌、
微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆菌属等[4 ] 。这些细菌利用硝酸盐中的氧进行呼吸,氧化分
解有机物,将硝态氮还原为N2 或N2O ,其过程如下[5 ] :
NO -
3
硝酸盐还原酶
NO -
2
亚硝酸盐还原酶
NO
氧化氮还原酶
N2O
氧化亚氮还原酶
N2
Payne[6 ] (1973) 系统回顾了具有反硝化能力的废水处理微生物,指出有些类群只具有
硝酸盐还原酶,故只能将NO -
3 还原至NO-
2 ,如无色杆菌属、放线杆菌属、气单胞菌属、琼
脂杆菌属、芽孢杆菌属等;而其它类群由于具有反硝化中的全部酶系,因此能将NO-
3 还
原成N2 ,如微球杆菌属、丙酸杆菌属、螺菌属等。在所有反硝化菌中,有些是专性好氧菌,
有些是兼性厌氧菌。它们在好氧、厌氧或缺氧条件下,即使利用相同的有机基质,但通过
不同的呼吸途径,产生的能量不同,同时细胞产量也不同。此外,少数专性和兼性自养细
菌也能还原硝酸盐,如硫杆菌属细菌能以氢气还原性H2S 等无机物为电子供体,在厌氧
条件下利用NO -
3 作为电子受体来氧化还原性硫。
Kuenen J G等[7 ] (1987) 及Robert son L A. 等[8 ] (1992) 发现,许多异养型硝化细菌能
进行好氧反硝化反应,在产生NO -
3 和NO -
2 的过程中将这些产物还原,这为在同一反应
器中在同一条件下完成生物脱氮提供了可能。Vandegraaf 等[9 ] (1995) 研究发现异养硝
化、好氧反硝化细菌Thiosphaera pantot ropha 能把NH+
4 氧化成NO-
2 ,尔后通过反硝化途
径将NO-
2 (与外源提供的NO -
2 和NO -
3 一起) 还原为N2 ,从而完成脱氮。
1 期 郭劲松等:生物脱氮除磷工艺中的微生物及其相互关系 9
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Mnlder A 等[10 ] (1995) 发现氨确实可以直接作为电子供体进行反硝化反应,并称之
为Anaerobic Ammonium Oxidation (厌氧氨生物氧化) 。Vandegraaf 等[11 ] (1996) 通过研
究,证实了厌氧氨生物氧化是一个微生物过程,在厌氧分批培养中,氨与硝酸盐同时被转
化,仅有微量的亚硝酸盐积累,一旦硝酸盐耗尽,氨转化即停止,但其中起作用的菌属还待
进一步研究。
21 除磷微生物
在有氧条件下摄取磷,在厌氧条件下释放磷原理[12 ,13 ,14 ,15 ] ,目前已被普遍接受。
Fuhs 等[16 ] (1975) 对Baltimore Black River 和Seneca Falls 这两个具有很好除磷效果的污
水厂曝气池中的活性污泥进行检测,发现不动杆菌属( Acinetobacter) 与磷的去除密切相
关。Buchan[17 ] (1983) 研究分析了除磷效果良好的几个试验装置及污水厂的曝气活性污
泥,表明不动杆菌是其中的优势菌种,他认为废水生物除磷过程首先是富集不动杆菌属,
然后通过该菌过量吸收磷达到除磷的目的。此后,Lotter[18 ] (1985) ,Cloete 等[19 ] (1985) ,Bay2
ly 等[20 ] (1989) 和Beacham[21 ] (1990) 也分别在除磷活性污泥中检测到了大量的不动杆菌属。
然而,Brodich 等[22 ] (1983) 发现其生物除磷试验装置活性污泥的微生物中,不动杆菌属是少
数菌属,只占总量的1 %～10 %,而优势菌属为气单胞菌属和假单胞菌属。Hiraishi 等[23 ]
(1989) 比较了生物除磷工艺活性污泥与非除磷工艺活性污泥的微生物组成,发现两者中的
不动杆菌都不占优势,在除磷A/ O 法活性污泥中不动杆菌属只占大约1 %。由此可见不动
杆菌并不是唯一的除磷微生物,还有其它微生物的除磷能力也不容忽视。
Mino[24 ] (1987) 提出内源糖通过EMP 途径(酵解途径) 降解,获得的能量用来吸收醋
酸以合成PHB(聚羟基丁酸盐) ,除磷菌在厌氧段降解内源糖的反应式为:
CH2O + 0. 083C6H10O5 (CH) + 0. 44HPO2 -
3 + 0. 023H2O
1. 33CH1. 5O0. 5 (PHB) + 0. 17CO2 + 0. 44H3PO4
图1 厌氧状态放磷[ 21 ]
在好氧或有NO -
3 存在条件下,因消耗
PHB 及内源碳而建立起的三羧酸循环和呼
吸链产生氢离子,为维持细胞质子动力pmf
的恒定趋向,细胞吸收过量磷,并合成丰富的
Poly - P[25 ] 。除磷菌生化反应模型如图2 所
示。
31 具有反硝化能力的除磷菌(DPB)
在污水生物处理中,生物除磷通常是与
生物脱氮(硝化与反硝化) 工艺一起应用。如
图2 所示,有些除磷菌亦能利用NO -
3 作为电子受体,在吸收磷的同时进行反硝化。许多
研究者[27 ] [28 ,29 ,30 ]在活性污泥系统和实验室培养中发现了具有反硝化能力的除磷菌
(DPB) 。NO -
3 被用来氧化细胞内储存的PHB ,然后以氮分子的形式从废水中排除。这样
引起水体富营养化的氮、磷两大主要元素都被去除。Kuba[31 ] (1994) 发现DPB 除磷能力
与传统A/ O 工艺中普通除磷菌相似,同时也具有建立在内源PHB 和糖类物质(Carbohy2
drate) 基础上类似的生物代谢机理。在特定的条件下,除磷菌具有很强的反硝化能力。
1 0 郭劲松等:生物脱氮除磷工艺中的微生物及其相互关系 1 卷
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Kuba[32 ] (1997) 在Holten 污水处理厂的研究表明,约有50 %的除磷菌参与了反硝化活动。
图2 好氧/ 缺氧状态吸磷[ 26 ]
三、生物脱氮除磷工艺反应器中微生物关系
一般来说[33 ] ,微生物的相互关系有三种可能:第一,一种微生物的生长和代谢对另一
种微生物的生长产生有利影响,或者相互有利,形成有利关系,如生物间的共生和互生;第
二,一种微生物的生长与代谢对另一种微生物的生长产生不利影响,或者相互有害,形成
有害关系,如微生物间的拮抗、竞争、寄生和捕食;第三,两种微生物生活在一起,两者间发
生无关紧要、没有意义的相互影响,表现出彼此对生长和代谢无明显的有利或有害影响,
形成中性关系,如种间共处。
11 有利关系
微生物之间的有利关系可分为互生关系和共生关系。互生关系是微生物间比较松散
的联合,在联合中可以是一方得利,即一方为另一方提供或改善生活条件,或者是双方都
得利。而共生关系是两种微生物紧密地结合在一起,当这种关系高度发展时,就形成特殊
的共同体,在生理上表现出一定的分工,在组织和形态上产生新的结构。
生物脱氮系统中,互生关系主要表现为在化学水平的协作,即微生物间相互提供生长
因子、代谢刺激物或降解对方的代谢抑制物,平衡pH 值,维持适当的氧化还原电位或消
除中间产物的累积。氨化细菌,亚硝酸菌,硝酸菌及反硝化菌之间就表现为互生关系。在
氮素转化过程中,氨化细菌分解有机氮化合物产生氨,为亚硝酸菌创造了必需的生活条
件,但对氨化细菌则无害也无利。亚硝酸菌氧化氨,生成亚硝酸,又为硝酸菌创造了必要
的生活条件。Chai Sung Gee 等[34 ]研究了亚硝化单胞菌属与硝化杆菌在反应器内的相互
作用,运用悬浮生长实验获得的稳态氨和亚硝酸氧化的数据确定了这两种细菌数量的生
长参数,得出结论:硝化杆菌的活性依赖于硝化杆菌对亚硝化单胞菌的数量比例,而亚硝
化单胞菌的活性则不受两者之间数量比例的影响。可以断定这两个种群之间必然存在着
酶促共栖或生物化学的能量转移。反硝化菌则在厌氧条件下将NO-
3 、NO -
2 还原为N2 气
体,从污水的液相中排出,为亚硝化菌和硝化菌解除抑制因子,同时反硝化过程还提高了
反应器内的碱度,部分地补充了硝化过程所消耗的碱度,有利于反应器内pH 值稳定在硝
化菌活性较大的范围内。
⑥ 污水生物处理过程中为何脱氮除磷之间存在矛盾在实际中如何解决
矛盾就是两种菌的适宜生长条件不同。解决可以采用序列式间歇活性污泥法(SBR)及其改良方法来处理。具体说明如下：Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点： 1、 理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 2、 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 3、 耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 4、 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 5、 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 6、 反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 7、 SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 8、 脱氮除磷，适当控制运行交替，具有良好的脱氮除磷效果。 9、 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
⑦ 用什么工艺处理生活污水（脱氮除磷）
我们之前刚做了个类似的工程，流程是泵站-粗细格栅-钟式沉沙池-CAST生化池-紫外消毒
生活污水中比回较难处理的是答N和P，CAST工艺脱氮除磷效果较好。
这里有一份城镇污水处理厂可行性研究报告，可参考下：http://www.nosea.net/html/fs/20071220/173.html
⑧ 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
⑨ 污水处理中脱氮除磷的问题如何控制
脱氮除磷是污水处理工艺的重要环节,也是比较容易出问题的地方。对于传统的sbr工艺内氮磷的去除存容在着一些难度,主要是厌氧硝化时间上存在问题。污水未经过厌氧硝化直接进入主反应区,虽然在主反应阶段有厌氧耗氧交替的过程,但是还是存在一些问题,对于进水n含量较高的水体来讲去除就有些难度。虽然如此,经过大量的改进,现在在传统sbr工艺的基础上有了很大的进步,前段加了兼(厌)氧回流等措施,一定程度上解决了sbr工艺脱氮除磷的问题。在实际的运行操作过程中,需要注意污泥回流比、进水速度、进水量等。
⑩ 污水深度处理为什么要脱氮除磷啊
氮、磷是造成水体富营养化的主要原因，水华和赤潮的生成它们多是它们造成的。
所以要控制自然水体的污染，污水处理中，脱氮除磷就是重要的一项工作。