硝化氮废水生物处理基本原理

① 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）。

② 废水中氨氮应该如何去除

高氨氮废水处理方法：
一、物化法
1. 吹脱法
在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法，一般认为吹脱与温度、PH、气液比有关。
2. 沸石脱氨法
利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。
3.膜分离技术
利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便，氨氮回收率高，无二次污染。例如:气水分离膜脱除氨氮。氨氮在水中存在着离解平衡，随着PH升高，氨在水中NH3形态比例升高，在一定温度和压力下，NH3的气态和液态两项达到平衡。根据化学平衡移动的原理即吕.查德里(A.L.LE Chatelier)原理。在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。化学平衡只是在一定条件下才能保持"假若改变平衡系统的条件之一，如浓度、压力或温度，平衡就向能减弱这个改变的方向移动。"遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是高浓度氨氮废水，另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的压力差，那么废水中的游离氨NH4+,就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面，在膜表面分压差的作用下，穿越膜孔，进入吸收液，迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。
4.MAP沉淀法
主要是利用以下化学反应:Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐，当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁(MAP)，除去废水中的氨氮。
5.化学氧化法
利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨，这种方法还可以起到杀菌作用，但是产生的余氯会对鱼类有影响，故必须附设除余氯设施。
二、生物脱氮法
传统和新开发的脱氮工艺有A/O，两段活性污泥法、强氧化好氧生物处理、短程硝化反硝化、超声吹脱处理氨氮法方法等。
1.A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2~4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率;在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+)，在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。其特点是缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷，反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。BOD5的去除率较高可达90~95%以上，但脱氮除磷效果稍差，脱氮效率70~80%，除磷只有20~30%。尽管如此，由于A/O工艺比较简单，也有其突出的特点，目前仍是比较普遍采用的工艺。
2.两段活性污泥法能有效的去除有机物和氨氮，其中第二级处于延时曝气阶段，停留时间在36小时左右，污水浓度在2g/l以下，可以不排泥或少排泥从而降低污泥处理费用。
3.强氧化好氧生物处理其典型代表有粉末活性炭法(PACT工艺)
粉末活性碳法的主要特点是向曝气池中投加粉末活性炭(PAC)利用粉末活性炭极为发达的微孔结构和更大的吸附能力，使溶解氧和营养物质在其表面富集，为吸附在PAC 上的微生物提供良好的生活环境从而提高有机物的降解速率。
近年来国内外出现了一些全新的脱氮工艺，为高浓度氨氮废水的脱氮处理提供了新的途径。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化等。
4. 短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式，是去除水中氨氮的一种较为经济的方法，其原理就是模拟自然生态环境中氮的循环，利用硝化菌和反硝化菌的联合作用，将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气，曝气费用成为这种脱氮方式的主要开支。短程硝化反硝化是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，然后进行反硝化，省去了传统生物脱氮中由亚硝酸盐氧化成硝酸盐，再还原成亚硝酸盐两个环节(即将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化)。该技术具有很大的优势:①节省25%氧供应量，降低能耗;②减少40%的碳源，在C/N较低的情况下实现反硝化脱氮;③缩短反应历程，节省50%的反硝化池容积;④降低污泥产量，硝化过程可少产污泥33%~35%左右，反硝化阶段少产污泥55%左右。实现短程硝化反硝化生物脱氮技术的关键就是将硝化控制在亚硝酸阶段，阻止亚硝酸盐的进一步氧化。
5. 厌氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自养脱氮(CANON)
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下氨氮以亚硝酸盐为电子受体直接被氧化成氮气的过程。
厌氧氨氧化(Anaerobicammoniaoxidation，简称ANAMMOX)是指在厌氧条件下，以Planctomycetalessp为代表的微生物直接以NH4+为电子供体，以NO2-或NO3-为电子受体，将NH4+、NO2-或NO3-转变成N2的生物氧化过程。该过程利用独特的生物机体以硝酸盐作为电子供体把氨氮转化为N2，最大限度的实现了N的循环厌氧硝化，这种耦合的过程对于从厌氧硝化的废水中脱氮具有很好的前景，对于高氨氮低COD的污水由于硝酸盐的部分氧化，大大节省了能源。目前推测厌氧氨氧化有多种途径。其中一种是羟氨和亚硝酸盐生成N2O的反应，而N2O可以进一步转化为氮气，氨被氧化为羟氨。另一种是氨和羟氨反应生成联氨，联氨被转化成氮气并生成4个还原性[H]，还原性[H]被传递到亚硝酸还原系统形成羟氨。第三种是:一方面亚硝酸被还原为NO，NO被还原为N2O，N2O再被还原成N2;另一方面，NH4+被氧化为NH2OH，NH2OH经N2H4，N2H2被转化为N2。厌氧氨氧化工艺的优点:可以大幅度地降低硝化反应的充氧能耗;免去反硝化反应的外源电子供体;可节省传统硝化反硝化反应过程中所需的中和试剂;产生的污泥量极少。厌氧氨氧化的不足之处是:到目前为止，厌氧氨氧化的反应机理、参与菌种和各项操作参数不明确。
全程自养脱氮的全过程实在一个反应器中完成，其机理尚不清楚。Hippen等人发现在限制溶解氧(DO浓度为0.8·1.0mg/l)和不加有机碳源的情况下，有超过60%的氨氮转化成N2而得以去除。同时Helmer等通过实验证明在低DO浓度下，细菌以亚硝酸根离子为电子受体，以铵根离子为电子供体，最终产物为氮气。有实验用荧光原位杂交技术监测全程自养脱氮反应器中的微生物，发现在反应器处于稳定阶段时即使在限制曝气的情况下，反应器中任然存在有活性的厌氧氨氧化菌，不存在硝化菌。有85%的氨氮转化为氮气。鉴于以上理论，全程自养脱氮可能包括两步第一是将部分氨氮氧化为烟硝酸盐，第二是厌氧氨氧化。
6. 好氧反硝化
传统脱氮理论认为，反硝化菌为兼性厌氧菌，其呼吸链在有氧条件下以氧气为终末电子受体在缺氧条件下以硝酸根为终末电子受体。所以若进行反硝化反应，必须在缺氧环境下。近年来，好氧反硝化现象不断被发现和报道，逐渐受到人们的关注。一些好氧反硝化菌已经被分离出来，有些可以同时进行好氧反硝化和异养硝化(如Robertson等分离、筛选出的Tpantotropha.LMD82.5)。这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化，简化了工艺流程，节省了能量。
7.超声吹脱处理氨氮
超声吹脱法去除氨氮是一种新型、高效的高浓度氨氮废水处理技术，它是在传统的吹脱方法的基础上，引入超声波辐射废水处理技术，将超声波和吹脱技术联用而衍生出来的一种处理氨氮的方法。将这两种方法联用不仅改进了超声波处理废水成本较高的问题，也弥补了传统吹脱技术去除氨氮不佳的缺陷，超生吹脱法在保证处理氨氮的效果的同时还能对废水中有机物的降解起到一定的提高作用。技术特点(1)高浓度氨氮废水采用90年代高新技术--超声波脱氮技术，其总脱氮效率在70~90%，不需要投加化学药剂，不需要加温，处理费用低，处理效果稳定。(2)生化处理采用周期性活性污泥法(CASS)工艺，建设费用低，具有独特的生物脱氮功能，处理费用低，处理效果稳定，耐负荷冲击能力强，不产生污泥膨胀现象，脱氮效率大于90%，确保氨氮达标。

③ 生物脱氮的基本原理是什么

生物来脱氮原理
生物脱氮是利用自自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制，首先，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌左右变成硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、PH值以及碳源，生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要是在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件：
一、硝化阶段：足够的的溶解氧，DO值在2mg/L以上，合适的温度，最好在20℃，不能低于10℃，，足够长的污泥泥龄，合适的PH条件。
二、反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件DO值在0.2mg/L左右，充足碳源(能源)，合适的PH条件。
 

④ 总氮的去除方法及原理

1、废水中总氮的构成
总氮元素主要由氨氮、有机氮、硝态氮、亚硝态氮以及氮氧化合物组成，其中氨氮主要来自于氨水以及诸如氯化铵等无机物。有机氮主要来自于一些有机物中的含氮基团，比如有机胺类等。氮氧化合物诸如一氧化氮以及二氧化氮等是有毒气体，由于状态不稳定，一般很少存在。硝态氮在自然界中比较稳定，且含量较高，比如国防工业ZhaYao制造过程中大量用◇◇作为原料，机械化学等工业使用大量与◇◇相关的原材料作为氧化剂，同时很多污水通过前期生化以及硝化以后也含有大量的◇◇，因为硝态氮十分稳定，且极易溶解于水，因此污染十分严重，极易扩散。
2、氨氮的去除办法
含氨氮废水目前市场上技术已经非常成熟，一般通过以下几种办法去除。
第一，折点加氯氧化法，通过加入次◇◇或者漂白粉进行氧化，将氨氮转化为氮气释放，目前市场上常见的氨氮去除剂基本以漂白粉为主。其反应方程式如下所示：
2NH2Cl + HClO →N2↑+3H++3Cl- +H2O
第二，利用微生物硝化和反硝化去除废水中的氨氮，其原理是硝化菌和反硝化菌的联合作用，将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。首先通过硝化细菌和亚硝化细菌将氨氮转化为亚◇◇和◇◇，然后再进行反硝化，将◇◇转化为氮气。其反应原理图如下所示：
2NH3 + 3O2 → HNO2 + H2O + 能量（亚硝化作用）
2HNO2 + O2 → 2HNO3 + 能量（硝化作用）
HNO3 + CH3OH → N2 + CO2 + H2O + 能量（反硝化作用）
3、有机氮的去除办法
在一些废水中含有有机氮，有机氮大多通过微生物去除。在转化中，主要包括氨化、硝化和反硝化三个阶段。在氨化过程中，水中有机氮在微生物作用下转化为氨氮。硝化过程中，首先在亚硝化杆菌的作用下，氨氮转化为亚◇◇氮，然后在硝化杆菌作用下，亚◇◇氮进一步被氧化成◇◇氮。反硝化过程中，◇◇氮转化为氮气，释放到空气中，也正是在这个过程中，水中的氮被彻底去除了。
4、硝态氮的去除办法
硝态氮主要是指◇◇根离子，目前有采用离子交换、膜渗透、吸附以及生物脱氮的方法。其中离子交换法、膜渗透法以及吸附法都只是◇◇根离子的浓缩与转移，无法真正去除总氮，浓缩以后的◇◇根废液需要进一步处理。
在生物脱氮中，主要是指◇◇根离子通过反硝化细菌降解转化为氮气的过程。在传统的生化方法中，需要极大地占地面积，而且由于微生物密度低，微生物脱氮效率很低，而且出水不清澈，有悬浮物，不耐毒性物质。
苏州湛清环保科技有限公司新设计一种高效反硝化生物滤池装置，经过特殊结构设计的高效反硝化生物滤池，专为工业废水处理研发，适应工业废水高盐分、高毒性、高硝氮、波动大的水质特点。

该技术具有以下特点：
脱氮效率高——正常运行脱氮负荷2kg N/m³·d，出水总氮稳定达标
占地面积小——10t/h的处理量，降低20mg/L总氮，占地面积仅3㎡
易操作维护——全自动控制，无需更换填料，反冲洗水量少、频率低
污泥产量少——反冲洗排出的少量微生物回流至生化池继续分解
运行成本低——去除20 mg/L的总氮，吨水成本约0.7元

⑤ 污水生物脱氮的原理是什么

首先你要明确反硝化的原理：硝态氮——亚硝态氮——no——n20——n2，因为你无法得到回亚氮之答后的数据，所以你可以间接的以亚氮的数据去分析n2o的数值。
但从你得到的数据来看，想把你原来的课题讲清楚看来是很难的，参照你现在得到的实验数据你可以和你老是商量下，分析反硝化过程中亚氮积累对反硝化的影响还是可以说清楚的，比如讲你的亚氮很低，这就说明反硝化过程没有亚氮的积累，说明反硝化效果是好的，如果你的亚氮比较多，说明你反硝化的进程不好，存在抑制因素。
我只提下我的建议，希望有帮助。还有，本科答辩不比过多再议，能把事情说清楚就可以了，没要必要非做出来什么效果。

⑥ 污水处理中脱氮原理反硝化、硝化的顺序，不明白，(我是个外行)

在污水处理中按脱氮原理，或者说要达到脱氮的目标，顺序是先硝化细菌在好氧环境下进行硝化作用，把污水污泥中的氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐，然后在缺氧条件下反硝化细菌进行反硝化反应，把硝酸盐和亚硝酸盐氮转化为氮气，以达到脱氮的目的。

但是，污水处理中，不仅要脱氮，而且还要除磷，而磷在好氧条件下才聚磷，厌氧和缺氧要在好氧之前。但这对脱氮影响不大，因为污水处理中的经过好氧处理的大部分污泥还要回流利用，所以厌氧——缺氧——好氧是个循环的过程，经过循环过程，氮在缺氧去除，磷在好氧去除。

(6)硝化氮废水生物处理基本原理扩展阅读：

A2/O工艺（AAO工艺、AAO法：厌氧-缺氧-好氧），是一种很常用的二级污水处理工艺，具有脱氮除磷的作用，用于二级污水处理或者三级污水处理，后续增加深度处理后，可作为中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。

首先，污水与回流污泥进入厌氧池进行混合，经一定时间厌氧分解作用，去除部分BOD，并使部分含氮化合物转化成氮气（反硝化作用）而释放，回流污泥中的聚磷微生物（聚磷菌等）释放出磷，满足细菌对磷的需求。

然后，污水流入缺氧池，池中的反硝化细菌以污水中的含碳有机物为碳源，将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根和亚硝酸根还原为氮气而释放。

接下来，污水流入好氧池，水中的氨氮进行硝化反应生成硝酸根或亚硝酸根，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物能量，微生物从水中吸收磷，则磷富集在微生物内，最后经沉淀分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。

网络：A2O

⑦ 去除氨氮硝化反应是什么原理

一、硝化与反硝化的作用机理：
1、硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌，亚硝化菌将废水中的NH3转化为亚硝酸盐，硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐，称为硝化作用。硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。
2、反硝化菌将硝酸盐转化为N2、NO、N2O，称为反硝化作用。
3、硝化细菌必须在好氧条件下作用。
4、反硝化菌必须在无氧或缺氧的条件下进行。
二、作用方程式：
硝化反应：
2NH3＋3O2―（亚硝化菌）――2HNO2＋2H2O＋能量（氨的氧化）2HNO2＋O2――（硝化菌）――2HNO3＋能量（亚硝酸的氧化）
反硝化反应：
NO3—+CH3OH ——N2+ CO2+H2O+ OH—（以甲醇作为C源）

⑧ 总氮去除剂处理废水总氮的反应机理是什么

总氮去除剂的处理核心是生物脱氮工艺中聚集的大量微生物，这些微生物在生长过内程中，需要一部分氮作为体内蛋容白质的合成，用以维持微生物的基本生命活动。总氮去除剂即微生物菌种，在微生物的作用下，含氮化合物进行反应，逐渐还原为氮气排放。

⑨ 污水处理中的一级硝化装置跟二硝化装置分别是指什么

楼主你好~
你说的应该是一级硝化反应、二级硝化反应。跟污泥中的消化不是一回事（字不同，原理也不同）。
硝化 是指污水脱氮；消化 是指污泥的厌氧生物处理。即污泥中的有机物在无氧条件下，被细菌降解为以甲烷为主的污泥气和稳定的污泥（称消化污泥）。

一级、二级硝化装置就是进行硝化、反硝化的装置。

硝酸菌

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、硝化
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。

硝酸菌

⑩ 环保工程师专业知识：生物脱氮

1.生物脱氮的基本原理

废水生物脱氮利用自然界氮素循环的原理，在水处理构筑物中营造出适宜于不同微生物种群生长的环境，通过人工措施，提高生物硝化反硝化速率，达到废水中氮素去除的目的，一般由三种作用组成：氨化作用、硝化作用和反硝化作用。

⑴氨化作用

未经处理的城市污水中的有机氮主要有蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、氰化物和硝基化合物等。有机氮化合物在好氧菌和氨化菌的作用下被分解转化为氨态氮。

⑵硝化反应

生物硝化反应是亚硝化菌、硝化菌将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，是由一群自养型好氧微生物通过两个过程完成的：第一步先由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐，称为亚硝化反应，第二步由硝酸菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。

⑶反硝化反应

生物反硝化反应是在缺氧状态下，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成气态氮或氮氧化物的过程，它是一群异氧型微生物通过同化作用和异化作用来完成的。异化作用就是将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氮气和氮的氧化物等气体物质，主要是氮气。而同化作用是反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氨氮供新细胞合成之用。

2.生物硝化过程的主要影响因素

影响生物硝化过程的环境因素主要有基质浓度、温度、溶解氧浓度、pH值、以及抑制物质的含量等。

⑴碳氮比

对于硝化过程，碳氮比影响活性污泥中硝化细菌所占的比例，过高的碳氮比将降低污泥中硝化细菌的比例。

⑵温度

温度不但影响硝化菌的比增长速率，而且影响硝化菌的活性，亚硝化菌最佳的生长温度为35℃，硝化菌的.最佳生长温度为 35～42℃。生物硝化反应的最佳温度范围为20～30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时反应基本停止。反硝化适宜的温度范围为20～40℃，15℃以下反硝化反应速率下降。

⑶溶解氧

硝化反应必须在好氧条件下进行，所以溶解氧的浓度也会影响硝化反应速率，一般建议硝化反应中溶解氧的质量浓度大于 2mg/L。

⑷pH值

在硝化反应中，每氧化1g氨氮需要7.14g碱度(以碳酸钙计)，如果不补充碱度，就会使pH值下降。硝化菌对pH值的变化十分明显，硝化反应的最佳pH值范围为7.5～8.5，当pH值低于7时，硝化速率明显降低，低于6和高于10.6时，硝化反应将停止进行。

⑸抑制物质

许多物质会抑制活性污泥过程中的硝化作用，例如：过高浓度的氨氮、重金属、有毒物质以及有机物。对硝化反应的抑制作用主要有两个方面：一是干扰细胞的新陈代谢，二是破坏细菌最初的氧化能力。

⑹泥龄

硝化过程的泥龄一般为硝化菌最小世代时间的2倍以上，生物脱氮过程泥龄宜为12～25d。

3.生物脱氮的典型工艺

生物脱氮的典型工艺主要有Sp工艺、氧化沟工艺和厌氧/好氧工艺(即A/O工艺)等，下面介绍一下A/O工艺。

⑴工艺流程

污水先进入缺氧池，再进入好氧池，同时将好氧池的混合液与部分二沉池的沉泥一起回流到缺氧池，确保缺氧池和好氧池中有足够数量的微生物，同时由于进水中存在大量的含碳有机物，而回流的好氧池混合液中含有硝酸盐氮，这样就保证了缺氧池中反硝化过程的顺利进行，提高了氮的去除效果。

⑵工艺特点

①流程简单、构筑物少，基建费用低;②反硝化池不需外加碳源，降低了运行费用;③好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步的去除，提高出水的水质，而缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷。

⑶影响因素

主要有水力停留时间、BOD5浓度、温度、pH值、溶解氧、有机碳源及混合液回流比等。