胡经理 18964380690

废水中的氮主要以氨氮和有机氮形式存在，通常不含或仅含有少量的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。在未经处理的废水中，氮有可溶性的或颗粒状的。可溶性有机氮主要以尿素和氨基酸的形式存在。一部份颗粒性有机氮在初沉池中可以去除。在生物处理过程中，大部分颗粒性有机氮转化成氨氮和其它无机氮。

活性污泥法（A/O工艺）是生物脱氮的主要形式。生物脱氮主要是靠一些专性细菌实现氮的形态转化，最终生成无害的氮气，从水体中脱出。

工艺原理

1.氨化

在氨化菌的作用下，有机氮化合物分解，转化为NH₃-N，以氨基酸为例，其反应式为：

RCHNH₂COOH+O₂→RCOOH+CO₂+NH₃

2.硝化

生物硝化作用是利用化能自养微生物将氨氮氧化成硝酸盐的一种生化反应过程。硝化作用由两类化能自养细菌参与，亚硝化单胞菌首先将氨氮NH₃-N氧化成亚硝酸盐NO₂^--N，硝化杆菌再将NO₂^--N氧化成稳定状态的硝酸盐NO₃^--N。后一反应较快，一般不会造成NO₂^—N的积累。反应过程如下：

第一步，氨转化为亚硝酸盐：

NH₄⁺+3/2O₂→NO₂^-+2H⁺+H₂O-ΔE    ΔE=278.42kJ

第二步，亚硝酸盐为硝酸盐：

NO₂^-+1/2O₂→NO₃^-+2H⁺ -ΔE    ΔE=72.58kJ

这两个过程都是释放能量过程，亚硝酸盐和硝酸菌就是利用这两个过程释放的能量来合成新细菌体和维持正常的生命活动。总反应式为：

NH₄⁺+2O₂→NO₃^-+2H⁺+H₂O -ΔE    ΔE=351kJ

综合氨氧化和细胞体合成反应式如下：

NH₄⁺+1.83O₂+1.98HCO₃^-→0.02C₅H₇O₂N+0.98NO₃^-+1.88H₂+1.04H₂O

3.反硝化

生物硝化工艺可去除废水中的有机氮和氨氮，出水中的氮以硝酸盐的形式存在，本工程中不仅要去除有机氮和氨氮还要去除硝酸盐氮，因此必须在生物硝化工艺的基础上采用生物反硝化工艺，即A/O工艺。

生物反硝化系指污水中的硝酸盐，在缺氧条件下，被微生物还原为氮气的生化反应过程，参与这一生化反应的微生物是反硝化细菌，这是一类大量存在于活性污泥中的兼性异养菌，如产碱杆菌、假单胞菌等菌属均能均能进行生物反硝化。在有氧存在的好氧状态下，反硝化菌能进行好氧生物代谢，氧化分解有机污染物，去除BOD₅；在无分子氧但存在硝酸盐的条件下，反硝化细菌能利用NO₃^-中的氧（又称为化合态或硝态氧），继续分解代谢有机污染物，去除BOD₅，并同时将NO₃^-中的氮转化为氮气。

反硝化过程分两步进行：第一步由硝酸盐转化为亚硝酸盐，第二步由亚硝酸盐转化为一氧化氮、氧化二氮和氮气：

NO₃^-→NO₂^-→NO→N₂O→N₂

事实上这只是硝酸盐还原的其中一个过程——异化过程。在异化过程的同时，还有一个同化过程，硝酸盐转化成氨氮用于细胞合成。在反硝化过程中要有含碳有机物作为该过程中的电子供体，碳源既可以是污水或细胞体内碳源，也可以外部投加。以采用甲醇作为碳源，反应过程如下：

第一步： 6NO₂^-+2CO₂+4H₂O

第二步：6NO₂^-+3CH₃OH→3N₂+3CO₂+3H₂O+6OH^-

总反应式为：

6NO₃^-+5CH₃OH→5CO₂+3N₂+7H₂O+6OH^-

典型的同化作用反应如下：

3NO₂^-+14CH₃OH+CO₂+3H⁺→3C₅H₇O₂N+19H₂O

同化作用和异化作用综合反应式为：

NO₂^-+1.08CH₃OH+CO₂+H⁺→0.065C₅H₇O₂N+0.47N₂+2.44H₂O+0.76CO₂