硝化与反硝化演示幻灯片

1,硝化与反硝化（公用工程污水车间）,生活污水中，主要含有有机氮和氨氮。,当污水中的有机物被生物降解氧化时，其中的有机氮被转化为氨氮。,（一）概述,生物脱氮除磷技术,一、废水中氮的处理技术,水体若为水源，将增加给水处理的难度和成本。,经活性污泥法处理的污水有相当数量的氨氮排入水体，可导致水体富营养化。,二级处理的出水需进行脱氮处理。,（二）生物法脱氮,1、生物脱氮机理,生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。,其中包括硝化和反硝化两个反应过程。,（1）硝化反应,硝化反应是在好氧条件下，将NH4转化为NO2和NO3的过程。,由亚硝酸菌和硝酸菌两种菌共同完成的。,这两种菌属于化能自养型微生物。,定义,细菌,总反应式：NH42O2NO32HH2O,硝化菌,硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏感。,温度,低于15时，反应速度迅速下降，5时反应几乎完全停止。,影响因素,硝化反应的适宜温度为2030,硝化菌是自养菌，若水中BOD5值过高，将有助于异氧菌的迅速增殖，微生物中的硝化菌的比例下降。,BOD5/TKN,下降,下降,硝化菌的泥龄,硝化菌的生长世代周期较长，为了保证硝化作用的进行，泥龄应取大于硝化菌最小世代时间两倍以上。,溶解氧,硝化反应对溶解氧有较高的要求，处理系统中的溶解氧量最好保持在2mg/L以上。,硝化菌受PH值的影响很敏感，适宜的PH值78。,pH值,在废水中保持足够的碱度，以调节PH值的变化。,（2）反硝化反应,反硝化反应是指在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮（NO3）和亚硝酸盐氮（NO2）还原为氮气的过程。,定义,总反应式：,反硝化菌属异型兼性厌氧菌。,在有氧存在时，它会以O2为电子受体进行好氧呼吸；,在无氧而有NO3或NO2存在时，则以NO3或NO2为电子受体，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。,在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌的生长繁殖，即菌体合成过程，其反应如下：,3NO314CH3OHCO23H3C5H7O2N19H2O,式中C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。,反硝化还原和微生物合成的总反应式为：,从以上的过程可知，约96%的NO3-N经异化过程还原，4%经同化过程合成微生物。,NO31.08CH3OHH0.065C5H7O2N0.47N20.76CO22.44H2O,影响因素,BOD5/TKN,当污水中BOD5/TKN35时，可认为碳源充足。不同的有机碳将导致反硝化速率的不同。,碳源按其来源可分为三类：,外加碳源，多采用甲醇，因为甲醇被分解后的产物为CO2，H2O，不产生其它难降解的中间产物，但其费用较高；,原水中含有的有机碳；,内源呼吸碳源细菌体内的原生物质及其贮存的有机物；,pH值,PH值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速下降。,反硝化反应的适宜PH值为6.57.5。,温度,但温度低于15时，反硝化速率明显下降。,反硝化反应的温度范围较宽，在5-40范围内都可以进行。,小结,从硝化和反硝化的机理可看出，硝化过程仅改变了废水中氮素的存在形式，反硝化过程才是真正的脱氮过程。,反硝化具备的条件（1）污水中含有充足的电子供体；（2）厌氧或亏氧条件。,因此，污水中氨氮的去除，需先在好氧条件下进行硝化处理，在厌氧或缺氧条件下进行反硝化处理。,（3）同化作用在生物处理过程中，污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）被同化成微生物细胞的组成部分，并以剩余活性污泥的形式得以从污水中去除的过程，称为同化作用。,当进水氨氮浓度较低时，同化作用可能成为脱氮的主要途径。,（三）生物脱氮工艺,1、三段生物脱氮工艺,2、Bardenp