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废水中的氮

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2024/08/16

废水中的氮

1 分类

废水中含氮污染物包括：有机氮，氨氮，硝态氮：硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，以及总氮。

总氮是指可溶性及悬浮物颗粒中的含氮量，包括NO₃^-，NO₂^-和NH₄⁺等无机氮和氨基酸、蛋白质和有机胺等有机氮。

2 脱氮原理

生物脱氮首先是在厌氧环境内，通过氨化作用将有机氮转化为氨氮，这一过程称为氨化过程，氨化过程很容易进行，在一般处理设施中均能完成；然后在好氧环境内，通过硝化作用，将氨氮转化为硝态氮（硝酸盐氮和亚硝酸盐氮）；随后在缺氧环境内，通过反硝化作用，将硝态氮转化为氮气，从水中逸出。

1、 氨化过程：

氨化过程是微生物分解有机氮化物产生氨的过程，一般可分为两步。第一步是含氮有机化合物(蛋白质、核酸等)降解为多肽、氨基酸、氨基糖等简单含氮化合物，第二步则是降解产生的简单含氮化合物在脱氨基过程中转变为NH?。

2、 硝化过程：

硝化反应过程原理为：在有氧条件下，氨氮被硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌参与将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。

3、 反硝化过程：

反硝化反应过程原理为：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从污水中逸出，从而达到除氮的目的。反硝化是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程，反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物。亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌，它们利用CO?、CO?2ˉ、HCO?-等做为碳源，通过NH?、NH?﹢、或NO2ˉ的氧化还原反应获得能量。硝化反应过程需要在好氧条件下进行，并以氧做为电子受体，氮元素做为电子供体。当有分子态氧存在时，反硝化菌氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体，当无分子态氧存在时，反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N3﹢和N?﹢做为电子受体，有机物则作为碳源提供电子供体提供能量并得到氧化稳定，由此可知反硝化反应须在缺氧条件下进行。

反硝化过程中，反硝化菌需要有机碳源（如碳水化合物、醇类、有机酸类）作为电子供体，利用NO3ˉ中的氮进行缺氧呼吸。硝化反应每氧化1g氨氮耗氧4.57g，消耗碱度7.14g，表现为pH值下降，在反硝化过程中，去除硝酸盐氮的同时去除碳源，这部分碳源折合DO2.6g，另外，反硝化过程中补偿碱度3.57g。

3 脱氮工艺

脱氮的主要工艺包括活性污泥法（A₂O、氧化沟、SBR等）和生物膜法（生物滤池、生物接触氧化池、生物转盘等），对污水中的氮都有良好的去除效果，但在工艺以及操作上存在一定的局限性和复杂性。

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