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(一)生物脱氮机理概述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、氨化与硝化 在未经处理的新鲜废水中,含氮化合物存在的主要形式有: ①有机氮:如蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物等; ②氨态氮(NH3、NH4+),一般以前者为主。 含氮化合物在微生物作用下,相继产生下列反应: (1)氨化反应 有机氮化合物,在氨化菌的作用下,分解、转化为氨态氮,这一过程称之为“氨化反应”。 (2)硝化反应 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。
李村河污水处理厂生物除磷脱氮工艺的运行[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=164430]李村河污水处理厂生物除磷脱氮工艺的运行[/url]
作为“绿色奥运”的象征,奥林匹克森林公园万众瞩目,然而包括公园中心湖在内的奥运水系,在不同程度上均存在水体富营养化的隐患。城市河湖对改善、美化城市环境以及防洪、排涝等都起重要作用,北京周边河湖由于其氮磷含量较高,极易发生富营养化。由于水资源短缺,北京的城市污水经深度处理后回用非常必要。作为河流湖泊的补充水,回用污水的脱氮除磷是重点和难点。除磷相对较为容易,用加混凝剂的方法即可以实现。但脱氮却很难,氮在污水中的主要形态是氨氮(NH+4)和硝态氮(NO-3),用加混凝剂的方法都不易使其沉淀。 近年来,通过国家自然科学基金重大国际合作研究项目“污水脱氮除磷新理论、新工艺及过程控制”、重点项目“城市污水处理系统的智能控制理论、方法与技术”以及面上项目“不同污水生物脱氮工艺中N2O产生量及过程控制”等的系统研究,北京工业大学环境工程研究所所长彭永臻教授课题组在城市污水生物脱氮方面取得新的突破。所获技术不仅使城市污水经深度处理后达到回用水的标准,而且使运行成本也大大降低,该项技术可为奥运公园人工湖的安全补水提供有效的科技支撑。近日,彭永臻接受了《科学时报》的专访。 技术献礼北京奥运 北京奥林匹克公园有一个200公顷的人工湖。“湖中的水除了渗漏还要被蒸发,需要经常补水。如果用自来水补充成本就太高了,其实经过深度处理的城市生活污水可以对其进行补给。我们的技术完全可以做到这一点,这也体现了科技奥运和绿色奥运精神。”彭永臻说。 污水经过深度处理,磷的含量应在每升0.5毫克以下,氮含量每升2~3毫克以下,作为城市河湖的补水才比较安全。彭永臻说:“磷的处理比较容易,其在污水中大多以磷酸根的形式存在,在污水中加入化学混凝剂,就可以使其沉淀。但氮的处理却很难,其在污水中的形态是氨氮和硝态氮,用加混凝剂和用微滤超滤纳滤等方法都不能将其去除,而且费用较高。生物脱氮是最有效和经济的方法,经过承担国家自然科学基金等项目的研究,我们通过实时控制和模糊控制实现了城市污水低温常温条件下短程脱氮,使其脱氮的过程大大缩短。”