本篇主要講解污水生物脫氮原理，包括污水脫氮方法簡(jiǎn)介、生物脫氮技術(shù)原理、污水生物脫氮影響因素、生物脫氮作用中的三類關(guān)鍵菌種。

01、污水脫氮方法簡(jiǎn)介

目前含氮污水脫氮，常用的方法有生物法、物理法、化學(xué)法、電化學(xué)法等四種方法，其中物理法大多采用加堿吹脫，化學(xué)法最常用的是折點(diǎn)加氯法，電化學(xué)法通過(guò)外加直流電，在陽(yáng)極產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑，在陰極產(chǎn)生強(qiáng)還原環(huán)境和堿性環(huán)境，相互作用脫氮。不過(guò)物理法和化學(xué)法、電化學(xué)法都不是咱們注冊(cè)考試考察重點(diǎn)內(nèi)容，《排水工程》考察重點(diǎn)脫氮方法為生物脫氮方法。

02、生物脫氮技術(shù)原理

說(shuō)到生物脫氮，就離不開缺氧的概念，一定要注意缺氧和厭氧的區(qū)別，其中缺氧是沒(méi)有分子氧但是有硝酸根、亞硝酸根，而厭氧則是既沒(méi)有分子氧也沒(méi)有氮的氧化物，要求要比缺氧更加嚴(yán)格。

水體中的總氮=硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮+有機(jī)氮+氨氮，其中有機(jī)氮+氨氮=凱氏氮，硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮=硝態(tài)氮，所以總氮=凱氏氮+硝態(tài)氮。這是一個(gè)知識(shí)�？键c(diǎn)，需要大家弄清楚這幾個(gè)氮的相互包含關(guān)系。

生物脫氮的原理，大致可以分為以下4步驟描述：

1.有機(jī)氮在氨化細(xì)菌的作用下，發(fā)生氨化作用生成氨氮，注意氨化作用在厭氧環(huán)境、好氧環(huán)境均能進(jìn)行，且氨化作用能夠產(chǎn)生堿度。

2.水中氨氮再亞硝酸菌的亞硝化作用下，生成亞硝酸根，亞硝化過(guò)程消耗堿度，且在好氧條件下進(jìn)行。

3.亞硝酸菌在硝酸菌的作用下，發(fā)生硝化作用，繼續(xù)生成硝酸根，這個(gè)過(guò)程也是在好氧條件下進(jìn)行的，這個(gè)過(guò)程也消耗堿度，但是消耗量要比亞硝化過(guò)程少。

4.生成的硝酸根在缺氧條件下，由反硝化細(xì)菌發(fā)生反硝化作用，生成氮?dú)馀湃氪髿�，這個(gè)過(guò)程能夠大大增加堿度，可以適當(dāng)彌補(bǔ)前面階段消耗的堿度。

對(duì)于最常規(guī)的生物脫氮，就是以上4步驟，但是目前研究最多的還有短程反硝化脫氮，也就是進(jìn)行到第2步，生成亞硝酸根時(shí)，就在缺氧條件下由反硝化細(xì)菌把亞硝酸根轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)馀懦M(jìn)入大氣中，省略了第3步驟，從而提高了脫氮效率。

03、污水生物脫氮影響因素

對(duì)于生物脫氮來(lái)說(shuō)，最重要的影響因素有4點(diǎn)，分別是碳源、pH值、溶解氧、溫度四項(xiàng)。

1.對(duì)于碳源來(lái)說(shuō)，BOD5/TKN(總凱氏氮)＞4才能有比較理想的脫氮效果；

2.對(duì)于pH值來(lái)說(shuō)，最佳pH值在6.5~7.5，pH＞8或pH＜6，反硝化速率逐漸下降，并影響產(chǎn)物；

3.對(duì)于溶解氧來(lái)說(shuō)，反硝化菌是異養(yǎng)型兼性厭氧菌，需要無(wú)分子氧而有硝態(tài)氮的條件下，利用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使硝酸鹽還原。

4.對(duì)于溫度來(lái)說(shuō)，反硝化菌適宜溫度為20~40℃，低于15℃，反硝化菌的增殖速率和代謝速率都會(huì)降低，從而降低反硝化速率。冬季保溫、延長(zhǎng)缺氧池水力停留時(shí)間，降低負(fù)荷，又能夠有效保證脫氮效率。

04、生物脫氮作用中的三類關(guān)鍵菌種

在污水生物處理技術(shù)當(dāng)中，好氧環(huán)境指的是有溶解氧或兼有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)；厭氧指的是沒(méi)有溶解氧也沒(méi)有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)；缺氧指的是有硝態(tài)氮沒(méi)有溶解氧的環(huán)境狀態(tài)。

而對(duì)于生物脫氮，其中起主要作用的有三種細(xì)菌：分別為氨化菌、硝化菌、反硝化菌。對(duì)于三種菌種的描述如下所示。

1.氨化菌是一種兼性菌，有氧或厭氧條件下君能夠使有機(jī)氮發(fā)生氨化作用，生成氨氮，其中氨化作用就是指含氮有機(jī)物經(jīng)微生物降解釋放出氨的過(guò)程。

2.硝化菌包括亞硝酸菌和硝酸菌，均屬于化能自養(yǎng)菌，專性好氧菌，只有在有溶解氧的條件下才能夠增殖，缺氧、厭氧條件下都不能夠增殖，但是在好氧、缺氧、厭氧環(huán)境下都能夠衰減死亡。

3.反硝化菌是一種化能異養(yǎng)型兼性厭氧菌，在厭氧條件下，進(jìn)行厭氧呼吸，以有機(jī)物（有機(jī)碳）為電子供體，硝態(tài)氮為電子受體

05、本節(jié)總結(jié)

本節(jié)需要掌握的內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：

1.水體中的總氮=硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮+有機(jī)氮+氨氮，其中有機(jī)氮+氨氮=凱氏氮，硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮=硝態(tài)氮，所以總氮=凱氏氮+硝態(tài)氮。這是一個(gè)知識(shí)常考點(diǎn)，需要大家弄清楚這幾個(gè)氮的相互包含關(guān)系；

2.常規(guī)硝化-反硝化脫氮步驟；

3.短程反硝化脫氮步驟及原理；

4.好氧。缺氧、厭氧三種環(huán)境的區(qū)別；

5.氨化菌屬于兼性菌、硝化菌屬于專性好氧的化能自養(yǎng)型、反硝化菌屬于化能異養(yǎng)型兼性厭氧菌。

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