好氧厭氧硝化反硝化

1、水解酸化池： 水解酸化的作用是調(diào)節(jié)廢水的pH 值，為后續(xù)的生化反應的反應創(chuàng)造條件；因為很多工藝要求水質(zhì)在一定pH 值范圍內(nèi)， 而進水水質(zhì)往往達不到要求，故要設(shè)計酸化池。水解酸化主要用于有機物濃度較高、SS 較高的污水處理工藝，是一個比較重要的工藝。如果后級接入 UASB 工藝，可以大大提高UASB 的容積負荷，提高去除效率。水中有機物為復雜結(jié)構(gòu)時，水解酸化菌利用H2O 電離的 H+ 和-OH 將有機物分子中的C-C 打開，一端加入 H+ ，一端加入 -OH ，可以將長鏈水解為短鏈、支鏈成直鏈、環(huán)狀結(jié)構(gòu)成直鏈或支鏈，提高污水的可生化性 。水中 SS 高時，水解菌通過胞外粘膜將其捕捉，用外酶水解成

2、分子斷片再進入胞內(nèi)代謝，不完全的代謝可以使SS 成為溶解性有機物，出水就變的清澈了。這其間水解菌是利用了水解斷鍵的有機物中共價鍵能量完成了生命的活動形式。但是 COD 在表象上是不一定有變化的，這要根據(jù)你在設(shè)計時選擇的參數(shù)和污水中有機物的性質(zhì)共同確定的，長期的運行控制可以讓菌種產(chǎn)生誘導酶定向處理有機物，這也就是調(diào)試階段工藝控制好以后，處理效果會逐步提高的原因之一。水解工藝并不是簡單的， 設(shè)計時要考慮污水中有機物的性質(zhì)，確定水解的工藝設(shè)計，水解停留時間、攪拌方式、循環(huán)方式、污泥回流方式、設(shè)計負荷、出水酸化度、污泥消解能力、后級配套工藝（UASB 或接觸氧化）。接觸氧化池 :生物接觸氧化法的反應機

3、理生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內(nèi)設(shè)置填料， 池底曝氣對污水進行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。該法中微生物所需氧由鼓風曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，填料壁的微生物會因缺氧而進行厭氧代謝， 產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生物膜的生長，此時，脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法具有以下特點：1 、由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；2 、由于生物接觸氧化池

4、內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應能力；3 、剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便。厭氧池：因為厭氧反應分為4 個階段：（ 1）水解階段：高分子有機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內(nèi)進行下一步的分解。（2 ）酸化階段：上述的小分子有機物進入到細胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA ），同

5、時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。（3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質(zhì)。（ 4 ）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質(zhì)。這一階段也是整個厭氧過程最為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。水解池一般是指水解酸化池， 即將整個池子的反應控制在厭氧的前兩個階段，讓大分子的物質(zhì)分解成小分子的易分解的物質(zhì)，提高廢水的B/C 比。缺氧池，是相對厭氧和好氧來講，一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之間的生化系統(tǒng)。缺氧池缺氧反應是兼性菌參與的生化反應，兼性菌是可以在好氧也

6、可以在厭氧的情況下反應，要求系統(tǒng)的溶解氧在 0.5mg/L 以下，對溫度和 pH 的要求也沒有厭氧反應嚴格以 DO 區(qū)分，一般小于 0.2mg/L 就稱為厭氧段，大于 0.2mg/L 小于 0.5mg/L 稱為缺氧段。厭氧段釋磷，缺氧段反硝化脫氮。缺氧放磷，好氧吸磷，吸磷總量會遠遠大于放磷，把磷由液相轉(zhuǎn)移到污泥，從水體移除。水解池和缺氧池的對比：1、水解池因為厭氧反應分為4 個階段：（ 1 ）水解階段：高分子有機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖， 淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖

7、， 蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。 分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內(nèi)進行下一步的分解。（ 2 ）酸化階段：上述的小分子有機物進入到細胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA ），同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。（ 3 ）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質(zhì)。（ 4 ）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質(zhì)。 這一階段也是整個厭氧過程最為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。水解池一般是指水解酸化池，即將整個

8、池子的反應控制在厭氧的前兩個階段，讓大分子的物質(zhì)分解成小分子的易分解的物質(zhì)，提高廢水的B/C 比。缺氧池，是相對厭氧和好氧來講，一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之間的生化系統(tǒng)。因此他們的相同點是， 都是缺氧的環(huán)境， 以厭氧和兼氧菌為主 （實際運用過程中甚至有時候兩者沒有很明確的分別）。不同點是， 他們發(fā)揮的作用不同 （水解池是控制在厭氧的水解酸化階段， 將大分子的物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)， 提高廢水的可生化性， 便于后續(xù)工藝的處理； 缺氧池的作用是在去氨氮過程中提供反硝化等作用，并作為好氧池的過渡階段）另外一般酸化池不曝氣，而缺氧池可以選擇用穿孔管曝氣，適當增加廢水中的溶解氧。好氧池、厭

9、氧池、缺氧池：好氧池就是通過曝氣等措施維持水中溶解氧含量在4mg/l左右，適宜好氧微生物生長繁殖，從而處理水中污染物質(zhì)的構(gòu)筑物；厭氧池就是不做曝氣， 污染物濃度高， 因為分解消耗溶解氧使得水體內(nèi)幾乎無溶解氧，厭氧微生物活動從而處理水中污染物的構(gòu)筑物；適宜缺氧池是曝氣不足或者無曝氣但污染物含量較低，適宜好氧和兼氧微生物生活的構(gòu)筑物。不同的氧環(huán)境有不同的微生物群， 微生物也會在環(huán)境改變的時候改變行為， 從而達到去除不同的污染物質(zhì)的目的。反硝化也稱脫氮作用。反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮（氧化二氮（ N2O ）的過程。N2 ）或一硝化反硝化與好氧缺氧的關(guān)系：就生活污水而言， 氮主

10、要是以有機氮和氨氮的形式存在的， 無論是有氧還是在無氧環(huán)境下有機氮都可以轉(zhuǎn)化成 氨氮，只是產(chǎn)物和速率不同而已，這樣，氨氮在有氧的環(huán)境下， 在亞硝酸菌和硝酸菌的作用下發(fā)生硝化反應， 轉(zhuǎn)化成 硝態(tài)氮 ，這個構(gòu)筑單元一般叫做好氧池， 有的也叫曝氣池。 硝態(tài)氮在反硝化細菌的作用下， 在缺氧環(huán)境之下發(fā)生反硝化反應， 生成氮氣釋放到大氣中，完成了 脫氮。這個構(gòu)筑單元一般叫做缺氧池。硝化作用硝化細菌將氨氧化為硝酸的過程。其作用過程如下：低，亞硝酸菌只利用自由能的5 14 ； 硝酸細菌也只利用自由能的5 10。因此 ,它們在同化二氧化碳時，需要氧化大量的無機氮化合物。土壤中硝化細菌的數(shù)量首先受銨鹽含量的影響，

11、 一般耕地里， 每克土中只有幾千至幾萬個。添加銨鹽即可使其數(shù)量增至幾千萬個。土壤中性偏堿，通氣良好， 水分為田間持水量的 50 70，溫度為 10 30 時，最適宜硝化細菌的生長繁殖，銨鹽也能迅速被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。自然界中 ,除自養(yǎng)硝化細菌外,還有些異養(yǎng)細菌、真菌和放線菌能將銨鹽氧化成亞硝酸和硝酸， 異養(yǎng)微生物對銨的氧化效率遠不如自養(yǎng)細菌高，但其耐酸， 并對不良環(huán)境的抵抗能力較強，所以在自然界的硝化作用過程中，也起著一定的作用。反硝化作用也稱脫氮作用。反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮（N2 ）或一氧化二氮（ N2O ）的過程。微生物和植物吸收利用硝酸鹽有兩種完全不同的用途，一是

12、利用其中的氮作為氮源，稱為同化性硝酸還原作用：NO3- NH4+有機態(tài)氮。許多細菌、放線菌和霉菌能利用硝酸鹽做為氮素營養(yǎng)。另一用途是利用NO2- 和 NO3- 為呼吸作用的最終電子受體，把硝酸還原成氮（N2 ），稱為反硝化作用或脫氮作用：NO3- NO2 -N2。能進行反硝化作用的只有少數(shù)細菌，這個生理群稱為反硝化菌。大部分反硝化細菌是異養(yǎng)菌，例如脫氮小球菌、 反硝化假單胞菌等，它們以有機物為氮源和能源，進行無氧呼吸，其生化過程可用下式表示：C6H12O6+12NO3- 6H2O+6CO2+12NO2-+能量CH3COOH+8NO3- 6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量少數(shù)反硝化細菌

13、為自養(yǎng)菌，如脫氮硫桿菌，它們氧化硫或硝酸鹽獲得能量，同化二氧化碳，以硝酸鹽為呼吸作用的最終電子受體?？蛇M行以下反應：5S+6KNO3+2H2O 3N2+K2SO4+4KHSO4反硝化作用使硝酸鹽還原成氮氣，從而降低了土壤中氮素營養(yǎng)的含量，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利。農(nóng)業(yè)上常進行中耕松土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循環(huán)中不可缺少的環(huán)節(jié)，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3- 減少，消除因硝酸積累對生物的毒害作用。生物除磷活性污泥法處理污水時， 將活性污泥交替在厭氧和好氧狀態(tài)下運行， 能使過量積聚磷酸鹽的積磷菌占優(yōu)勢生長， 使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。 污泥中積磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放磷，在好

14、氧狀態(tài)下過量地攝取磷。經(jīng)過排放富磷剩余污泥，其結(jié)果與普通活性污泥法相比，可去除污水中更多的磷。具體解釋： 實際上，目前對于除磷的原理研究依舊不是很明確，甚至具體是哪一種細菌起的作用仍然不清楚，通常情況都是以菌群作為研究對象，我們叫他聚磷菌PAOs 。一般來說， 生物都有自己的獨特性狀， 但是作為生物都有統(tǒng)一的一面， 那就是過度繁殖的特性，生物利用數(shù)量上的優(yōu)勢，壓倒別的生物，達到繁衍的目的，同理微生物也不例外。在一些特定情況下，微生物在數(shù)量上取得競爭的優(yōu)勢，達到抑制其他生物生長的目的。同理聚磷菌也擁有這樣的特性， 他們表現(xiàn)出來的形狀也是為了自身的繁殖。 而且在磷酸鹽濃度降低的情況下，會抑制聚磷菌

15、的生長，也就是為什么聚磷菌需要調(diào)試才能正常運行。這一過程主要就是幾樣物質(zhì)，VFA （揮發(fā)性脂肪酸），PHA （聚羥基脂肪酸），PO （磷酸鹽）， PP （多聚磷酸鹽）厭氧條件下， PAOs 吸收 VFA 轉(zhuǎn)化為 PHA ，這一過程PP 高能鍵斷裂為這一過程釋放能量，同時釋放出磷酸鹽，而磷酸鹽濃度升高，恰恰是我們說的能夠利于PAOs 生長繁殖好氧條件下， 正好與其相反， 吸收 Po 形成 PP ，而此時的能源則是 PHA ，如厭氧過程所說， PP 是吸收 PO 所需要的能量物質(zhì)， 也就等于是為下一次代謝周期做準備， 與此同時， PAOs 分裂生成新的細胞，但是由于， PO 含量降低，將會限制它的

16、生存繁殖，所以必須通過人為過程使 PO 含量升高， 完成一個完整的周期。 如果不進行循環(huán)， 聚磷菌是無法完成完整的生命周期的。我說的可能有點亂，但是總結(jié)起來就是：1 生物性狀使然2 磷酸鹽含量對其有抑制作用A2O 污水處理方法原理A2/O 工藝是將厭 /好氧除磷系統(tǒng)和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)相結(jié)合而成，是生物脫氮除磷的基礎(chǔ)工藝，可同時去除水中的BOD 、氮和磷。工藝為：原水與從沉淀池回流的污泥首先進入?yún)捬醭?，在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解態(tài)有機物進行厭氧釋磷；然后與好氧末端回流的混合液一起進入缺氧池，在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有機物和回流的硝酸鹽進行反硝化作用脫氮；脫氮反應完成后，進入好氧

17、池， 在此污泥中的硝化菌進行硝化作用將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽同時聚磷菌進行好氧吸磷， 剩余的有機物也在此被好氧細菌氧化，最后經(jīng)沉淀池進行泥水分離，出水排放，沉淀的污泥部分返回厭氧池，部分以富磷剩余污泥排出。厭氧厭氧釋磷缺氧反硝化細菌反硝化脫氮好氧硝化細菌硝化作用生成硝酸鹽；聚磷菌好氧吸磷a.本工藝特點(1) 本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫N 除 P工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝；(2) 在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之虞，值一般均小于 100 ；SVI(3) 污泥中含 P 濃度高，一般為 2.5% 以上，具有很高的肥效；(4) 運行中勿需投藥，兩個 A 段只用輕緩攪拌，以不增加溶解氧為度，運行費用低；(5) 厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同