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(yīng)的反應(yīng)創(chuàng)造條件；因?yàn)楹芏喙に囈笏|(zhì)在一定pH值范圍內(nèi)，而進(jìn)水水質(zhì)往往達(dá)不到要求，故要設(shè)計(jì)酸化池。水解酸化主要用于有機(jī)物濃度較高、SS較高的污水處理工藝，是一個(gè)比較重要的工藝。如果后級(jí)接入U(xiǎn)ASB工藝，可以大大提高UASB的容積負(fù)荷，提高去除效率。水中有機(jī)物為復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)，水解酸化菌利用H2O電離的H+和-OH將有機(jī)物分子中的C-C打開(kāi)，一端加入H+，一端加入-OH，可以將長(zhǎng)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(shí)，水解菌通過(guò)胞外粘膜將其捕捉，用外酶水解成分子斷片再進(jìn)入胞內(nèi)代謝，不完全的代謝可以

2、使SS成為溶解性有機(jī)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(jī)物中共價(jià)鍵能量完成了生命的活動(dòng)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(jì)時(shí)選擇的參數(shù)和污水中有機(jī)物的性質(zhì)共同確定的，長(zhǎng)期的運(yùn)行控制可以讓菌種產(chǎn)生誘導(dǎo)酶定向處理有機(jī)物，這也就是調(diào)試階段工藝控制好以后，處理效果會(huì)逐步提高的原因之一。水解工藝并不是簡(jiǎn)單的，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮污水中有機(jī)物的性質(zhì)，確定水解的工藝設(shè)計(jì)，水解停留時(shí)間、攪拌方式、循環(huán)方式、污泥回流方式、設(shè)計(jì)負(fù)荷、出水酸化度、污泥消解能力、后級(jí)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(yīng)機(jī)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

3、的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)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(fēng)曝氣供給，生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，填料壁的微生物會(huì)因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)，此時(shí)，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(diǎn)： 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(fù)荷； 2、由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較

4、強(qiáng)的適應(yīng)能力； 3、剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。厭氧池：因?yàn)閰捬醴磻?yīng)分為4個(gè)階段：（1）水解階段：高分子有機(jī)物由于其大分子體積，不能直接通過(guò)厭氧菌的細(xì)胞壁，需要在微生物體外通過(guò)胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機(jī)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(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。 （2）酸化階段：上述的小分子有機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)單的化合物并被分配到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時(shí)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)

5、生。 （3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)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(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過(guò)程最為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過(guò)程的限速階段。水解池一般是指水解酸化池，即將整個(gè)池子的反應(yīng)控制在厭氧的前兩個(gè)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(duì)厭氧和好氧來(lái)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(yīng)是兼性菌參與的生化反應(yīng)，兼性菌是可以在好氧也可以在厭氧的情況下反應(yīng)，要求系統(tǒng)的溶解氧在0.5mg/L以下，

6、對(duì)溫度和pH的要求也沒(méi)有厭氧反應(yīng)嚴(yán)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(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(duì)比：1、水解池因?yàn)閰捬醴磻?yīng)分為4個(gè)階段：（1）水解階段：高分子有機(jī)物由于其大分子體積，不能直接通過(guò)厭氧菌的細(xì)胞壁，需要在微生物體外通過(guò)胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機(jī)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(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解

7、。 （2）酸化階段：上述的小分子有機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)單的化合物并被分配到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時(shí)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(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)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(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過(guò)程最為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過(guò)程的限速階段。水解池一般是指水解酸化池，即將整個(gè)池子的反應(yīng)控制在厭氧的前兩個(gè)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

8、對(duì)厭氧和好氧來(lái)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(diǎn)是，都是缺氧的環(huán)境，以厭氧和兼氧菌為主（實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中甚至有時(shí)候兩者沒(méi)有很明確的分別）。不同點(diǎn)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(guò)程中提供反硝化等作用，并作為好氧池的過(guò)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(dāng)增加廢水中的溶解氧。好氧池、厭氧池、缺氧池：好氧池就是通過(guò)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(zhǎng)繁殖，從而處理水中污染物質(zhì)的構(gòu)筑物

9、；厭氧池就是不做曝氣，污染物濃度高，因?yàn)榉纸庀娜芙庋跏沟盟w內(nèi)幾乎無(wú)溶解氧，適宜厭氧微生物活動(dòng)從而處理水中污染物的構(gòu)筑物；缺氧池是曝氣不足或者無(wú)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(huì)在環(huán)境改變的時(shí)候改變行為，從而達(dá)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(xì)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(guò)程。硝化反硝化與好氧缺氧的關(guān)系：就生活污水而言，氮主要是以有機(jī)氮和氨氮的形式存在的，無(wú)論是有氧還是在無(wú)氧環(huán)境下有機(jī)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

10、和硝酸菌的作用下發(fā)生硝化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，這個(gè)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(xì)菌的作用下，在缺氧環(huán)境之下發(fā)生反硝化反應(yīng)，生成氮?dú)忉尫诺酱髿庵?，完成了脫氮。這個(gè)構(gòu)筑單元一般叫做缺氧池。硝化作用 硝化細(xì)菌將氨氧化為硝酸的過(guò)程。 其作用過(guò)程如下： 硝化細(xì)菌從銨或亞硝酸的氧化過(guò)程中獲得能量用以固定二氧化碳，但它們利用能量的效率很低，亞硝酸菌只利用自由能的514； 硝酸細(xì)菌也只利用自由能的510。因此,它們?cè)谕趸紩r(shí)，需要氧化大量的無(wú)機(jī)氮化合物。 土壤中硝化細(xì)菌的數(shù)量首先受銨鹽含量的影響，一般耕地里，每克土中只有幾千至幾萬(wàn)個(gè)。添加銨鹽即可使其數(shù)量增至幾千萬(wàn)個(gè)。土壤中性偏堿

11、，通氣良好，水分為田間持水量的5070，溫度為1030時(shí)，最適宜硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)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(xì)菌外,還有些異養(yǎng)細(xì)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(duì)銨的氧化效率遠(yuǎn)不如自養(yǎng)細(xì)菌高，但其耐酸，并對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力較強(qiáng)，所以在自然界的硝化作用過(guò)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(xì)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(guò)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(jī)態(tài)氮。許多細(xì)菌、放線菌和霉菌能利用硝酸鹽做

12、為氮素營(yíng)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(jìn)行反硝化作用的只有少數(shù)細(xì)菌，這個(gè)生理群稱為反硝化菌。大部分反硝化細(xì)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(jī)物為氮源和能源，進(jìn)行無(wú)氧呼吸，其生化過(guò)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(xì)菌為自養(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(jìn)行以下反應(yīng)：5S+6KN

13、O3+2H2O3N2+K2SO4+4KHSO4反硝化作用使硝酸鹽還原成氮?dú)?，從而降低了土壤中氮素營(yíng)養(yǎng)的含量，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利。農(nóng)業(yè)上常進(jìn)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(duì)生物的毒害作用。 生物除磷活性污泥法處理污水時(shí)，將活性污泥交替在厭氧和好氧狀態(tài)下運(yùn)行，能使過(guò)量積聚磷酸鹽的積磷菌占優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)，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，在好氧狀態(tài)下過(guò)量地?cái)z取磷。經(jīng)過(guò)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(shí)際上，目前對(duì)于除磷的原理研究依舊

14、不是很明確，甚至具體是哪一種細(xì)菌起的作用仍然不清楚，通常情況都是以菌群作為研究對(duì)象，我們叫他聚磷菌PAOs。一般來(lái)說(shuō)，生物都有自己的獨(dú)特性狀，但是作為生物都有統(tǒng)一的一面，那就是過(guò)度繁殖的特性，生物利用數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)，壓倒別的生物，達(dá)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(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到抑制其他生物生長(zhǎng)的目的。同理聚磷菌也擁有這樣的特性，他們表現(xiàn)出來(lái)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(huì)抑制聚磷菌的生長(zhǎng)，也就是為什么聚磷菌需要調(diào)試才能正常運(yùn)行。這一過(guò)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

15、鹽）厭氧條件下，PAOs吸收VFA轉(zhuǎn)化為PHA，這一過(guò)程PP高能鍵斷裂為這一過(guò)程釋放能量，同時(shí)釋放出磷酸鹽，而磷酸鹽濃度升高，恰恰是我們說(shuō)的能夠利于PAOs生長(zhǎng)繁殖好氧條件下，正好與其相反，吸收Po形成PP，而此時(shí)的能源則是PHA，如厭氧過(guò)程所說(shuō)，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(zhǔn)備，與此同時(shí)，PAOs分裂生成新的細(xì)胞，但是由于，PO含量降低，將會(huì)限制它的生存繁殖，所以必須通過(guò)人為過(guò)程使PO含量升高，完成一個(gè)完整的周期。如果不進(jìn)行循環(huán)，聚磷菌是無(wú)法完成完整的生命周期的。我說(shuō)的可能有點(diǎn)亂，但是總結(jié)起來(lái)就是：1生物性狀使然2磷酸鹽含量對(duì)其有抑制作用A2O污水處理方法原理

16、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(shí)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(jìn)入?yún)捬醭兀诖宋勰嘀械木哿拙迷鬯械娜芙鈶B(tài)有機(jī)物進(jìn)行厭氧釋磷；然后與好氧末端回流的混合液一起進(jìn)入缺氧池，在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有機(jī)物和回流的硝酸鹽進(jìn)行反硝化作用脫氮；脫氮反應(yīng)完成后，進(jìn)入好氧池，在此污泥中的硝化菌進(jìn)行硝化作用將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽同時(shí)聚磷菌進(jìn)行好氧吸磷，剩余的有機(jī)物也在此被好氧細(xì)菌氧化，最后經(jīng)沉淀池進(jìn)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(xì)菌反硝化脫氮好氧 硝化細(xì)菌硝化作用生成硝酸鹽；聚磷菌好氧吸磷a.本工藝特點(diǎn)(1)本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡(jiǎn)單的同步脫N除P工藝，總的水力停留時(shí)間少于其他同類工藝；(2)在厭氧（缺氧）、好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無(wú)污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100；(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(yùn)行中勿需投藥，兩個(gè)A段只用輕緩攪拌，以不增加溶解氧為度，運(yùn)行費(fèi)用低；(5)厭氧、缺氧、好氧三種