影響生物脫氮除磷的因素

1、42 污染防治技術(shù)第20卷第1期（中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院.江蘇 徐州221008）:對生物脫氮除隣的基本原理作了筒耍分析.因其脫氮和除磷受多種因素影響擇其主要影響因素進(jìn)行綜述.以 便為工程應(yīng)用提供依據(jù)。:脫氮；除礴；基本原理；影響因素:XI31.2;X172: AFactors of hfluenchg BblogicalDenitrficatfon and DephosphorizatfonCHEN Qing-hou（China University of M in ing and Technology. College of Envinnvn ent and Spatial Infor

2、m a tics.Xuzhou. Jiangsu 22100& ChinaAbstract: The in echan isn of bbbgical nitrification and phojphoms removal was briefly analyzed in this paper The nitrificatbn and phojphoms ranoval was affected by many factors The main ones we re simmarized which a hied io pmvide reference ibr the research

3、in the futrueKev words: removal of nitrificatbn: ranoval of phojphomx basic principle; aflecling lacbrs1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 42 污染防治技術(shù)第20卷第1期1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 42 污染防治技術(shù)第20卷第1

4、期1.1基本原理傳統(tǒng)的脫氮機(jī)理認(rèn)為：脫氮一般包括氨化、硝 化、反硝化和同化四個(gè)過程先是異養(yǎng)型細(xì)菌把有 機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮（氨化）此后氨態(tài)氮又被自養(yǎng) 型亞硝化菌氧化成亞硝態(tài)氮.進(jìn)而亞硝態(tài)氮再被自 養(yǎng)型的硝化菌氧化為硝態(tài)氮（硝化）最后異養(yǎng)型 的反硝化菌同時(shí)將亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮還原為氣態(tài) 氮.如N,、M0或NO將氮元素從污水中去除仮 硝化）。由干氨化反應(yīng)速度很快，一般不作考慮, 生物的同化代謝過程也能去除少部分氮這是脫氮 的次要過程。生物脫氮主要是硝化和反硝化兩個(gè) 過程。目前公認(rèn)的NO；還原為2的過程為：NO； ->N0N，O-*N、硝化反應(yīng)是由自養(yǎng)型好氧微生物完成的.它包 括兩個(gè)階段第一階段由亞

5、硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞 硝態(tài)氮稱亞硝化反應(yīng)：第二階段則由硝化菌將亞 硝態(tài)氮進(jìn)一步氧化為硝態(tài)氮稱硝化反應(yīng)。硝 化反應(yīng)式：NH； +1. 5O2->NO； +2H* +H:ONO； +Q 5O2 -*NOj反硝化反應(yīng)是由一群異養(yǎng)型微生物完成的生 物化學(xué)過程。它的主要作用是在缺氧（無分子氧） 的條件下將硝化過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽和硝酸鹽 還原為氣態(tài)氮（N2.N2O或NO）叫反硝化反應(yīng)式 如下：NO； +5H-*a 5N. +2H.O +OWNO； +3H-H1 5N、+H.O +OH*w生物脫氮過程本身就是處在矛盾之中：（1）硝 化菌是嚴(yán)格好氧菌硝化反應(yīng)需要好氧環(huán)境，反硝 化是兼性厭氧菌需要在缺氧

6、環(huán)境中進(jìn)行。（2）硝 化反硝化兩者對有機(jī)物的存在也是矛盾的，自養(yǎng)硝 化菌在大量有機(jī)物存在時(shí)對氧氣和營養(yǎng)物的競爭 不如好氧異養(yǎng)菌.而反硝化反應(yīng)又需要有機(jī)物充當(dāng) 電子供體來完成脫氧過程。1. 2影響生物脫氮主要因素卩?。↖）溶解氧（DO）硝化反應(yīng)DO濃度一般應(yīng) 在2 0 mg/L以上最低極限是Q 5Q 7 mg/L0 而對于反硝化反硝化菌是異養(yǎng)型兼性厭氧菌需:2006- 10 16:陳清后（1983）.男.安徽蒙城人在瀆碩士研究生主要從事水污染控制技術(shù)的研究 要缺氧的環(huán)境，DO般在Q 5mg/L以下。(2) 溫度硝化反應(yīng)的溫度范圍為540 °C, 適宜溫度為2030 °C.反硝

7、化的適宜溫度為20 40 °C.低于15 9.硝化反硝化速率極低。(3) 有機(jī)碳 硝化菌是自養(yǎng)型其生存率遠(yuǎn)小 于氧化有機(jī)物的異養(yǎng)菌當(dāng)好氧池中有機(jī)物濃度較 高時(shí)硝化菌為劣勢菌種當(dāng)BOD5小于20mg/L. 硝化反應(yīng)才不受影響。而反硝化則需要充足碳源 為能源否則反硝化不徹底。(4) pH值 亞硝酸菌最適pH值為& 08 4, 硝酸菌的最適pH值為6. 57. 5.反硝化最適宜的 pH值為6 57. 50當(dāng)pH低于6 0或高干9. 6.硝 化反硝化將受到影響，甚至反應(yīng)將停止。(5) 泥齡(SRT)硝化菌屬于自養(yǎng)菌.生長緩 慢.世代時(shí)間較長。要保持硝化菌群在活性污泥系 統(tǒng)中的比例就必

8、須保證SRT大于最短的世代時(shí) 間。一般SRT應(yīng)大于10 do(6) 有毒有害物質(zhì)許多物質(zhì)對硝化菌有毒 害作用如某些重金屬、復(fù)合陰離子和有機(jī)化合物 等會干擾細(xì)胞的新陳代謝破壞細(xì)菌最初的氧化 能力。另外.過高的氨氮濃度對硝化反應(yīng)會產(chǎn)生基 質(zhì)抑制作用。22 1基本原理聚磷菌吸磷和釋磷機(jī)理是傳統(tǒng)普遍認(rèn)可的理 論。即在厭氧條件下發(fā)酵產(chǎn)酸菌充分發(fā)揮其發(fā)酵 產(chǎn)酸作用將進(jìn)水中大分子有機(jī)物變成小分子有機(jī) 物揮發(fā)性脂肪酸(VFA),以利于'聚磷”的聚磷菌 (臥O)釋磷所需。聚磷菌在厭氧，受壓抑，環(huán)境 下將其細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)態(tài)磷分解轉(zhuǎn)化為無機(jī)態(tài)磷并 釋放于環(huán)境中并產(chǎn)生三磷酸腺昔(ATP)o聚磷菌 利用ATP以主

9、動(dòng)運(yùn)輸方式將細(xì)胞外的廢水中溶解 性有機(jī)基質(zhì)攝入細(xì)胞內(nèi)，以合成聚輕基丁酸 鹽(PHB)及糖原等有機(jī)顆粒的形式貯存在細(xì)胞 內(nèi)。聚磷菌在厭氧條件下釋放出的磷是利用ATP 時(shí)的水解產(chǎn)物其反應(yīng)式為atp+h2o->adp+h2 po4在厭氧條件下.表現(xiàn)為磷的釋放即磷酸鹽由 微生物體內(nèi)向廢水的轉(zhuǎn)移過程。在好氧條件下貯 存有機(jī)物的聚磷菌的活力將得到充分恢復(fù)聚磷菌 在有溶解氧的條件下進(jìn)行有機(jī)物的降解同時(shí)產(chǎn)生 大量的ATPo產(chǎn)生的ATP大部分當(dāng)然是供給細(xì)胞 合成和維持生命活動(dòng)一部分則用于從廢水中攝取 溶解態(tài)的正磷酸鹽所需的能量從而完成聚磷的過 程。這一階段表現(xiàn)為微生物對磷的吸收即磷酸鹽 由廢水向聚磷菌體內(nèi)

10、的轉(zhuǎn)移過程。PHB的合成與 降解.作為一種能量的貯存與釋放過程，在聚磷菌 的攝磷和放磷過程中起著十分重要的作用。聚磷 菌對PHB的合成能力的大小將直接影響其攝磷能 力的高低。聚磷菌的釋磷和吸磷過程中細(xì)胞對磷 的攝取量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在厭氧環(huán)境中的釋放量.通過排 放剩余污泥來實(shí)現(xiàn)除磷。在一定條件下聚磷菌厭 氧釋磷越徹底好氧條件下的吸磷量就越大。2 2影響生物除磷過程主要因素,3-4 8'(1) 溶解氧 在釋磷區(qū)，應(yīng)保持嚴(yán)格厭氧，DO 小于Q 2 mg/L:吸磷過程要保持充足的DO.般 DO應(yīng)控制在2 0 mg/L以上。(2) 溫度溫度范圍為530 °C.厭氧釋磷和 好氧吸磷受溫度的影響

11、十分明顯在1520 X：.好 氧吸磷速度達(dá)到最大。(3) pH值 生物除磷pH值為7&pH值低 于5. 2會引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞，造成無效 釋磷。一般厭氧區(qū)的pH在68。(4) 硝態(tài)氮一方面厭氧區(qū)的聚磷菌主要是 以V班為碳源完成聚磷的水解和釋放，如有硝態(tài) 氮存在.氣單胞菌就不會產(chǎn)酸，聚磷菌所能獲得的就少;另一方面.氣單胞菌會利用硝態(tài)氮進(jìn)行 反硝化消耗水中的碳源有機(jī)物硝態(tài)氮與聚磷菌 爭奪碳源這對聚磷菌的厭氧釋磷是非常不利的， 厭氧區(qū)的硝態(tài)氮濃度應(yīng)控制在I- 5 mg/L以下。(5) 有機(jī)負(fù)荷和有機(jī)質(zhì)類型較高的有機(jī)負(fù) 荷對除磷有利一般認(rèn)為進(jìn)水中BODS /TP應(yīng)大于 20.才會獲得較好

12、的除磷效果。有機(jī)質(zhì)的類型對厭 氧釋磷有重要影響.分子量較小的有機(jī)物易于被聚 磷菌利用。(6) 泥齡 生物除磷主要通過排出剩余污泥 實(shí)現(xiàn)的因此SRT越短.排放的污泥量越多.除磷 的效率越高。SRT般為3. 57. 0 do3氮、磷等污染物的排放會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化， 這就要求城市污水處理廠必須考慮采用脫氮除磷 的技術(shù)措施降低對環(huán)境的危害。然而氮磷的去除 比較復(fù)雜涉及硝化、反硝化、生物釋磷和吸磷等過 程。每一過程的目的不同對微生物組成、基質(zhì)類 型及環(huán)境條件的要求也不一樣。硝化需要長泥齡嚇轉(zhuǎn)第頁)1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishin

13、g House. All rights reserved, 80 污染防治技術(shù)第2()卷第1期以供挑選在培訓(xùn)嗅辨員時(shí)應(yīng)當(dāng)多些(6人以上)。2 2實(shí)盼宰條件惡臭分析對實(shí)騎室條件要求較高實(shí)駙室內(nèi)通 風(fēng)不暢帶有異味不能保持恒溫或者和其他分析 項(xiàng)目合用一室出現(xiàn)串味都會對分析結(jié)果產(chǎn)生影 響。因此應(yīng)當(dāng)設(shè)置專門的惡臭分析室.經(jīng)常通風(fēng) 換氣配置空調(diào)保持室內(nèi)恒溫在1725 °C:同時(shí) 為保證配氣時(shí)的保密性應(yīng)當(dāng)在分析室內(nèi)單獨(dú)設(shè)置 配氣室。3惡臭分析測定登記表中數(shù)據(jù)較多計(jì)算較為復(fù) 雜容易出現(xiàn)誤差。因此在最后的結(jié)果計(jì)算時(shí)應(yīng) 當(dāng)認(rèn)真細(xì)致，反復(fù)核對，同時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行三審制度確 保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。 II國家環(huán)境保護(hù)總局

14、空X和廢X監(jiān)測分析方法第4 版北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社.2003.(上接第42頁)的硝化菌和好氧條件反硝化需要短泥齡的反硝化 菌和缺氧條件:釋磷需要短泥齡的聚磷菌和厭氧條 件而吸磷則需要好氧條件。另外如果在前置厭 氧段存在硝酸鹽，當(dāng)揮發(fā)性有機(jī)物較少時(shí).因?yàn)榉?硝化菌和聚磷菌競爭有機(jī)物.聚磷菌必須在反硝化 結(jié)束后系統(tǒng)進(jìn)入完全厭氧狀態(tài)時(shí)才能釋磷將直 接影響聚磷菌的釋磷效率。1 11 1 1汪大犁雷樂成水處理新技術(shù)及工程設(shè)計(jì)IM 1.北京:化學(xué) 工業(yè)出版社.2001.213265.12|徐亞同.水中氮磷的處理|M).±海:華東師范大學(xué)出版社.1996. 130- 133.13吳曉霞.分點(diǎn)進(jìn)

15、水倒置A2 /O工藝處理城市污水的研究ID 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文.2004.I4J熊建英.連續(xù)流SBR法處理城市污水試臉研究J1.中國給 水排水.1999. 15(6):9 - 15.15帥 科.MR法處理白酒生產(chǎn)廢水的設(shè)計(jì)弓迖行J.給水排 水,1998.24(10):40- 421 6 鄭沢燦.李亞祈污水除解脫氮技術(shù)IM 北京：中國潼筑工 業(yè)出版社.199&17沈憶良.王寶貞廢水生物處理新技術(shù)理論與應(yīng)用【M.北 京沖國環(huán)境科學(xué)出版社.1999.18胡曉東.法處理高濃度土霉素廢水的試臉研究|JL給水 排水.1995.21 (7):21 - 22(上接第66頁)4. 4宣傳教育

16、手段(1) 加大對水源保護(hù)的宣傳力度充分利用各 種宣傳媒介定期發(fā)布飲用水源水質(zhì)公告(如水質(zhì) 周報(bào)、旬報(bào)等)，讓群眾及時(shí)了解水質(zhì)狀況提高水 源保護(hù)意識并充分認(rèn)識到保護(hù)飲用水水源的重要 性和迫切性從而自覺地保護(hù)水源和監(jiān)督政府部門 的管理工作;開通'保護(hù)熱線”讓群眾檢舉污染和 損害飲用水水源的行為:對保護(hù)飲用水水源有顯菩 成績的單位和個(gè)人，由政府給予表彭和獎(jiǎng)勵(lì)。(2) 樹立科學(xué)發(fā)展觀重視沿江開發(fā)過程中的 生態(tài)環(huán)境保護(hù)。沿江岸線的開發(fā)利用及沿江工業(yè) 的發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的影響是多方面的，一旦失誤將 造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。因此沿江開發(fā)過程中要樹立'既要金山銀山又要綠水青山，更要身體健 康”的科學(xué)發(fā)展觀堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先預(yù)防為主，防治 結(jié)合的原則,按照生態(tài)學(xué)原理和可持續(xù)發(fā)展理論， 實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。( 1in陳曉宏.江 濤陳俊合 水環(huán)境評價(jià)與規(guī)劃imI. r州：中 山大學(xué)出版社.2001. 43 - 44121王俊有.太原市地下水水質(zhì)現(xiàn)狀及污染防治措施【J.環(huán)境 科學(xué)動(dòng)態(tài).2002(4): 19- 21.131胡冠九.柏仇勇.孔福生等江蘇省飲用水環(huán)境安全及對策 研究IA1.江蘇省環(huán)境監(jiān)滝優(yōu)秀論文隼(2004年度)|CJ.南 京:江蘇省環(huán)境監(jiān)滴中心.2004. 36|4|袁 沽.張子凡.南京市飲用水