废水生物脱氮工艺_无锡市凡宇活性炭过滤器

废水生物脱氮工艺

废水生物脱氮工艺是利用微生物的代谢作用将废水中的氮污染物（如氨氮、硝态氮、有机氮等）转化为无害氮气（N?）的过程，主要涉及氨化、硝化、反硝化三个核心步骤。以下是详细介绍：

氨化作用（Ammonification）
- 微生物：异养菌（如芽孢杆菌、梭菌等）。
- 过程：将有机氮（如蛋白质、尿素）分解为氨氮（NH?/NH??）。
- 反应式：\(\text{有机氮} \xrightarrow{\text{氨化菌}} \text{NH}_4^+\)
硝化作用（Nitrification）
- 微生物：自养菌（亚硝化菌和硝化菌）。
- 过程：
  - 亚硝化阶段：氨氮→亚硝态氮（NO??），由亚硝酸菌（如Nitrosomonas）完成。
  - 硝化阶段：亚硝态氮→硝态氮（NO??），由硝酸菌（如Nitrobacter）完成。
- 反应式：\(\text{NH}_4^+ + 1.5\text{O}_2 \xrightarrow{\text{亚硝化菌}} \text{NO}_2^- + 2\text{H}^+ + \text{H}_2\text{O}\)\(\text{NO}_2^- + 0.5\text{O}_2 \xrightarrow{\text{硝化菌}} \text{NO}_3^-\)
- 条件：好氧环境（DO ≥ 2 mg/L）、中性至弱碱性（pH 7.0~8.5）、温度 20~30℃。
反硝化作用（Denitrification）
- 微生物：异养菌（如假单胞菌、芽孢杆菌）。
- 过程：硝态氮（NO??）→亚硝态氮（NO??）→一氧化氮（NO）→一氧化二氮（N?O）→氮气（N?）。
- 反应式：\(\text{NO}_3^- + \text{有机碳源} \xrightarrow{\text{反硝化菌}} \text{N}_2 \uparrow + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}\)
- 条件：缺氧环境（DO ≤ 0.5 mg/L）、充足碳源（C/N ≥ 4~6）、pH 6.5~8.0、温度 20~40℃。

流程： 缺氧池（反硝化）→好氧池（硝化 + 氨化）→二沉池。
- 好氧池出水部分回流至缺氧池（内回流，回流比 100%~300%），提供硝态氮。
特点：
- 工艺简单，成本低，适合处理低浓度氨氮废水（如生活污水）。
- 脱氮效率约 70%~85%，C/N 不足时需外加碳源（如甲醇）。

流程： 厌氧池（释磷）→缺氧池（反硝化）→好氧池（硝化 + 吸磷）→二沉池。
- 好氧池出水回流至缺氧池（内回流），二沉池污泥回流至厌氧池。
特点：
- 同步脱氮除磷，适合处理高氮磷废水（如城市污水）。
- 脱氮效率 80%~90%，但流程复杂，需控制各段 DO 和污泥龄。

流程：环形沟渠中交替好氧 / 缺氧区域，利用转刷或曝气器提供动力和氧气。
特点：
- 延时曝气，污泥龄长，耐冲击负荷，适合低浓度生活污水。
- 脱氮效率约 70%~80%，常与 A²/O 改良结合（如 Carrousel 2000）。

厌氧氨氧化（ANAMMOX）
- 原理：在厌氧条件下，氨氮与亚硝态氮直接反应生成氮气：\(\text{NH}_4^+ + \text{NO}_2^- \xrightarrow{\text{厌氧氨氧化菌}} \text{N}_2 \uparrow + 2\text{H}_2\text{O}\)
- 优势：无需外加碳源，节省 60% 氧气和 100% 反硝化碳源，适合高氨氮、低碳氮比废水（如工业废水）。
同步硝化反硝化（SND）
- 在同一反应器内同时实现硝化和反硝化，利用微环境差异（如絮体表面好氧、内部缺氧）。
- 可减少反应器体积和能耗。

通过合理选择工艺和控制运行参数，生物脱氮可高效去除废水中的氮污染物，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）等严格要求。

污泥浓度可用污泥浓度计测量

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