生物脱氮基本原理及影响因素

生物脱氮基本原理及影响因素生物脱氮基本原理及影响因素生物脱氮基本原理及影响因素废水中存在着有机氮、氨氮、硝态氮等形式的氮，而其中以氨氮和有机氮为主要形式。在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成氨氮，而后经硝化过程转化变为NO3-N和NO2-N，最后通过反硝化作用使硝态氮转化成氮气，而逸入大气。由此可见，进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。由于氨化反应速度很快。在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。11氨化作用氨化作用1.11.1概念概念氨化作用是指将有机氮化合物转化为氨态氮的过程，也称为矿化作用。1.21.2细菌细菌参与氨化作用的细菌成为氨化细菌。在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌，兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。1.31.3降解方式（分好氧和厌氧）降解方式（分好氧和厌氧）在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氨。另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应。在厌氧条件或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。22硝化作用硝化作用2.12.1概念概念硝化作用是指将氨氮氧化为亚硝酸氮和硝态氮的生物化学反应，2.22.2细菌细菌这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成。亚硝化菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。硝酸菌有硝化杆菌属、硝化球菌属。亚硝酸菌和硝化菌统称为硝化菌。2.32.3反应过程反应过程包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。该反应历程为：亚硝化反应硝化反应总反应式发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3和NO2-的过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO32－、HCO－、CO2等。假定细胞的组成为C5H7NO2，则硝化菌合成的化学计量关系可表示为：亚硝化反应硝化反应2.42.4特点特点从上式可以看出硝化过程的三个重要特点：⑴NH3的生物氧化需要大量的氧，大约每去除1g的NH3-N需要4.2gO2；⑵硝化过程细胞产率非常低，且难以维持较高胜物浓度，特别是在低温的冬季；⑶硝化过程中产生大量的的质子（H—），为了使反应能顺利进行，需要大量的碱中和，其理论上大约为每氧化1g的NH3-N需要碱度5.57g(以NaCO3计)。2.52.5硝化反应影响硝化反应影响因素因素①温度在生物