微生物脫氮原理ppt課件

1、機氮化合物。通?？梢院唵蔚睦斫鉃樗邪钡陀袡C氮的總和。n3、 氨氮（NH3-N）：又名氨態(tài)氮，是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮。n4、 硝態(tài)氮：是指硝酸鹽及亞硝酸鹽中所含有的氮元素n以上四者之間的關(guān)系圖如下：態(tài)氮轉(zhuǎn)化成氮氣，而逸入大氣，從而降低廢水中N的含量。機氮，卻不能有效地去除氮。廢水生物脫氮的基本原理就在于，在有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮的基礎(chǔ)上，通過硝化反應(yīng)將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，再通過反硝化反應(yīng)將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣從水中逸出，從而達(dá)到除去氮的目的。即完整的生物脫氮反應(yīng)共分成三個步驟：有機氮氨化反應(yīng)硝化反應(yīng)反硝化反應(yīng)。n丙氨酸亞氨基丙酸丙酮酸n另一是某些好氧菌，在水

2、解酶的催化作用下能水解脫氮反應(yīng)。例如尿素能被許多細(xì)菌水解產(chǎn)生氨，分解尿素的細(xì)菌有尿八聯(lián)球菌和尿素芽孢桿菌等，它們式好氧菌，其反應(yīng)式如下：nn在厭氧條件或缺氧的條件下，厭氧微生物和兼性厭氧微生物對有機氮化合物進(jìn)行還原脫氨、水解脫氨和脫水脫氨三種途徑的氨化反應(yīng)。n亞硝酸螺桿菌屬和亞硝酸球菌屬。硝酸菌有硝化桿菌屬、硝化球菌屬。亞硝酸菌和硝化菌統(tǒng)稱為硝化菌。n生化氧化：n生化合成：n則第二階段的總反應(yīng)式為：還原態(tài)氧進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi),因此細(xì)胞的合成幾乎不需要分子態(tài)的氧。n硝化過程總氧化式為：用分子氧作為最終電子受體。在無分子態(tài)氧條件下，反硝化菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N5+和N3+作為電子受體。O2-作為受

3、氫體生成H2O和OH- 堿度，有機物則作為碳源及電子供體提供能量，并得到氧化穩(wěn)定。n反硝化過程中亞硝酸鹽和硝酸鹽的轉(zhuǎn)化是通過反硝化細(xì)菌的同化作用和異化作用來完成的。異化作用就是將NO2- 和NO3- 還原為NO、N2O、N2等氣體物質(zhì)，主要是N2。而同化作用是反硝化菌將NO2- 和NO3- 還原成為NH3-N供新細(xì)胞合成之用，氮成為細(xì)胞質(zhì)的成分，此過程可稱為同化反硝化。著溫度的升高，硝化反應(yīng)的速率也增加。當(dāng)廢水溫度低于15時或大于35，硝化速率會明顯下降，當(dāng)溫度低于10時已啟動的硝化系統(tǒng)可以勉強維持，硝化速率只有30時的硝化硝化速率的25%，當(dāng)溫度低于5時，硝化菌的活性基本停止。盡管溫度的升高

4、，生物活性增大，硝化速率也升高，但溫度過高將使硝化菌大量死亡，實際運行中要求硝化反應(yīng)溫度低于35。n（3）pH值n硝化菌對pH 值的變化非常敏感，最佳pH 值范圍內(nèi)為7.58.5，當(dāng)pH 值低于7 時，硝化速率明顯降低，低于6 和高于9.6 時,硝化反應(yīng)將停止進(jìn)行.。由于硝化反應(yīng)中每消耗1g 氨氮要消耗堿度7.14g，如果污水氨氮濃度為20mg/L，則需消耗堿度143mg/L。一般地，污水對于硝化反應(yīng)來說，堿度往往是不夠的，因此應(yīng)投加必要的堿量，以維持適宜的pH 值，保證硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行。微生物的5%左右，這是因為與異養(yǎng)型細(xì)菌相比，硝化菌的產(chǎn)率低、比增長速率小。而BOD5/TKN值的不同，將

5、會影響到活性污泥系統(tǒng)中異養(yǎng)菌與硝化菌對底物和溶解氧的競爭，從而影響脫氮效果。一般認(rèn)為處理系統(tǒng)的BOD負(fù)荷低于0.15kgBOD5/(kgMLSSd)，處理系統(tǒng)的硝化反應(yīng)才能正常進(jìn)行。n（6）生物固體平均停留時間（污泥齡）n為保證連續(xù)流反應(yīng)器中存活并維持一定數(shù)量和性能穩(wěn)定的硝化菌，微生物在反應(yīng)器的停留時間。即污泥齡應(yīng)大于硝化菌的最小世代時間，硝化菌的最小世代時間是其最大比增長速率的倒數(shù)。脫氮工藝的污泥齡主要由亞硝酸菌的世代時間控制，因此污泥齡應(yīng)根據(jù)亞硝酸菌的世代來確定。實際運行中，一般應(yīng)取系統(tǒng)的污泥齡為硝化菌最小世代時間的三倍以上，并不得小于35d，為保證硝化反應(yīng)的充分進(jìn)行，污泥齡應(yīng)大于10d。

6、n（7）重金屬及有毒物質(zhì)n除了重金屬外，對硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有：高濃度氨氮、高濃度硝酸鹽有機物及絡(luò)合陽離子等。據(jù)研究，當(dāng)污水中氨氮濃度小于200mg/L，亞硝態(tài)氮濃度小于100mg/L 時， 對硝化作用沒有影響。中不可少的一種物質(zhì)，進(jìn)水的C/N直接影響生物脫氮除氮效果的重要因素。一般BOD/TKN35，有機物越充分，反應(yīng)速度越快，當(dāng)廢水中BOD/TKN小于4時，需要外加碳源才能達(dá)到理想的脫氮目的。因此碳源對反硝化效果影響很大。反硝化的碳源來源主要分三類：一是廢水本身的組成物，如各種有機酸、淀粉、碳水化合物等；二是廢水處理過程中添加碳源，一般可以添加附近一些工業(yè)副產(chǎn)物，如乙酸、丙酸和甲醇等；三是活性污泥自身死亡自溶釋放的碳源，稱為內(nèi)源碳。n（4）溶解氧n反硝化菌是兼性菌，既能進(jìn)行有氧呼吸，也能進(jìn)行無氧呼吸。含碳有機物好氧生物氧化時所產(chǎn)生的能量高于厭氧硝化時所產(chǎn)生的能量，這表明，當(dāng)同時存在分子態(tài)氧和硝酸鹽時，優(yōu)先進(jìn)行有氧呼吸，反硝化菌降解含碳有機物而抑制了硝酸鹽的還原。所以，為了保證反硝化過程的順利進(jìn)行，必須保持嚴(yán)格的缺氧狀態(tài)。微生物從有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸的關(guān)鍵是合成無氧呼吸的酶，而分子態(tài)氧的存在會抑制這類酶的合成及其活性