氨化作用在什么条件下进行(污水脱氮原理及工艺详解)

氮磷元素的大量排放会导致水的富营养化。因此，我国将氨氮和总磷作为评价污水处理厂处理效果的重要标。目前，污水处理主要是生物脱氮，其脱氮原理是将污水中的氮转化为无害氮。

原理

总氮是指可溶性和悬浮颗粒中的氮含量，包括NO3-，NO2-和NH4 有机氮，如无机氮和氨基酸、蛋白质和有机胺。生物脱氮首先是在厌氧环境中，有机氮通过氨化转化为氨氮，称为氨化过程，在一般无数处理设施中容易完成；然后在好氧环境中，氨氮通过硝化转化为硝氮；然后在缺氧环境中，硝氮通过反硝化转化为氨，从水中逃逸。

主要工艺

主要工艺包括活性污泥法（A2O、氧化沟、SBR等)和生物膜法(生物滤池、生物接触氧化池、生物转盘等。)对污水中的氮有很好的去除效果，但在工艺和操作上有一定的局限性和复杂性。

活性污泥法

>>>>A2O法

A2O厌氧一缺氧一好氧活性污泥法。在厌氧、缺氧、好氧三个不同功能分区的过程中，污水中的有机物在不同微生物菌群的作用下，N、P得到去除。A2O该方法是同步除磷脱氮最简单的工艺，总水力停留时间短，在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下，能抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，SVI一般小于100，有利于处理后污水与污泥的分离，厌氧和缺氧段在运行中只需轻轻搅拌，运行成本低。

优点:该工艺是最简单的同步脱氮除磷，总水力停留时间，总产量占地面积小；厌氧交替运行条件下，丝状菌无大量增殖，无污泥膨胀；污泥含磷浓度高，肥效高；运行中不需要投药，只需轻轻搅拌，运行成本低。

缺点：除磷效果难以改善，污泥生长有一定限度，不易改善；除氮效果难以进一步改善，内循环量不宜过高，否则会增加运行成本；沉淀池应保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，溶解浓度不宜过高，防止循环混合物干扰缺乏反应器。

>>>>氧化沟

氧化沟又称连续循环反应器，是常规活性污泥法的改造和发展，是延迟曝气法的特殊形式。

其主要功能是供氧；确保其活性污泥处于悬浮状态，是污水、空气和污泥的充分混合和接触；以一定的流速（不少于0）推动水流.25m/s）保持氧化沟的净化功能具有重要意义。氧化沟具有水质好、抗冲击负荷强、除磷脱氮效率高、污泥稳定、能耗低、自动控制方便等优点。

但在实际运行过程中，仍存在污泥膨胀、泡沫、污泥浮动、流量不均匀、污泥沉积等一系列问题。

>>>>SBR

间歇活性污泥法简称SBR工艺，一个运行周期可分为进水、反应、沉淀、排水、闲置五个阶段。这种一体化工艺的特点是工艺简单。由于只有一个反应池，不需要二沉池、回流污泥和设备，一般没有调节池，大多数情况下可以节省初沉池。

特点：
大多数情况下，无需设置调节池；SVI值低，易沉淀，一般不会产生污泥膨胀；通过调整运行模式，除磷脱氮反应；自动化程度高；处理效果优于连续性；单方投资少；占地面积大，处理水量小。

存在问题：A2O
氧化沟工艺池面积大，基础设施成本高；污泥回流、沉淀工艺复杂，能耗大，普通小型污水厂难以承受，不适合污水厂改造。SBR该工艺需要高精度的倾倒器来保证出水水质，后续设置调节池来调节出水水量，对自动化要求较高。

>>>>生物膜法

生物滤池占地面积大，生物接触氧化池固定载体施工维护困难，容易堵塞，给污水厂长期稳定运行带来很大困难。生物转盘处理水量小，更适合处理水量小的污水处理厂。

新型工艺

>>>>MBBR膜法

MBBR该工艺是基于生物过滤器和生物流化床工艺开发的。在充分发挥生物膜法和活性污泥法优势的同时，克服了生物膜法经常遇到的填料堵塞和反冲洗的高能耗，也克服了活性污泥法的污泥损失，使其生物处理效果更加有效。

MBBR载体由聚合物材料制成。聚合物材料结合了各种有利于微生物快速附着生长的微量元素，经过特殊工艺改性和结构，具有较大的表面积
亲水性好，生物活性高，挂膜快，处理效果好，使用寿命长。

微生物可以大量附着MBBR在载体上，在污泥浓度不变的情况下，生化处理系统的生物量增加了一倍。因此，高了系统的处理能力和效率，增强了对不同水质的抗冲击性。当附着在MBBR当载体上的生物膜达到一定厚度时，生物膜形成溶解氧梯度，使好氧池载体内仍存在缺氧区，使反硝化细菌在载体内反硝化，即同步硝化反硝化。能有效节约碳源，使其在碳氮比较低的情况下仍能具有良好的脱氮能力。

MBBR载体密度小于1，挂膜后密度与水相近，可在水中悬浮。在实际操作中使用曝气 搅拌使载体在水中流化，形成气液-
固三相流化加强了气、液、载体之间的接触，大大提高了氧气的利用效率，有效降低了曝气量和能耗。

MBBR工艺只需按比例加载载体，在原生化工艺上设置载体格栅，无需大量基础设施，就能增强脱氮能力，大大节约投资成本。污水厂升标改造前景良好。

>>>>短期硝化反硝化

传统的脱氮工艺是将军NH4 氧化成NO2-,再氧化成NO3-；亚硝酸菌和硝酸菌，统称硝化菌，可得出以下结论：亚硝化产生的能量大于硝化产生的能量，前者反应速度快于后者；亚硝化产生大量的能量H ,使系统pH该系统的硝化过程降低了值pH无影响；亚硝化过程和硝化过程的好氧比为3:1；亚硝酸菌和硝酸菌的生理特性大致相似，但前者时间周期短，生长快，更能适应冲击负荷和不利环境条件。

当硝酸菌受到抑制时，就会出现NO2-的积累。

当硝酸菌受到抑制时，就会出现NO2-积累。显然，在传统硝化中-
在反硝化脱氮过程中，反硝化过程可以从硝酸盐或亚硝酸盐开始。但由NO2-转化为NO3-，然后由NO3-再转化为NO在重复转化过程中，需要消耗更多的溶解氧和有机碳源。在实际过程中，如果控制这个转换过程，NH4 全部或绝大多数转化为转化为全部或绝大多数NO2-而不是NO3-，由NO2-直接反硝化，称为短程硝化-
经过环境工作者的不懈努力，许多反应器可以实现短程硝化-反硝化过程。

与传统的脱氮工艺相比，短程硝化-反硝化具有以下优点。

1.节能：

硝化期节约近25%的氧气供应，降低能耗；

2.节省外加碳源：

从NO2-到N2要比从NO3-到N在反硝化过程中，有机碳源减少40%；

3.能缩短水力停留时间：

在高氨环境下，NH4 硝化率和NO2-反硝化率平均比NO2-氧化速率和NO3-反硝化速率快，可缩短水力停留时间，相应减少反应器体积；

存在问题：

短程硝化反硝化工艺仍处于研究阶段，实际应用工程较少。由于短程硝化阶段的温度，pH
值等因素难以控制，需要开发更完善的在线检测和模糊控制技术，实现短程硝化反硝化稳定，不断扩大短程硝化反硝化工艺的应用

>>>>厌氧氨氧化

厌氧氨氧化作用是指厌氧氨氧化菌在厌氧条件下使用亚硝酸盐作为电子受体，将氨氮氧化为氮的生物反应过程。这种反应通常对外部条件（pH值、温度、溶解氧等。)要求很高，但这种反应对其研究和工艺开发具有可持续发展意义，因为它不需要氧气和有机物的参与。这种反应通常对外部条件（pH值、温度、溶解氧等。)要求很高，但这种反应对其研究和工艺开发具有可持续发展意义，因为它不需要氧气和有机物的参与。

厌氧氨氮化一般采用短程硝化工艺，将废水中的部分氨氮转化为亚硝酸盐。目前已成功应用焦化废水、垃圾渗滤液等废水。

厌氧氨氧化是氮的微生物反应。它有一些优点：由于氨直接作为反硝化反应的电子供体，可以避免外源有机物，节省运行成本，防止二次污染；由于有效利用氧气，氧气供应能耗降低；由于部分氨直接参与厌氧氨氧化反应，酸产量降低，碱产量为零，可降低中和所需的化学试剂，降低运行成本，减少二次污染。

>>>>曝气生物滤池（BAF）

该工艺有去除SS、化学需氧量，BOD、硝化、脱氮、除磷AOX(有害物质)的特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池
(二沉池)体积负荷大，水力负荷大，水力停留时间短，基础设施投资少，水质好，运行能耗低，运行成本低。

BAF第三代生物膜反应器不仅具有生物膜技术的优点，而且通过使用特殊的过滤材料和正确的气体分配设计，具有有效的空间过滤功能。

工艺特点：

1.采用气水平行向上流动，使气水平均分极佳，防止滤料层气泡凝结，氧利用率高，能耗低；

2.与下向流过滤相反，上向流过滤在整个过滤器的高度上保持正压，可以更好地避免沟通或短流，避免通过形成沟通影响过滤过程形成的气囊；

3.上向流形成了有利于工艺的半柱推条件。即使采用高过滤速度和负载，也能保证BAF工艺的持久稳定性和有效性；

4.采用气水平行向上流动，使空间过滤能更好地利用，空气能将固体物质带入滤床深处，可在滤池中获得高负荷、均匀的固体物质，从而延长反冲洗周期，减少清洗时间和气水量；

5.滤料层对气泡的切割作用是延长气泡在滤池中的停留时间，提高氧气利用率；

6.由于滤池截污能力优异，使得BAF二次沉淀池不需要在后面设置。

在什么条件下进行氨化作用以及污水脱氮原理和工艺的详细说明已经完成！
在什么条件下进行氨化作用以及污水脱氮原理和工艺的详细说明已经完成！