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1、4.6脱氮除磷活性污泥法工艺及其设计脱氮除磷活性污泥法工艺及其设计4.6.1 脱氮原理与工艺技术脱氮原理与工艺技术 氮污染的危害氮污染的危害1.富营养化富营养化N、P引起，藻类问题（滇池，太湖）；引起，藻类问题（滇池，太湖）；2. 提高制水成本提高制水成本污水消毒时，增加投氯量；污水消毒时，增加投氯量；3.污水回用填塞管道污水回用填塞管道NH3N可促进设备中微生物的繁殖；可促进设备中微生物的繁殖；4. 农业灌溉农业灌溉TN不大于不大于1mg/l，否则对农作物有影响。，否则对农作物有影响。1.有机氮有机氮2.氨态氮（氨态氮（NH3N、NH4+N）3. NO2N、NO3N4. N2 氮的存在形式氮
2、的存在形式 二级处理技术的局限性二级处理技术的局限性合成代谢对氮磷的去处率低，水中氮磷过剩合成代谢对氮磷的去处率低，水中氮磷过剩 nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5)O2 (C5H7NO2)n+n(x-5)CO2+n/2(y-4)H2O4.6.1.1 氮的吹脱处理氮的吹脱处理NH3+H2ONH4+OH-PH=7时，以时，以NH4+存在存在 PH=11时，时，90%NH3存在存在PH升高，去除升高，去除NH3上升上升 T上升，去除上升，去除NH3上升上升脱氮塔技术的特点：除氮的效果稳定；操作简便，容易控制；脱氮塔技术的特点：除氮的效果稳定；操作简便，容易控制； NH3 二次污染
3、（可回收）；使用二次污染（可回收）；使用CaO易结垢（改用易结垢（改用NaOH） 水温下降时，效果差水温下降时，效果差 原理原理 脱氮塔脱氮塔1.PH值值PH升高到升高到10.5以上，去除率增加缓慢以上，去除率增加缓慢2.水温水温水温升高，效率升高水温升高，效率升高3.布水状态布水状态滴状下落最好，膜状下落，效果大减滴状下落最好，膜状下落，效果大减4.布水负荷率布水负荷率填料填料6m高以上时，其值不超过高以上时，其值不超过 180m/m.d5.气液比气液比填料填料6m高以上时，高以上时，2200-2300以下为好。以下为好。 脱氮塔工作影响因素与设计参数脱氮塔工作影响因素与设计参数4.6.1.
4、2 生物脱氮原理生物脱氮原理活性污泥法的传统功能活性污泥法的传统功能去除水中溶解性有机物去除水中溶解性有机物N、P只满足生理要求即可，因此对二者去除率低，仅为只满足生理要求即可，因此对二者去除率低，仅为20-40%；5-20% 概述概述 污水生物处理中氮的转化过程污水生物处理中氮的转化过程1、氨化反应、氨化反应氨化氨化反应反应原理原理 RCHNH2COOH+O2 RCOOH+CO2+NH3氨化菌氨化菌氨化菌为异氧菌氨化菌为异氧菌 一般在氨化过程与微生物去除有机物同时进行，有机物去除结束时，一般在氨化过程与微生物去除有机物同时进行，有机物去除结束时，已经完成了氨化反应已经完成了氨化反应 2、硝化
5、反应、硝化反应硝化硝化反应反应原理原理 总反应总反应NH4+1.5O2 NO2-+H2O+2H+-F（F=278.42kJ）NO2-+0.5O2 NO3-F（F=72.27kJ)亚硝酸菌亚硝酸菌硝酸菌硝酸菌NH4+2O2 NO3+H2O+2H+-F（F=351kJ）硝化菌硝化菌硝化菌的特点硝化菌的特点 硝化菌硝化菌亚硝酸菌和硝酸菌的统称亚硝酸菌和硝酸菌的统称; 硝化菌属于硝化菌属于化能自养菌，可生芽孢的短杆状细菌化能自养菌，可生芽孢的短杆状细菌 . 硝化硝化反应反应的控制指标的控制指标 硝化菌对环境条件的变化极为敏感硝化菌对环境条件的变化极为敏感，所以有以下指标：，所以有以下指标： 溶解氧溶解
6、氧： 氧是电子受体，氧是电子受体，DO不能低于不能低于1.0mg/l 硝化需氧量（硝化需氧量（NOD）4.57g(氧氧)/g（N） 碱度碱度：7.1g碱度（以碱度（以CaCO3计）计）/1g氨态氮（以氨态氮（以N计）计）,一般碱度一般碱度 不低于不低于50mg/l PH：硝化菌对：硝化菌对PH变化敏感变化敏感,最佳值最佳值8.0-8.4,效率最高效率最高 温度温度：适应：适应20-30，15时硝化速度下降，低于时硝化速度下降，低于5完全停止完全停止 有机物有机物：BOD应低于应低于15-20mg/l 污泥龄（污泥龄（SRT）：）：微生物在反应器内的停留时间（微生物在反应器内的停留时间（c） N
7、(c)Nmin，硝化菌最小的世代时间，硝化菌最小的世代时间(c)Nmin 有害物质：有害物质：对硝化反应抑制，某些重金属，高浓度对硝化反应抑制，某些重金属，高浓度NH4+N， 高浓度高浓度NOxN，有毒有机物、络合物阳离子。，有毒有机物、络合物阳离子。3、反硝化反应、反硝化反应2HNO22HNO2HNO32NH2OH2NH3NON2+4H+2H-2H2O+2H-2H2O-H2O+4H+4H-2H2O-2H2O反硝化反硝化反应反应：指：指NO3N和和NO2N在反硝化菌的作用下，还原在反硝化菌的作用下，还原 成气态成气态N2的过程。的过程。NO3-NO2-NH2OH有机体有机体(同化反硝化同化反硝
8、化)NO2-N2ON2(异化反硝化异化反硝化) 同化同化反硝化反硝化反应反应原理原理 异化异化反硝化反硝化反应反应原理原理 反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌；反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌； 以以NO3N为电子受体，以有机碳为电子供体，合成的细胞物质较少为电子受体，以有机碳为电子供体，合成的细胞物质较少 。 污水中的碳源污水中的碳源：BOD5/TN3-5时，勿需外加碳源时，勿需外加碳源 PH：主要的影响因素，适当的值为（主要的影响因素，适当的值为（6.5-7.5），）， PH8，或，或PH6，反硝化速率下降。，反硝化速率下降。 溶解氧溶解氧 ：0.5mg/l以下，厌氧、好氧交替的环境，如存在氧，会抑
9、制以下，厌氧、好氧交替的环境，如存在氧，会抑制 反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成，或氧成为电子受体阻碍反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成，或氧成为电子受体阻碍 硝酸氮的还原，但另一方面，某些酶系统还需有氧才能成；硝酸氮的还原，但另一方面，某些酶系统还需有氧才能成； 温度温度 ：最适宜的温度是：最适宜的温度是20-40，低于，低于15时代谢速率下降；时代谢速率下降； 冬季低温季节冬季低温季节：降低负荷率，提高污水的：降低负荷率，提高污水的HRT 。反硝化菌反硝化菌 反硝化反应的控制指标反硝化反应的控制指标 生化反应生化反应类型类型去除有机物去除有机物（好氧分解）（好氧分解）硝化硝化反硝化反硝化亚硝化亚
10、硝化硝化硝化微生物微生物好氧菌和兼性菌好氧菌和兼性菌（异养型细菌）（异养型细菌）自养型细菌自养型细菌 自养型细菌兼自养型细菌兼性菌性菌异养型细菌异养型细菌能源能源有机物有机物化学能化学能化学能化学能有机物有机物氧源氧源O2O2O2NO3- NO2-溶解氧溶解氧12mg/l以上以上2mg/l以上以上2mg/l以上以上00.5mg/l碱度碱度没有变化没有变化氧化氧化1mg NH4+-N需要需要7.14mg碱度碱度没有变化没有变化还原还原1mgNO3-N,N02-N生成生成3.57g碱度碱度氧的消氧的消耗耗分解分解1mg有机物有机物(BOD5)需氧需氧2mg氧化氧化1mg NH4+- N需氧需氧3.
11、43mg氧化氧化1mgNO2-N 需氧需氧1.14mg分解分解1mg有机物有机物(COD)需要需要NO3-N 0.35mg, N02-N0.58mg，以提供化合态的氧以提供化合态的氧最适最适pH6878.567.568最适温最适温度度1525 =1.01.04 30 =1.130 =1.13437 =1.061.15增殖速度增殖速度1.23.50.211.080.281.44好氧分解的好氧分解的 1/2 1/2.5分解速分解速度度70870mg BOD/(gMLSSh)7mg NH4+- N /(gMLSSh)0.0228mgNO3-N/(gMLSSh)产率产率16% CH3OH/gC5H70
12、2N0.040.13 mg SS/ mg NH4+- N能量转换率为能量转换率为5%35%0.020.07 mg VSS/mg N02-N能量转换率能量转换率10%30%16% CH3OH/gC5H7O2N8上表为生物脱氮反应过程各项生化反应特征上表为生物脱氮反应过程各项生化反应特征4、同化作用、同化作用 污水生物处理过程中，一部分氮被同化为微生物细胞的组分，污水生物处理过程中，一部分氮被同化为微生物细胞的组分，按细胞干重计算，微生物细胞中氮的含量约为按细胞干重计算，微生物细胞中氮的含量约为12.5，虽然内源呼，虽然内源呼吸和溶菌作用会使一部分细胞中的氮又以有机氮和氨氮的形式回到吸和溶菌作用会
13、使一部分细胞中的氮又以有机氮和氨氮的形式回到污水中，但仍存在于微生物细胞及内源呼吸残留物中的氮可以在二污水中，但仍存在于微生物细胞及内源呼吸残留物中的氮可以在二次沉淀池中以剩余活性污泥的形式得以去除。次沉淀池中以剩余活性污泥的形式得以去除。13.7.1.3 生物脱氮工艺技术生物脱氮工艺技术1.三级生物脱氮系统：由三个反应过程（氨化、硝化、反硝化）建立的三级生物脱氮系统：由三个反应过程（氨化、硝化、反硝化）建立的 脱氮处理系统。脱氮处理系统。 活性污泥传统脱氮工艺活性污泥传统脱氮工艺（1）流程说明）流程说明“一级一级”曝气池：去除曝气池：去除 COD、BOD，BOD600%氮的氧化还原态氮的氧化
14、还原态 厌氧氨氧化厌氧氨氧化 NH(-) - - 羟胺羟胺NH2OH0 +硝酸基硝酸基NOH +亚硝酸基亚硝酸基+ +NO3-3. A/0系统的除氮与回流关系系统的除氮与回流关系 NO3- NO2- NO N2O N2 亚硝酸醛亚硝酸醛 还原酮还原酮硝酸醛硝酸醛还原酮还原酮氧化亚氮氧化亚氮 还原酮还原酮氧化还氧化还原醛原醛 NO3-N2 4.6.2 除磷原理与工艺技术除磷原理与工艺技术4.6.2.1 概述概述 富营养化的限制因素富营养化的限制因素2.P0.5mg/l，促进富营养化；，促进富营养化； 磷的存在形式磷的存在形式 1.生活污水中的含磷量：生活污水中的含磷量：10-15mg/l，70%
15、为可溶性；为可溶性； 经过二级处理进水中，经过二级处理进水中，90%左右的磷以磷酸盐存在。左右的磷以磷酸盐存在。 2.污水中的磷不同于氮，不能形成氧化体和还原体，但有固态和溶污水中的磷不同于氮，不能形成氧化体和还原体，但有固态和溶 解态转化的特点。解态转化的特点。1.化学除磷法：混凝沉淀和晶析法除磷化学除磷法：混凝沉淀和晶析法除磷2.生物除磷法：设想于生物除磷法：设想于1955年提出的，年提出的，60年代人们对上述方法年代人们对上述方法 广泛应用。广泛应用。 污水处理中磷的情况污水处理中磷的情况 污水处理中磷的去除方法污水处理中磷的去除方法4.6.2.2 化学除磷法化学除磷法 石灰混凝除磷石灰
16、混凝除磷 pH值，如值，如P9.5；原污水；原污水 PH11 磷的形式磷的形式正磷酸盐（正磷酸盐（PO4）聚磷酸盐聚磷酸盐:去除难易程度去除难易程度 焦磷酸盐焦磷酸盐(P2O74-)三磷酸盐三磷酸盐(P3O105- ) 偏磷酸盐偏磷酸盐(PO3-) 原水中原水中Ca2+的浓度的浓度5Ca2+4OH-+3HPO42- Ca5(OH)(PO4)3+3H2O PH升高，升高，P的含量下降，（对数降低的趋势的含量下降，（对数降低的趋势)1.石灰与磷的反应石灰与磷的反应2.除磷效果影响因素除磷效果影响因素 聚氯化铝（聚氯化铝（PAC），反应相同与），反应相同与Al2(SO4)3，但，但pH值不下降；值不
17、下降；铝酸钠（铝酸钠（NaAlO2） 使用使用Al盐注意事项盐注意事项: 注意注意PH值，介于值，介于5-7之间无影响，无需调整之间无影响，无需调整 PH降低，应注意排放水对降低，应注意排放水对PH的要求的要求 沉淀污泥回流，污泥中有沉淀污泥回流，污泥中有Al(OH)3，能提高对磷的去除率，能提高对磷的去除率 Al3+PO43-（正磷酸离子）（正磷酸离子） AlPO4（难溶（难溶,PH值上升，溶解度上升）值上升，溶解度上升） Al2(SO4)3+2PO43- 2AlPO4+3SO42-Al2(SO4)3+6HCO3- 2Al(OH)3+6CO2+3SO42- 金属盐混凝沉淀金属盐混凝沉淀1.
18、铝盐除磷铝盐除磷 霍米尔（霍米尔（Holmers）提出活性污泥的化学式）提出活性污泥的化学式 C118H170O51N17P 或或C：N：P=46：8：1.好氧吸收（聚磷菌对磷的过量吸收）好氧吸收（聚磷菌对磷的过量吸收） ADP+H3PO4+能量能量 ATP+H2O 2.厌氧释放厌氧释放:厌氧条件下（厌氧条件下（DO=0，NO3-=0），）， ATP+H2O ADP+H3PO4+能量能量上述两反应为可逆反应，过程见下图上述两反应为可逆反应，过程见下图4.6.2.3 生物除磷原理生物除磷原理 生物除磷生物除磷 利用聚磷菌一类的微生物，能够过量的，在数量上超过其生理需利用聚磷菌一类的微生物，能够过
19、量的，在数量上超过其生理需 要，从外部摄取磷，并将磷以聚合形式贮藏在菌体内，形成高磷污要，从外部摄取磷，并将磷以聚合形式贮藏在菌体内，形成高磷污 泥，排出系统外，达到从废水中除磷的效果。泥，排出系统外，达到从废水中除磷的效果。 生物除磷机理生物除磷机理ADP ATP ATP ADP ADP ADP ATP ATP 释放释放有机磷有机磷 无机磷无机磷 聚磷聚磷 无机磷无机磷 有机磷有机磷 聚磷菌聚磷菌+Poly 聚磷菌聚磷菌合成合成 降解降解 PHB无机物无机物 溶解质溶解质 进水进水 污泥回流污泥回流 剩余污泥（高磷）剩余污泥（高磷） 厌氧段厌氧段 好氧段好氧段 释放的少释放的少 摄取的多摄取
20、的多 PHB：聚：聚羟基酸盐羟基酸盐由此过程可以看出：生物除磷几乎全为活性污泥法，生物膜法很少由此过程可以看出：生物除磷几乎全为活性污泥法，生物膜法很少 1.甲单胞菌属、气单胞菌属：起主要作用，甲单胞菌属、气单胞菌属：起主要作用，15%-20%； 2.不动杆菌属：储存聚磷的能力最强；不动杆菌属：储存聚磷的能力最强； 3.某些反硝化菌：也能超量吸收磷；某些反硝化菌：也能超量吸收磷； 4.发酵产酸菌：将大分子物质降解为低分子脂肪酸类基质；发酵产酸菌：将大分子物质降解为低分子脂肪酸类基质；1.溶解氧溶解氧：厌氧段控制在：厌氧段控制在0.2mg/l以下，好氧段控制在以下，好氧段控制在2mg/l左右；左
21、右；2.厌氧区硝态氮厌氧区硝态氮3.温度温度：其影响不如生物脱氮过程明显，：其影响不如生物脱氮过程明显，530的范围内效果均可；的范围内效果均可；4.pH值值：6-8范围内比较稳定；范围内比较稳定；5.BOD负荷和有机物性质负荷和有机物性质：BOD/TP要大于要大于15，才能保证聚磷菌有足，才能保证聚磷菌有足 够的基质需求；够的基质需求；6.污泥龄污泥龄：一般控制在：一般控制在3.57天，厌氧段的停留时间不宜过长。天，厌氧段的停留时间不宜过长。 主要菌种聚磷菌主要菌种聚磷菌 生物除磷的影响因素生物除磷的影响因素1.工艺过程工艺过程弗斯特利普工艺弗斯特利普工艺4.6.2.3 生物除磷工艺流程生物
22、除磷工艺流程2.弗斯特利普除弗斯特利普除P工艺的特点工艺的特点 出水含磷量低于出水含磷量低于1mg/l； SVI值小于值小于100，丝状菌难于增值，污泥不膨胀；，丝状菌难于增值，污泥不膨胀； 可根据可根据BOD/P调节回流污泥与混凝污泥的比例。调节回流污泥与混凝污泥的比例。含磷废水进入曝气池同步进入的还有聚磷菌污泥，聚磷菌过量地摄含磷废水进入曝气池同步进入的还有聚磷菌污泥，聚磷菌过量地摄取磷，去除有机物，还能出现硝化作用；取磷，去除有机物，还能出现硝化作用；从曝气池流出的混合液，进入沉淀池，在这里进行泥水分离，含磷从曝气池流出的混合液，进入沉淀池，在这里进行泥水分离，含磷污泥沉淀，上清液排放；
23、污泥沉淀，上清液排放；含磷污泥进入除磷池含磷污泥进入除磷池含磷上清液进入混合池，投加石灰，化学除磷；含磷上清液进入混合池，投加石灰，化学除磷；（释放磷）（释放磷）曝气池曝气池（BOD去除去除吸收磷）吸收磷）原污水原污水处理水处理水（厌氧）（厌氧）沉淀池沉淀池（好氧）（好氧）回流污泥（含磷污泥）回流污泥（含磷污泥）剩余污泥剩余污泥含磷污泥含磷污泥用作肥料用作肥料1. 厌氧厌氧-好氧除磷工艺流程（好氧除磷工艺流程（n法）法） 厌氧厌氧好氧除磷工艺好氧除磷工艺2.工艺特征：工艺特征：流程简单，既不用投药，也无需内循环流程简单，既不用投药，也无需内循环,有利于好氧（厌氧）状态的有利于好氧（厌氧）状态的
24、保持保持HRT段，段，3-6h 曝气池曝气池SS浓度浓度2700-3000mg/l之间，之间，BOD与一般活性污泥法相同，与一般活性污泥法相同， 磷的去除率较好，磷的去除率较好，P90%,除磷率除磷率90% 2.工艺功能：工艺功能：1.工艺流程：工艺流程： AAO法同步脱氮除磷工艺法同步脱氮除磷工艺厌氧反应池厌氧反应池缺氧反应池缺氧反应池原污水原污水（释放磷氨化）（释放磷氨化）沉淀池沉淀池（脱氮）（脱氮）回流污泥（含磷污泥）回流污泥（含磷污泥）好氧反应池好氧反应池（硝化吸收磷（硝化吸收磷 去除去除BOD ）处理水处理水内循环内循环2Q N22.反应器单元功能：反应器单元功能： 厌氧反应池：释放
25、磷厌氧反应池：释放磷+氨化（有机氮）氨化（有机氮） 缺氧反应器：脱氮缺氧反应器：脱氮 好氧反应器：去除好氧反应器：去除BOD，硝化，吸收磷，硝化，吸收磷3.工艺特点工艺特点 除磷效果很难提高除磷效果很难提高 脱氮效果难于进一步提高，内循环量脱氮效果难于进一步提高，内循环量2Q，不宜太高，不宜太高 进入沉淀池的处理水要保持一定的溶解氧进入沉淀池的处理水要保持一定的溶解氧 最简单的同步脱氮除磷技术最简单的同步脱氮除磷技术 总的总的HRT很短很短 丝状菌不能大量繁殖（好氧，厌氧交替运行），无污泥膨胀丝状菌不能大量繁殖（好氧，厌氧交替运行），无污泥膨胀,SVI100 污泥中含磷浓度高，肥效高污泥中含磷
26、浓度高，肥效高 勿需投药，两个勿需投药，两个A段只用轻搅拌，段只用轻搅拌， 运行费用低运行费用低4.缺点缺点4.6.2.4 污水生物脱氮除磷理论与技术的新进展污水生物脱氮除磷理论与技术的新进展 传统的废水脱氮除磷工艺存在的问题传统的废水脱氮除磷工艺存在的问题 硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度，增加基建投资和运硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度，增加基建投资和运 行费用。行费用。 系统为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥系统为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥 回流和硝化液回流，增加了动力消耗及运行费用。回流和硝化液回流，增加了动力消耗及
27、运行费用。 抗冲击能力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌生长。抗冲击能力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌生长。 新突破新突破 硝化过程不仅由自养菌完成，异养菌也可以参与硝化作用。硝化过程不仅由自养菌完成，异养菌也可以参与硝化作用。 某些微生物好氧条件下也可以进行反硝化作用某些微生物好氧条件下也可以进行反硝化作用 在厌氧条件下，在厌氧条件下，NH4+N减少。减少。聚磷菌能利用硝酸盐实现反硝化和过量吸收磷。聚磷菌能利用硝酸盐实现反硝化和过量吸收磷。 SHARON工艺工艺1.原理：原理： 短程硝化反硝化，将氨氮短程硝化反硝化，将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，然后反氧化控制在亚硝化阶段，然后
28、反硝化。硝化。 NO3- NO2- N2 2.应用：应用： 污泥硝化池上清液处理污泥硝化池上清液处理3.基本特点：基本特点： 硝化与反硝化在一个反应器中完成，简化工艺流程，节省碳源。硝化与反硝化在一个反应器中完成，简化工艺流程，节省碳源。 硝化产生的酸度可部分地由反硝化产生的碱度中和，减少供气量。硝化产生的酸度可部分地由反硝化产生的碱度中和，减少供气量。 缩短水利停留时间，减少反应器体积和占地面积。缩短水利停留时间，减少反应器体积和占地面积。 OLAND工艺工艺 比利时微生物生态实验室于比利时微生物生态实验室于1998年培养了一种用于高浓度含氨废水年培养了一种用于高浓度含氨废水处理的自养硝化菌
29、，其关键特征是能通过自身供氧而将硝化过程控制在处理的自养硝化菌，其关键特征是能通过自身供氧而将硝化过程控制在亚硝化阶段，电子受体不足时可消耗其自身亚硝化阶段，电子受体不足时可消耗其自身(即消耗即消耗NO2-)来氧化氨。来氧化氨。 OLAND工艺即是由自养硝化菌作为生物催化剂所发生的氧化工艺即是由自养硝化菌作为生物催化剂所发生的氧化还原还原除氮，为氧控自养硝化反硝化的简称除氮，为氧控自养硝化反硝化的简称10、12。据报道，该工艺可比传。据报道，该工艺可比传统的硝化反硝化工艺节省供氧统的硝化反硝化工艺节省供氧62.5%，节省电子供体，节省电子供体(碳源碳源)100%。 在上述氧化还原反应中，亚硝化
30、菌可获得足够的能量以维持其生长。在上述氧化还原反应中，亚硝化菌可获得足够的能量以维持其生长。控制该过程的关键参数是氧浓度。目前存在的问题是，在混合菌群连续控制该过程的关键参数是氧浓度。目前存在的问题是，在混合菌群连续运行的条件下尚难以对氧和污泥的运行的条件下尚难以对氧和污泥的pH值进行良好的控制。若可通过化值进行良好的控制。若可通过化学计量方法合理地控制氧的供给，即可使污泥处于亚硝化阶段。实验室学计量方法合理地控制氧的供给，即可使污泥处于亚硝化阶段。实验室研究表明，该工艺对的去除效率相当高研究表明，该工艺对的去除效率相当高50mgTN/(Ld)。 ANAMMOX工艺工艺 由反硝化时氨氮和硝酸盐
31、同时消失的现象开发一种新处理工艺。研究表由反硝化时氨氮和硝酸盐同时消失的现象开发一种新处理工艺。研究表明，化能自养型细菌可以在无分子态氧的条件下以明，化能自养型细菌可以在无分子态氧的条件下以CO2(CO32-)作为碳源、作为碳源、NO2-为电子受体、为电子受体、NH4+作为电子供体，将作为电子供体，将NH4+和和NO2-共同转化为共同转化为N2。这。这一反应过程的发现为利用生物法处理高氨、低一反应过程的发现为利用生物法处理高氨、低BOD的废水找到了一条最优的废水找到了一条最优的途径。理论上利用这一原理将比传统工艺节省的途径。理论上利用这一原理将比传统工艺节省62.5%的的O2,同时不需任何同时
32、不需任何外加碱度和有机物外加碱度和有机物(反硝化菌的碳源和电子供体反硝化菌的碳源和电子供体)。ANAMMOX反应过程如反应过程如下，该反应是一个自发的过程。下，该反应是一个自发的过程。传统脱氮过程：传统脱氮过程：NH4+2O2+0.83CH3OH0.5N2+3.17H2O+H+0.83CO2亚硝酸盐型硝化亚硝酸盐型硝化+氨的厌氧氧化过程：氨的厌氧氧化过程：NH4+0.75O20.5N2+1.5H2O+H+ NH4+NO2-N2+2H2O(G-358kJ/mol) 该反应的微生物属自养型厌氧细菌，生长速率非常低，但将氨氮厌氧该反应的微生物属自养型厌氧细菌，生长速率非常低，但将氨氮厌氧转化能力非常
33、高，可以达到转化能力非常高，可以达到4.8kgTN/(m3d)，最佳运行条件：温度为，最佳运行条件：温度为1043，pH值为值为6.78.3 。 Deammonification工艺工艺 Hippen等人报道了一个适用于等人报道了一个适用于处理高浓度含氮废水的新工艺。处理高浓度含氮废水的新工艺。该工艺中，氨转化为氮气的过程不该工艺中，氨转化为氮气的过程不需要按化学计量式消耗电子供体，需要按化学计量式消耗电子供体，这种特殊的转化过程命名为这种特殊的转化过程命名为aerobic de-ammonification(好氧反好氧反氨化氨化)工艺。该工艺中涉及到的微生物目前尚不太清楚。工艺的关键工艺。该
34、工艺中涉及到的微生物目前尚不太清楚。工艺的关键是控制供氧。是控制供氧。Muller等人也报道过自养硝化污泥在非常低的氧压力等人也报道过自养硝化污泥在非常低的氧压力下下(1 kPa或气相中约或气相中约2.0%O2)可以产生氮气。当溶解氧压力在可以产生氮气。当溶解氧压力在0.3 kPa时，氨的最大氧化率达时，氨的最大氧化率达58%。然而，该过程还未实现稳定和可行。然而，该过程还未实现稳定和可行的工艺设计。的工艺设计。Binswanger等人报道过利用生物转盘反应器通过硝等人报道过利用生物转盘反应器通过硝化化反硝化工艺去除高浓度反硝化工艺去除高浓度NH4+，废水中的氨。结果表明：当表，废水中的氨。结果表明：当表面负荷为面负荷为2.5 gN/(m2.d)时，去除速率达时，去除速率达90250 gN/(m3.d)。在整个。在整个过程中，不需要添加任何可生物降解的有机碳化合物。反应机理可过程中，不需要添加任何可生物降解的有机碳化合物。反应机理可假定为：反应过程中生成的假定为：反应过程中生成的NO2-被被NAD+还原。还原。