2023-02-15
防止水体富营养化而对废水进行除氮的过程
硝化、反硝化池（脱氮原理）
一、工艺简介
脱氮工艺一种环保水处理工艺。脱氮法是为防止水体富营养化而对废水进行除氮的过程。一般分为物理化学法和生物法脱氮两种。物理化学法有气提脱氮法、离子交换法、氯处理法等，通常很少采用。实践中多采用硝化-反硝化作用的生物脱氮法对废水进行处理。已对活性污泥法、生物膜法处理过程中的嫌气反应与好气反应经过各种形式组合设计出多种处理程序。
通过微生物作用将水体中有机氮转化为铵态氮，进一步转化为硝态氮，在反硝化细菌的作用下转化为氮气的过程。目前使用比较广泛的生物脱氮工艺主要有SBR工艺、氧化沟工艺以及缺氧/好氧（ANO）工艺等。
二、工艺原理
现行的以传统活性污泥工艺为代表的污水好氧生物处理工艺，其处理功能是降解、去除污水中呈溶解性的有机污染物。至于污水中的氮、磷，只能通过活性污泥微生物的摄取，去除微生物细胞由于生命活动的需求而吸收的数量，这样，氮的去除率仅仅能够达到20%～40%，而磷去除率则更低，约为5%～20%.
在自然界普遍存在着氮循环的自然现象，在采取适当的运行条件后，能够在活性污泥反应系统中将这一自然现象加以模拟，赋予活性污泥反应系统以脱氮的功能。
（1）氨化反应和硝化反应
在未经处理的新鲜污水中，含氮化合物存在的主要形式是：①有机氮，如蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物等；②胺态氮（
或
）。一般以前者为主。
含氮化合物在相应的微生物作用下，相继产生下列各项反应。
①氨化反应
有机氮化合物，在氨化菌的作用下，被分解、转化为氨态氮。这一过程称之为“氨化反应”，以氨基酸为例，其化学反应式为：
②硝化反应
氨态氮，在硝化菌的作用下，进行硝化反应，进一步被分解、氧化。这一过程分为两个阶段进行，首先在亚硝化菌的作用下，使氨（氨态氮）（
）转化为亚硝酸氨，其反应式为：
继之，亚硝酸氮在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝酸氮，其反应式：
硝化反应的总反应式：
（2）反硝化反应
反硝化反应是实质是硝酸氨（
）和亚硝酸氮（
）在缺氧的环境条件下，在反硝化菌参与作用下，被还原成为气态氮（
）或
、
的生物化学过程。
硝酸盐的反硝化还原过程如下：
一般传统活性污泥脱氮工艺流程如下图：
三、设计参数
一、工艺简介
脱氮工艺一种环保水处理工艺。脱氮法是为防止水体富营养化而对废水进行除氮的过程。一般分为物理化学法和生物法脱氮两种。物理化学法有气提脱氮法、离子交换法、氯处理法等，通常很少采用。实践中多采用硝化-反硝化作用的生物脱氮法对废水进行处理。已对活性污泥法、生物膜法处理过程中的嫌气反应与好气反应经过各种形式组合设计出多种处理程序。
通过微生物作用将水体中有机氮转化为铵态氮，进一步转化为硝态氮，在反硝化细菌的作用下转化为氮气的过程。目前使用比较广泛的生物脱氮工艺主要有SBR工艺、氧化沟工艺以及缺氧/好氧（ANO）工艺等。
二、工艺原理
现行的以传统活性污泥工艺为代表的污水好氧生物处理工艺，其处理功能是降解、去除污水中呈溶解性的有机污染物。至于污水中的氮、磷，只能通过活性污泥微生物的摄取，去除微生物细胞由于生命活动的需求而吸收的数量，这样，氮的去除率仅仅能够达到20%～40%，而磷去除率则更低，约为5%～20%.
在自然界普遍存在着氮循环的自然现象，在采取适当的运行条件后，能够在活性污泥反应系统中将这一自然现象加以模拟，赋予活性污泥反应系统以脱氮的功能。
（1）氨化反应和硝化反应
在未经处理的新鲜污水中，含氮化合物存在的主要形式是：①有机氮，如蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物等；②胺态氮（
或）。一般以前者为主。含氮化合物在相应的微生物作用下，相继产生下列各项反应。
①氨化反应
有机氮化合物，在氨化菌的作用下，被分解、转化为氨态氮。这一过程称之为“氨化反应”，以氨基酸为例，其化学反应式为：
②硝化反应
氨态氮，在硝化菌的作用下，进行硝化反应，进一步被分解、氧化。这一过程分为两个阶段进行，首先在亚硝化菌的作用下，使氨（氨态氮）（
）转化为亚硝酸氨，其反应式为：继之，亚硝酸氮在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝酸氮，其反应式：
硝化反应的总反应式：
（2）反硝化反应
反硝化反应是实质是硝酸氨（
）和亚硝酸氮（）在缺氧的环境条件下，在反硝化菌参与作用下，被还原成为气态氮（）或、的生物化学过程。硝酸盐的反硝化还原过程如下：
一般传统活性污泥脱氮工艺流程如下图：
三、设计参数
| 日进水流量 Qd | Qd =***m³/d |
| 设计进水 总氮 | ***mg/L |
| 设计反硝化速率 | 0.1kg NO3-N/kgMLSS/d |
| 设计池体高度H | ****m（有效水深 ****m） |
| 设计池体有效容积 | |
| 臭氧氧化池尺寸 | L*B*H |
| 臭氧氧化池数量 | ***个 |