氮和磷是生物的重要營養(yǎng)源，隨著化肥、洗滌劑和農(nóng)藥普遍使用，天然水體中氮、磷含量急劇增加，水體中藍(lán)藻、綠藻大量繁殖，水體缺氧并產(chǎn)生毒素，使水質(zhì)惡化，對(duì)水生生物和人體健康產(chǎn)生很大的危害。然而,我國現(xiàn)有的城市污水處理廠主要集中于有機(jī)物的去除，污（廢）水一級(jí)處理只是除去水中的沙礫及懸浮固體；在好氧生物處理中，生活污水經(jīng)生物降解，大部分的可溶性含碳有機(jī)物被去除。

同時(shí)產(chǎn)生NH3-N 、  和和，其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成細(xì)胞，通過排泥得到去除；二級(jí)生物處理則是去除水中的可溶性有機(jī)物，能有效地降低污水中的 和 ,但對(duì)N、P等營養(yǎng)物只能去除10%～20%,其結(jié)果遠(yuǎn)不能達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。因此研究開發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效的,適于現(xiàn)有污水處理廠改造的脫氮除磷工藝顯得尤為重要。

生物脫氮除磷機(jī)理

生物脫氮機(jī)理

污水生物脫氮的基本原理就是在將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的基礎(chǔ)上，先利用好氧段經(jīng)硝化作用，由硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌的協(xié)同作用，將氨氮通過硝化作用轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，即，將 轉(zhuǎn)化為 和 。在缺氧條件下通過反硝化作用將硝氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，即，�?（經(jīng)反亞硝化）和 （經(jīng)反硝化）還原為氮?dú)猓�溢出水面釋放到大氣，參與自然界氮的循環(huán)。水中含氮物質(zhì)大量減少，降低出水的潛在危險(xiǎn)性，達(dá)到從廢水中脫氮的目的。

○1硝化——短程硝化：

硝化——全程硝化（亞硝化+硝化）：  

 
 
○2反硝化——反硝化脫氮：

反硝化——厭氧氨氧化脫氮：  

 
 
反硝化——厭氧氨反硫化脫氮：

廢水中氮的去除還包括靠微生物的同化作用將氮轉(zhuǎn)化為細(xì)胞原生質(zhì)成分。主要過程如下：氨化作用是有機(jī)氮在氨化菌的作用下轉(zhuǎn)化為氨氮。硝化作用是在硝化菌的作用下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮。其中亞硝酸菌和硝酸菌為好氧自養(yǎng)菌，以無機(jī)碳化合物為碳源，從 或 的氧化反應(yīng)中獲取能量。其中硝化的最佳溫度在純培養(yǎng)中為25-35℃，在土壤中為30-40℃，最佳pH值偏堿性。反硝化作用是反硝化菌（大多數(shù)是異養(yǎng)型兼性厭氧菌，DO<0.5mg/L）在缺氧的條件下，以硝酸鹽氮為電子受體，以有機(jī)物為電子供體進(jìn)行厭氧呼吸，將硝酸鹽氮還原為N2或NO2-同時(shí)降解有機(jī)物。

生物除磷原理

磷在自然界以2種狀態(tài)存在：可溶態(tài)或顆粒態(tài)。所謂的除磷就是把水中溶解性磷轉(zhuǎn)化為顆粒性磷，達(dá)到磷水分離。廢水在生物處理中,在厭氧條件下,聚磷菌的生長受到抑制,為了自身的生長便釋放出其細(xì)胞中的聚磷酸鹽,同時(shí)產(chǎn)生利用廢水中簡單的溶解性有機(jī)基質(zhì)所需的能量,稱該過程為磷的釋放。進(jìn)入好氧環(huán)境后,活力得到充分恢復(fù),在充分利用基質(zhì)的同時(shí),從廢水中攝取大量溶解態(tài)的正磷酸鹽,從而完成聚磷的過程。將這些攝取大量磷的微生物從廢水中去除,即可達(dá)到除磷的目的。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

厭氧釋放磷的過程

聚磷菌在厭氧條件下，分解體內(nèi)的多聚磷酸鹽產(chǎn)生ATP，利用ATP以主動(dòng)運(yùn)輸方式吸收產(chǎn)酸菌提供的三類基質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)合成PHB。與此同時(shí)釋放出于環(huán)境中。

好氧吸磷過程

聚磷菌在好氧條件下，分解機(jī)體內(nèi)的PHB和外源基質(zhì)，產(chǎn)生質(zhì)子驅(qū)動(dòng)力將體外的輸送到體內(nèi)合成ATP和核酸，將過剩的聚合成細(xì)胞貯存物：多聚磷酸鹽（異染顆粒）。