PH>8，或PH<6，反硝化速率下降。 ③ 溶解氧 ：0.5mg/l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 硝酸氮的还原，但另一方面，某些酶系统还需有氧才能成； ④ 温度 ：最适宜的温度是20-40℃，低于15℃时代谢速率下降； ⑤ 冬季低温季节：降低负荷率，提高污水的HRT 。
2HNO2
-2H2O
-2H2O
2HNO
2NH2OH
2NH3
② 异化反硝化反应原理
NO3-
NO2NO2-
-H2O
N2
NO
NH2OH N2O
有机体(同化反硝化) N2(异化反硝化)
反硝化菌 ① 反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌； ② 以NO3—N为电子受体，以有机碳为电子供体，合成的细胞物质较少 。
反硝化反应的控制指标 ① 污水中的碳源：BOD5/T—N>3-5时，勿需外加碳源 ② PH：主要的影响因素，适当的值为（6.5-7.5），
PH=11时，90%NH3存在
PH升高，去除NH3上升
T上升，去除NH3上升
脱氮塔
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（可回收）；使用CaO易结垢（改用NaOH） 水温下降时，效果差
脱氮塔工作影响因素与设计参数
1.PH值——PH升高到10.5以上，去除率增加缓慢 2.水温——水温升高，效率升高 3.布水状态——滴状下落最好，膜状下落，效果大减 4.布水负荷率——填料6m高以上时，其值不超过
180m³/m².d 5.气液比——填料6m高以上时，2200-2300以下为好。
4.6.1.2 生物脱氮原理
概述
活性污泥法的传统功能——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20-40%；5-20%
污水生物处理中氮的转化过程
1、氨化反应
氨化反应原理
氨化菌
RCHNH2COOH+O2
② 碱度：7.1g碱度（以CaCO3计）/1g氨态氮（以N计）,一般碱度 不低于50mg/l
③ PH：硝化菌对PH变化敏感,最佳值8.0-8.4,效率最高 ④ 温度：适应20-30℃，15℃时硝化速度下降，低于5℃完全停止 ⑤ 有机物：BOD应低于15-20mg/l
⑥ 污泥龄（SRT）：微生物在反应器内的停留时间（θc）
16% CH3OH/gC5H702N
7mg NH4+- N /(gMLSSh)
0.04—0.13 mg SS/ mg NH4+- N
能量转换率为 5%—35%
0.02
0.02—0.07 mg VSS/mg N02--N
能量转换率 10%—30%
2—8mg NO3-—N/(gMLSS·h) 16% CH3OH/gC5H7O2N8
NO3- NO20—0.5mg/l 还原1mgNO3--N,N02--N 生成3.57g碱度
氧的消 耗
最适pH 最适温
度
增殖速度
分解1mg有机物 (BOD5)需氧2mg
6—8
15—25℃ θ=1.0—1.04
1.2—3.5
氧化1mg NH4+N需氧3.43mg
7—8.5
30℃ θ=1.1
0.21—1.08
氧化1mgNO2-N 需氧1.14mg
分解1mg有机物(COD)需要 NO3-N 0.35mg, N02-N0.58mg，
以提供化合态的氧
6—7.5
6—8
30℃ θ=1.1
34—37℃ θ=1.06—1.15
0.28—1.44 好氧分解的 1/2 —1/2.5
分解速 度
产率
70—870ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱg BOD/(gMLSS·h)
N>(θc)Nmin，硝化菌最小的世代时间(θc)Nmin
⑦ 有害物质：对硝化反应抑制，某些重金属，高浓度NH4+—N， 高浓度NOx—N，有毒有机物、络合物阳离子。
3、反硝化反应
反硝化反应：指NO3—N和NO2—N在反硝化菌的作用下，还原 成气态N2的过程。
① 同化反硝化反应原理
+4H
+4H
2HNO3
13.7.1.3 生物脱氮工艺技术
活性污泥传统脱氮工艺
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 脱氮处理系统。
（1）流程说明
“一级”曝气池：去除 COD、BOD，BOD<15-20mg/l 有机氮转化为 NH3 NH4+ ；
“二级”硝化曝气池，NH3 、NH4+生成NO3—N，碱度下降； “三级”反硝化池： 厌氧、好氧交替运行。 投甲醇时，CM=2.47N0（初始NO3—N浓度）
第六节脱氮除磷活性污泥法工艺 及其设计
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 nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5)O2 (C5H7NO2)n+n(x-5)CO2+n/2(y-4)H2O
4.6.1.1 氮的吹脱处理
原理
NH3+H2O
NH4++OH-
PH=7时，以NH4+存在
总反应
NH4++2O2 硝化菌 NO3－+H2O+2H+-△F（△F=351kJ）
硝化菌的特点
① 硝化菌——亚硝酸菌和硝酸菌的统称; ② 硝化菌属于——化能自养菌，可生芽孢的短杆状细菌 .
硝化反应的控制指标 硝化菌对环境条件的变化极为敏感，所以有以下指标：
① 溶解氧： 氧是电子受体，DO不能低于1.0mg/l 硝化需氧量（NOD）——4.57g(氧)/g（N）
生化反应 类型
微生物
去除有机物 （好氧分解）
好氧菌和兼性菌 （异养型细菌）
硝化
亚硝化
硝化
自养型细菌
自养型细菌兼 性菌
反硝化 异养型细菌
能源
有机物
化学能
化学能
有机物
氧源 溶解氧 碱度
O2 1—2mg/l以上
没有变化
O2 2mg/l以上 氧化1mg NH4+-N 需要7.14mg碱度
O2 2mg/l以上 没有变化
RCOOH+CO2+NH3
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， 已经完成了氨化反应
2、硝化反应
硝化反应原理 NH4++1.5O2 亚硝酸菌 NO2-+H2O+2H+-△F（△F=278.42kJ） NO2-+0.5O2 硝酸菌 NO3－-△F（△F=72.27kJ)
上表为生物脱氮反应过程各项生化反应特征
4、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， 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 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 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。