NH
4
2e
NH 2OH
羟胺
2e NOH
硝酰酰
2e
NO
2
2e
NO
3
同化作用脱氮
以剩余活性污泥的形式除去，氮被同化成微生物的 组成成分。
去除的氮依运行条件和水质而定，如果微生物细胞 中氮含量以12.5%计算，氮去除率在8%~20%。
硝化过程的影响因素：
（a）好氧环境条件，并保持一定的碱度：
H2O
NH
4
OH
这一平衡受pH的影响，pH为10.5~11.5时，因废水 中的氮呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。
吹脱过程包括将废水的pH提高至10.5~11.5，然后曝 气，这一过程在吹脱塔中进行。
(2)折点加氯法
原理:
➢ 把足量的Cl2或NaClO加入废水中，当加入量达 到某点时，氨氮含量趋于零，氯含量较低；当氯 含量超过此点时，氯含量上升，此点称为折点。
化合物以及氨基酸等形式； ②少量氨态氮：NH3及NH4+等。 氨化作用：微生物分解有机氮化合物产生氨的过程。
很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍 生物，其中分解能力强并释放出氨的微生物称为氨化 微生物。 氨化的条件：好氧或厌氧 以氨基酸为例：
RCHNH 2COOH H2O RCOHCOOH NH 3
（d）硝化菌在反应器内的停留时间，即生物 固体平均停留时间（污泥龄）SRT，必须大于 其最小的世代时间，否则将使硝化菌从系统中 流失殆尽，一般认为硝化菌最小世代时间在适 宜的温度条件下为3d。SRT值与温度密切相关， 温度低，SRT取值应相应明显提高。每繁殖一代所需的
时间,称为世代时间
（e）除有毒有害物质及重金属外，对硝化 反应产生抑制作用的物质还有高浓度的NH4-N、 高浓度的NOx-N、高浓度的有机基质、部分有 机物以及络合阳离子等。
大多数反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在有氧存在 时，它会以O2为电子受体进行呼吸；在无氧而有NO3或NO2-存在时，则以NO3-或NO2-为电子受体，以有机 碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。
在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌 的生长繁殖，即菌体合成过程，反应如下：
3NO
3
14CH 3OH
CO
(2)反硝化反应：
反硝化反应是指在缺氧的条件下，反硝化菌将硝 酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程。
6NO3 2CH3OH 硝酸还原菌6NO2 2CO2 4H2O
6NO2 3CH3OH 亚硝酸还原菌3N2 3CO2 3H2O 6OH-
总反应式为：
6NO3 5CH3OH 反硝 化菌3N2 5CO2 7H2O 6OH-
2
3H
3C5H7O2N
19H
2O
式中：C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。 反硝化还原和微生物合成的总反应式为：
NO
3
1.08CH 3OH
H
0.065C
5H7O2N
0.47 N2
0.76CO
2
2.44H
2O
从以上的过程可知，约96％的NO3-N经异化过 程还原为N2，4％经同化过程合成微生物。
2NH
4
3HClO
N2
5H 3Cl 3H 2O
此法可使水中氨氮含量低于0.1mg/L，远低于城 镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18018-2002) 一级A标准为5mg/L。
(2) 折点加氯法: 含氨氮的水加氯时，有下列反应：
Cl 2 H2O HClO H Cl
NH
4
HClO
NH 2Cl
H
H2O
一氯胺
NH
4
2HClO
NHCl 2
H
2H 2O
二氯胺
NH
4
3HClO
NCl 3 H
3H 2O
三氯化氮
NH 2Cl 0.5HClO 0.5N2 1.5H 1.5Cl 0.5H2O
2NH
4
3HClO
N2
5H
3Cl
3H 2O
(3) 离子交换法:
式中：C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。 反硝化还原和微生物合成的总反应式为：
NO
3
1.08CH 3OH
H
0.065C
5H7O2N
0.47 N2
0.76CO
2
2.44H
2O
从以上的过程可知，每还原1g硝酸根，需3.0mgBOD, 可产生3.47g碳酸钙（碱度），0.45g反硝化菌。
第六节 脱氮除磷活性污泥法工艺及其设计
城市污水经传统的二级处理以后，氮和 磷仍存。
氮、磷引起水体的富营养化，影响饮用水 水源。
太湖的富营养化
一、氮的去除
废水中氮的存在形式：有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝 酸氮四种。
1. 化学法除氮
(1) 吹脱法:
废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：
NH 3
硝化菌为了获得足够的能量用于生长，必须氧化 大量的NH3和NO2-，氧是硝化反应的电子受体，反应 器内溶解氧含量的高低，必将影响硝化反应的进程， 在硝化反应的曝气池内，溶解氧含量不得低于1mg/L， 多数学者建议溶解氧应保持在1.2~2.0mg/L。
在硝化反应过程中，释放H+，使pH下降，硝化 菌对pH的变化十分敏感，为保持适宜的pH，应当在 污水中保持足够的碱度，以调节pH的变化，lg氨态氮 （以N计）完全硝化，需碱度（以CaCO3计）7.14g。 对硝化菌的适宜的pH为8.0~8.4。
（b）混合液中有机物含量不应过高：硝化 菌是自养菌，有机基质浓度并不是它的增殖限 制因素，若BOD值过高，将使增殖速度较快的 异养型细菌迅速增殖，从而使硝化菌不能成为 优势种属。一般BOD5低于20mg/L.
（c）硝化反应的适宜温度是20~30℃， 15℃以下时，硝化反应速度下降，5℃时完全 停止。
常用天然的离子交换剂，如沸石等。 与合成树脂相比，天然离子交换剂价格便宜且 可用石灰再生。
2. 生物法脱氮
见p86
1) 生物脱氮机理
生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮 转化为N2气体的过程。其中包括氨化、硝化和反硝 化等过程。
(1)氨化反应： 新鲜污水中氮的存在形态 ①主要是有机氮：如蛋白质、尿素、胺类化合物、硝基
RCHNH 2COOH O2 RCOCOOH CO 2应是在好氧条件下，在亚硝酸菌和硝酸 菌的作用下将NH4+转化为NO2-和NO3-的过程。
2NH
4
3O 2
亚硝化菌 2NO
2
4H
2H
2O
2NO2 2O2 硝酸菌2NO3
总反应式为：
NH4 2O2 硝化细菌NO3 2H H2O