㈠ 环境微生物学创新题 氮磷污水的生物处理
污水生物脱氮除磷的基本原理
1.生物脱氮
废水中存在着有机氮、NH3-N、NxO--N等形式的氮,而其中以NH3-N和有机氮为主要形式。生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体的过程。进行生物脱氮可分为氨化-硝化-反硝化三个步骤。由于氨化反应速度很快,在一般废水处理设施中均能完成,故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
1.1. 氨化作用
氨化作用是指将有机氮化合物转化为NH3-N的过程,也称为矿化作用。参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。
在好氧条件下,主要有两种降解方式,一是氧化酶催化下的氧化脱氨。 另一是某些好氧菌,在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应
在厌氧或缺氧的条件下,厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。
RCH(NH2)COOH→RCH2COOH+NH1
CH3CH(NH2)COOH→CH3CH(OH)COOH+NH3
CH2(OH)CH(NH2)COOH→CH3COCOOH+NH3
1.2. 硝化作用
硝化作用是指将NH3-N氧化为NxO--N的生物化学反应,这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成,包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。
亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌。发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3-N和N2O--N的过程中获得能量,碳源来自无机碳化合物,如CO2-3、HCO-、CO2等。 硝化过程的三个重要特征:
⑴NH3的生物氧化需要大量的氧,大约每去除1g的NH3-N需要4.2gO2; ⑵硝化过程细胞产率非常低,难以维持较高物质浓度,特别是在低温的冬季; ⑶硝化过程中产生大量的质子(H+),为了使反应能顺利进行,需要大量的碱中和,理论上大约为每氧化需要碱度5.57g(以NaCO3计)。
㈡ 城市污水的脱氮除磷原理是什么
城市污水的脱氮除磷主要采用生物法。首先,控制好污水中的有机物浓度,这是整个处理过程的基础。接着,通过厌氧放气,将污水中的氮气化为亚硝酸盐和氨。随后,进行好氧反硝化过程,将亚硝酸盐、氨等氮化合物进一步氧化为氮气释放出去,从而去除污水中的氮。
在好氧条件下,硝化作用会将污水中的氨和亚硝酸盐依次转化成硝酸盐。这一过程需要充足的氧气和适宜的温度等条件。此外,通过好氧反硝化和硝化作用的结合,可以有效地将氮转化为氮气,减少其在水中的含量。
假单胞菌除磷是通过削减有机物负荷和生物反应去除污水中的磷。这一过程涉及微生物的新陈代谢,通过微生物的生长和代谢,有机物被分解,磷被固定在微生物体内,从而达到去除磷的目的。整个过程中,微生物起到了关键作用,它们不仅能够分解有机物,还能够固定和去除磷。
在完成这些生物反应后,污水中的氮和磷含量会大大降低,从而实现脱氮除磷的目标。这些过程不仅能够去除污水中的有害物质,还能够提高水质,为城市的环境治理提供有力支持。
㈢ 污、废水为什么要脱氮除磷叙述污、废水脱氮、除磷的原理。
氮、磷是营养元素,工业废水和生活污水中的氮、磷大量进入水体后,水生生物特别是藻类将大量繁殖,大量死亡的水生生物被微生物分解,分解过程中消耗大量的溶解氧,水中的溶解氧浓度急剧下降,从而影响了鱼类等水生生物的生存。城市污水厂的活性污泥法脱氮除磷的原理是:利用微生物分解有机氮,再转化为硝酸盐,之后反硝化成氮气得以去除;除磷则是利用聚磷菌放磷后,更大量的吸收磷,使磷富集在污泥中,通过排放剩余污泥去除磷。
㈣ 水处理过程中,脱氮除磷的原理
脱氮 先硝化,再反硝化,使其中的的氮元素变成氮气,便可以脱氮。
除磷:无水中部分磷可作为微生物的营养物质被细胞同化吸收,转化为固态而被除去。在碱性条件下磷酸根可以钙离子生成磷灰石,因而可向废水中投加石灰乳沉淀除磷