生物法機理——生物硝化和反硝化機理。
在污水的生物脫氮處理過程中，在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用，將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，在缺氧條件下利用反硝化菌(脫氮菌)將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從污水中逸出。因而污水的生物脫氮包括硝化和反硝化兩個階段。
A/O系統：A/O脫氮除磷系統，即缺氧、好氧脫氮除磷系統，是70年代主要由美國、南非等國開發的具有去除廢水中氮污染物的工藝，同時對脫磷亦有一定的效果，A/O系統流程簡單、運行管理方便，且很容易利用原廠改建，從而提高了出水水質。
注意事項：
生活污水水質通常比較穩定，一般的處理方法包括酸化、好氧生物處理、消毒等。而工業廢水應根據具體的水質情況進行工藝流程的合理選擇。
特別需要指出的是，對于采用好氧生物處理工藝處理廢水來說，要注意廢水的可生化性，通常要求COD/BOD5＞0.3，如不能滿足要求，可考慮進行厭氧生物水解酸化，以提高廢水的可生化性，或是考慮采用非生物處理的物理或化學方法等。
以上內容參考：人民網-6年遼河流域氨氮超標難題
污水處理有五種典型的工藝：
（1）間歇活性污泥法（SBR）
間歇活性污泥法也稱序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor-SBR），它由個或多個SBR池組成，運行時，廢水分批進入池中，依次經歷5個獨立階段，即進水、反應、沉淀、排水和閑置。進水及排水用水位控制，反應及沉淀用時間控制，一個運行周期的時間依負荷及出水要求而異，一般為4～12h，其中反應占40％，有效池容積為周期內進水量與所需污泥體積之和。
比連續流法反應速度快，處理效率高，耐負荷沖擊的能力強；由于底物濃度高，濃度梯度也大，交替出現缺氧、好氧狀態，能抑制專性好氧菌的過量繁殖，有利于生物脫氮除磷，又由于泥齡較短，絲狀菌不可能成為優勢，因此，污泥不易膨脹；與連續流方法相比，SBR法流程短、裝置結構簡單，當水量較小時，只需一個間歇反應器，不需要設專門沉淀池和調節池，不需要污泥回流，運行費用低。
(2) 吸附再生(接觸穩定)法
這種方式充分利用活性污泥的初期去除能力，在較短的時間里(10～40min)，通過吸附去除廢水中懸浮的和膠態的有機物，再通過液固分離，廢水即獲得凈化，BOD5可去除85％～90％左右。吸附飽和的活性污泥中，一部分需要回流的，引入再生池進一步氧化分解，恢復其活性；另一部分剩余污泥不經氧化分解即排入污泥處理系統。
分別在兩池(吸附池和再生他)或在同一池的兩段進行。它適應負荷沖擊的能力強，還可省去初次沉淀池。主要優點是可以大大節省基建投資，最適于處理含懸浮和膠體物質較多的廢水，如制革廢水、焦化廢水等，工藝靈活。但由于吸附時間較短，處理效率不及傳統法的高。
（3）氧化溝
氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式，它的平面象跑道，溝槽中設置兩個曝氣轉刷（盤），也有用表面曝氣機、射流器或提升管式曝氣裝置的。曝氣設備工作時，推動溝液迅速流動，實現供氧和攪拌作用。
與普通曝氣法相比，氧化溝具有基建投資省，維護管理容易，處理效果穩定，出水水質好，污泥產量少，還有較好的脫N、P作用，適應負荷沖擊能力強等優點。
（4）連續進水周期循環延時曝氣活性污泥法（ICEAS）
ICEAS反應器前部設有預反應區（占池容積的10%）。反應池由預反應區和主反應區組成，并實現連續進水，間歇排水。預反應區一般處在厭氧和缺氧狀態，有機物在此被活性污泥吸附，該區還具有生物選擇作用，抑制絲狀菌生長，防止污泥膨脹。被吸附的有機物在主反應區內被活性污泥氧化分解。
反應連續進水，解決了來水與間歇進水不匹配的矛盾。但該工藝沉淀效果較差、凈化效果變差，易發生污泥膨脹，污泥負荷較低，反應時間長，設備容積增大，投資較大。
（5）生物脫氮除磷工藝（A/A/O）
污水首先進入厭氧池與回流污泥混合，在兼性厭氧發酵菌的作用下，廢水中易生物降解的大分子有機物轉化為聚磷菌可以吸收小分子有機物（如VFA），并以PHB的形式貯存在體內，其所需的能量來自聚磷鏈的分解。隨后，廢水進入缺氧區，反硝化細菌利用廢水中的有機基質對隨回流混合液帶入的NO3- 進行反硝化。廢水進入好氧池時，廢水中有機物的濃度較低，聚磷菌主要是通過分解體內的PHB而獲得能量，供細菌增殖，同時將周圍環境中的溶解性磷吸收到體內，并以聚磷鏈的形式貯存起來，隨后以剩余污泥的形式排出系統。系統中好氧區的有機物濃度較低，正有利于該區中自養硝化菌的生長。
污水處理需要以下設備：
1格柵清污機
2砂水分離器
3一沉池刮泥機
4單臂周邊傳動幅流式刮泥機
5一沉池排泥泵
6曝氣機
7污泥回流泵
8二沉池刮吸泥機
9帶式壓濾機
10羅茨鼓風機
11剩余污泥泵
12濾帶沖洗泵
13污泥輸送泵
14加藥計量泵
15空氣壓縮機（移動式空氣壓縮機 ）
16二氧化氯消毒器
污水中總氮中的有機氮用AO法及AOO法去除。
AO法及AOO法是近年來開發出的生物脫氮除磷新工藝，與傳統的化學和生物脫氮除磷相比，它還有效提高了BOD、COD、SS的出水指標。
AO法是缺氧、好氧的簡稱，AOO法是厭氧、缺氧和好氧的簡稱，脫氮是在缺氧段完成的，除磷則要求有厭氧段。AO法主要是脫氮,AOO法可以同時去除氮、磷。這兩種工藝都要求污水充分曝氣，使含氮有機物充分硝化,所以必須降低污泥負荷,延長曝氣時間和增大鼓風量。
根據天津東郊污水處理廠和沈陽市北部污水處理廠的實踐，采用AO工藝比傳統活生污泥流程的曝氣池容積、二沉池容積、回流污泥量、鼓風量和曝氣裝置數量都增大一倍左右，而且由于該工藝要求比較低的污泥負荷。
否則不足以達到污泥好氧穩定，所以AO法將帶來基建投資和電耗的大幅度增加。AOO法在缺氧段前面還加有一個厭氧池，以達到對磷的有效去除效果，基建費用與電耗比AO工藝更高點。
擴展資料：
氮污染的來源：
其人為來源主要是燃燒化石燃料，產生硝酸、氮肥、火藥等排放的廢氣。氮氧化物是光化學煙霧反應的起始反應物，它和氧化亞氮在平流層對臭氧的分解起催化作用，因此它們都是破壞臭氧層的物質。水體中的氮主要來自生物體的代謝和腐敗，氮肥的流失，以及工業廢水和生活污水的排放。
水體中氮過量時會造成富營養化，使水質惡化，影響水生生物的生長及繁殖。土壤中的固氮菌和植物的根瘤菌等可將空氣中的單質氮轉化為氨、硝酸鹽等化合態氮，供植物作養分，但氨或銨鹽存在過量時，反而會使土壤的土質變壞，影響植物生長。
此外，土壤中的硝酸鹽可經反硝化作用生成N2O，N2O進入平流層大氣時會與臭氧發生化學反應而消耗臭氧層中的臭氧。所以，土壤也是產生臭氧層破壞的痕量氣體發生源之一。
參考資料來源：百度百科-氮污染
參考資料來源：百度百科-城市污水
一、三段生物脫氮工藝
1、三段生物脫氮工藝流程是將有機物降解、硝化作用以及反硝化作用三個階段獨立開來，每一階段后面都有各自獨立的沉淀池和污泥回流系統。
2、第一段曝氣池的主要作用是代謝分解有機物，并使有機氮氨化。第二段硝化池主要進行硝化反應，將氨氮氧化，同時需投加堿度以維持一定的pH值。第三段是反硝化反應器，硝態氮在缺氧條件下被還原為N2，安裝攪拌裝置使污泥混合液呈懸碳源以滿足浮狀態，并外加反硝化反應所需的碳源。
二、A/O生物脫氮工藝
1、A/O生物脫氮工藝是將缺氧段置于系統前端，其發生反硝化反應產生的堿度能夠少量補充硝化反應之需。缺氧池中反硝化反應利用原廢水中的有機物為碳源可以減少補充碳源的投加甚至不加。
2、通過內循環將硝化反應產生的硝態氮轉移到缺氧池進行反硝化反應，硝態氮中氧作為電子受體，供給反硝化菌的呼吸作用和生命活動，并完成脫氮工序。
3、在 A/O 生物脫氮工藝中，硝化液回流比對系統的脫氮效果影響很大?；亓鞅瓤刂七^低，則無法提供充足的硝態氮進行反應，使硝化作用不完全，進而影響脫氮效果；若控制過高，則導致硝化液與反硝化菌接觸時間減短，從而降低脫氮效率。
三、SBR脫氮工藝
1、SBR脫氮工藝與A/O工藝相比，其運行方式有所不同，但在脫氮反應機理上基本與A/O生物脫氮工藝一致。
2、SBR工藝為間歇的運行方式，采用一個獨立的反應池替代了傳統的由多個具有不同功能的反應區組合而成的A/O生物脫氮反應器。SBR脫氮工藝以時間的交替方式實現了缺氧/好氧環境，取代了傳統空間上的缺氧/好氧，因其具有簡單的結構和靈活的操作方式而倍受研究者的關注和研究。
擴展資料：
污水總除氮因素影響
一、溫度
生物硝化反應的適宜溫度范圍為20~30℃，15℃以下硝化反應速率下降，5℃時基本停止。反硝化適宜的溫度范圍為20~40℃，15℃以下反硝化反應速率下降。實際中觀察到，生物膜反硝化過程受溫度的影響比懸浮污泥法小，此外，流化床反硝化溫度的敏感性比生物轉盤和懸浮污泥的小得多。
二、溶解氧
硝化反應過程是以分子氧作為電子終受體的，因此，只有當分子氧（溶解氧）存在時才能發生硝化反應。為滿足正常的硝化效果，在活性污泥工藝運行過程中，DO值至少要保持在2mg/L以上，一般為2~3mg/L。當DO值較低時，硝化反應過程將受到限制，甚至停止。
三、污泥齡
SRT是廢水生物脫氮系統的一個重要控制參數。一般來說，系統的SRT要大于硝化菌的最小比生長速率，這是因為硝化菌的比增長速率要比活性污泥系統中異養菌的比增長速率小一個數量級。唯有這樣，硝化菌在連續流的系統中才能得以生存，以至硝化反應的發生，實現氮素的轉化。
參考資料來源：百度百科-生物脫氮
污水中的有機氮，,如果采用生物脫氮，則包括氨化、硝化和反硝化三個階段。在氨化過程中,水中有機氮在微生物作用下轉化為氨氮。硝化過程中,首先在亞硝化桿菌的作用下,氨氮轉化為亞硝酸鹽氮,然后在硝化桿菌作用下,亞硝酸鹽氮進一步被氧化成硝酸鹽氮。反硝化過程中,硝酸鹽氮轉化為氮氣,釋放到空氣中,也正是在這個過程中,水中的氮被徹底去除了。
污水中總氮中的有機氮去除方法如下：
污水先經過序批式生物膜法處理，在厭氧、缺氧、好氧條件共存的環境下，將大分子有機氮分解成小分子有機氮，再利用微生物的降解作用去除小分子有機氮，同時通過微生物的短程硝化反硝化和厭氧氨氧化作用去除氨氮和硝氮。然后再經過混凝-微濾法處理，通過加入混凝劑，將細菌、SS等含氮物質沉淀去除，再經中空纖維微濾膜的過濾作用去除腐殖酸、富里酸等難降解的大分子有機氮，降低污水中有機氮總量。
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