六安反硝化除磷原理-合肥沃雨|经验丰富(图)

反硝化工艺：污水脱氮的关键环节反硝化是废水生物脱氮工艺的步骤，专门负责将硝化过程产生的（NO??）或亚（NO??）还原为无害的氮气（N?），从而有效去除水体中的总氮，防止富营养化。原理与必要条件：*微生物作用：由兼性异养菌（单胞菌、反硝化）在缺氧环境（溶解氧DO*电子受体与供体：（NO??）或亚（NO??）代替氧气作为电子受体；有机物（BOD）或内源碳作为电子供体和碳源。*还原过程：微生物通过一系列酶促反应，将NO??逐步还原为NO??、NO、N?O，终生成N?气体释放到大气中。此过程同时实现了污染物的去除（脱氮）和微生物自身的能量获取。工艺实现形式：*前置反硝化（典型如A/O工艺）：缺氧池位于好氧池之前。利用原水中的有机碳源作为反硝化碳源，节能；好氧池混合液回流至缺氧池提供硝态氮。*后置反硝化：缺氧池位于好氧池之后。需外加碳源（如、钠）；污泥回流提供。*同步硝化反硝化：在特殊曝气控制或生物膜/颗粒污泥系统内，同一反应器不同微环境中同时发生硝化与反硝化。运行关键控制点：1.严格的缺氧环境：控制溶解氧浓度是保证反硝化进行的前提。2.充足可利用碳源：碳源类型（易降解性）和数量（C/N比）直接影响反硝化速率和深度。不足时需投加外碳源。3.适宜的污泥龄：保证足够数量的反硝化菌留存于系统。4.有效的混合液回流：在前置反硝化中，足够回流比是将硝态氮输送至缺氧区的保障。环境效益：反硝化工艺的应用，使污水厂从单纯去除有机物（COD/BOD）和悬浮物（SS），跃升到深度脱氮的新阶段。它成功将溶解性的硝态氮转化为无害的氮气，是解决水体氮污染、保护水环境不可或缺的关键技术环节，对控制湖泊、海湾富营养化，维护生态平衡具有重大意义。

反硝化：氮循环的隐秘归途在土壤深处、水底淤泥以及湿地等缺氧环境中，一场由微生物主导的无声革命悄然进行——这便是反硝化作用。它是氮素循环中不可或缺的一环，指微生物在缺氧条件下，将（NO??）或亚（NO??）作为呼吸作用的电子受体，逐步还原为气态的一氧化氮（NO）、一氧化二氮（N?O）直至终产物氮气（N?）的过程。这一系列复杂的生物化学还原反应，是氮元素从生物可利用形态重新回归大气氮气库（N?）的途径。反硝化主要由一群特殊的异养细菌（单胞菌属、产碱属等）以及部分真菌和古菌完成。它们利用有机碳源（如糖类、有机酸）作为电子供体和能量来源，在缺氧时“”选择替代氧气进行呼吸。这一过程在厌氧环境（如淹水土壤、水底沉积物、生物膜内部、湿地）中尤为活跃，其速率受控于温度、有机质含量、pH值以及浓度等关键环境因子。反硝化作用在生态系统中扮演着双重角色。一方面，它是地球重要的“氮净化器”，有效清除水体与土壤中过量的污染（如农业施肥、污水排放带来的），防止富营养化及其引发的生态灾难。另一方面，它也是温室气体N?O的重要生物来源之一。N?O不仅具有极强的温室效应，还会破坏臭氧层。在反硝化链中，若环境条件（如低pH、高浓度、碳源不足等）导致还原过程受阻，N?O便可能作为中间产物大量积累并释放，而非完全转化为无害的N?。理解并合理调控反硝化作用，对于管理农业氮肥利用效率、设计污水处理脱氮工艺、构建人工湿地净化系统以及评估氮循环和温室气体排放，均具有至关重要的意义。它如同自然设定的一道精妙阀门，在缺氧的角落默默调节着地球氮素流转的平衡，将曾经活跃的氮素，终引回大气，完成其循环的隐秘闭环。

反硝化聚磷菌工艺：污水处理的“双效”节能先锋反硝化聚磷菌工艺（DPB工艺）是一种利用特殊微生物群体——反硝化聚磷菌（DPAOs）在同一缺氧反应段内，同步完成反硝化脱氮和过量吸磷两项任务的创新污水处理技术。它突破了传统生物脱氮除磷工艺中脱氮（需缺氧）与除磷（需好氧吸磷）在空间或时间上分离的限制，实现了协同。原理在于DPAOs的代谢能力：1.厌氧释磷摄碳：在厌氧段，反硝化除磷原理，DPAOs与其他聚磷菌类似，分解体内储存的聚磷酸盐释放能量，利用此能量大量吸收污水中的挥发性脂肪酸（VFAs）等易降解有机碳源，并以聚羟基烷酸酯（PHAs）的形式储存在体内，同时释放磷酸盐到水中。2.缺氧反硝化吸磷：关键步骤！在缺氧段（无溶解氧，但存在），DPAOs利用体内储存的PHAs作为能量和碳源，以（NO??）替代氧气作为电子受体进行反硝化反应（将NO??还原为N?气体），并在此过程中产生大量能量。这些能量不仅用于维持生命活动，更驱动其从污水中过量吸收磷酸盐，合成新的聚磷酸盐储存起来。一碳两用，同步完成脱氮与除磷。该工艺的显著优势在于：*碳源利用：同一份有机碳源（PHAs）同时驱动了反硝化脱氮和生物除磷两个过程，显著降低了对污水中有限碳源的需求，尤其适合处理低碳氮比污水。*能耗大幅降低：缺氧吸磷过程利用而非氧气作为电子受体，省去了传统除磷所需的大量曝气能耗（好氧吸磷），运行成本显著下降。*减少污泥产量：缺氧环境下的生长速率通常低于好氧环境，理论上可减少剩余污泥产量。*简化工艺流程：可在一定程度上缩短工艺流程或减少反应池容积（如将缺氧池同时用于脱氮和吸磷），节省基建投资。*降低碱度消耗：反硝化过程产生的碱度有助于补偿硝化过程的消耗，系统更稳定。应用与形式：DPB工艺并非独立存在，而是巧妙地融入或改造现有主流工艺，如：*改良AAO及其变体（如倒置AAO、UCT）：通过调整各反应区顺序、污泥回流点和内回流点，创造有利于DPAOs富集和发挥作用的厌氧-缺氧环境序列。*SBR及其变体：通过时间序列控制，在同一个反应器内创造厌氧和缺氧阶段，实现DPB作用。总而言之，反硝化聚磷菌工艺通过微生物的“一菌双效”特性，在缺氧条件下同步实现深度脱氮与除磷，优势在于显著节省碳源需求和曝气能耗。它代表了污水处理领域向资源节约、能源回收和可持续方向发展的关键技术之一，尤其适用于碳源紧张、能耗控制要求高的污水处理厂升级改造或新建项目。